浅谈路基路面弯沉检测技术

随着各种高科技技术的发展，路面弯沉值，作为反映路面强度的重要力学指标，其检测技术与设备的发展十分迅速。从最初的贝克曼梁人工读百分表方法，到当今最先进的高速激光测试弯沉技术，大幅度提高了测试效率，降低了人为因素对测试结果的影响。同时引入了更符合实际行车效应的动态弯沉概念，弯沉技术取得了历史性的进步。

弯沉值的测试方法较多，目前用得最多的是贝克曼梁法，利用“贝克曼梁”测定路面回弹弯沉值,操作简便，应用广泛。我国路面设计及检测的标准方法和基本参数都是建立在这种试验方法基础上的，在我国已有成熟的经验，但此方法全是人工操作，其结果受人为因素和天气因素的影响较大，而且人员多，测速慢,影响交通。因此，我国近年来逐步引用激光自动弯沉仪和落锤式弯沉仪（FWD），它是测定路面（基）弯沉值的高效自动化设备，可对路面（基）进行高密集点的强度测量，适用于路面（基）施工质量控制、验收及路面养护管理。

一、激光自动弯沉仪

1．工作原理：这类设备属于行驶采样，静态弯沉类。自动弯沉仪的基本测试原理与贝克曼梁的原理是相同的，都是采用简单的杠杆原理，只是采用位移传感器替换百分表进行自动测量，同时改变了前后测臂的长度比例。自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶，将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来，这时,测定梁被拖动，以二倍的汽车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果。

2．主要设备：自动弯沉仪测定车：由测试汽车、测量机构、数据采集处理系统三部分组成。测量机构安装在测试车底盘下面。自动弯沉仪测定车的主要TRANBBS技术参数如下：测试车轴距 6.57m ，测臂长度1.75-2.40m ，后轴荷

载100kn 测定轮对路面的压强0.7mpa，最小测试步距4-10m，测试精度0.01mm，测试速度 1.5-4.0km/h。

3.使用技术要点：（1）自动弯沉仪做长距离移动时，应根据路况把些对通过能力影响大的组件、部件拆下来，待移动到测量工地时，再进行安装调试。（2）操作计算机，根据要求输入有关信息及命令。（3）为了保证系统a／d转换板与位移传感器的测量精度，应进行自动弯沉仪的标定。（4）自动弯沉仪所采集数据以文本方式存储于计算机中，其记录格式分节点数据，弯沉值数据及弯沉盆数据三种。输入有关信息和参数后，可显示出左右双侧的弯沉峰值柱状图及峰值、距离和温度等；计算出平均值、标准差和代表弯沉值；显示弯沉盆图形并计算出曲率半径。应当注意，自动弯沉仪测定的是总弯沉，因而与贝克曼梁测定的回弹弯沉有所不同。可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验，得到两者相关关系式，换算为回弹弯沉，用于路基、路面强度评定。

二、落锤式弯沉仪

1．工作原理：这类设备属于固定采样，动态弯沉类。落锤弯沉仪，顾名思义，其工作原理即由一定质量的落锤自由下落，从而产生相应的当量荷载，这种方法所产生的弯沉与行驶车辆对地面的作用非常相似。即将测定车开到测定地点，通过计算机控制下的液压系统，启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，导致路面产生弯沉，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号输入计算机，得到路面测点弯沉及弯沉盆，速度快，精度高。近年来，采用落锤式弯沉仪测定路基、路面的动态弯沉，并用来反算路面的回弹模量。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。

2．主要设备： 落锤式弯沉仪分为拖车式和内置式。拖车式便于维修与存放，而内置式则较小巧、灵便。（1）荷载发生装置：包括落锤和直径300mm的4分式扇形承载板。（2）弯沉检测装置：由5-7个高精度传感器组成。（3）运算

及控制装置。（4）牵引装置：牵引fwd并安装运算及控制装置等的车辆。

3．使用技术要点：（1）通过调节锤重和落高可调整冲击荷载大小。例如，我国路面设计标准轴载为bzz-100，落锤质量应选为5t，因为承载板直径为30cm，对路面的压强恰为0.7mpa。（2）检测时，拖车式落锤弯沉仪牵引速度最大可达80km／h，根据我国的实际情况，牵引速度以50km/h左右为宜。内置式落锤弯沉仪最高时速大于100km／h，每小时可测65点。（3）传感器分布位置为:1个位于承载板中心，其余布置在传感器支架上。路面结构不同，弯沉影响半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距荷载中心2.5m范围内即可。目前，我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构，弯沉影响半径已达3-5m，传感器分布范围应布置在距荷载中心3-4m范围内，以量测路面弯沉盆形状。（4）每一测点重复测定不少于3次，舍去第一个测定值，取以后几次测定值的平均值作为计算依据，因为第一次测定的结果往往不稳定。弯沉检测装置操作方式为计算机控制下的自动量测，所有测试数据均可显示在屏幕上或打印出来或存储在软盘上；可输出作用荷载、弯沉（盆）、路表温度及测点间距等；可打印弯沉平均值、标准差、变异系数及代表弯沉值等数据。

注意事项，落锤式弯沉仪所测弯沉为动态总弯沉，与贝克曼梁所测的静态回弹弯沉不同。可通过对比试验，得到两者之间的相关关系，并据此将落锤式弯沉仪所测弯沉值换算为贝克曼梁的静态回弹弯沉值。可利用计算机按弹性层状体系理论的计算模式和程序，根据落锤式弯沉仪所测弯沉盆数据反算路面各层材料的弹性模量。

三、设备比较

1、数据体系

自动弯沉仪属于静态弯沉体系，与贝克曼梁测试值有良好的换算关系（相关系数大于0.95）。主传感器的测试分辨力是0.6微米。测试机构的测试数据采用美国的7段跳频无线数字传输技术,不必连接电缆,提高了设备的可靠性。

落锤式弯沉仪属于动态弯沉体系与贝克曼梁测试值的换算关系一般小于

0.95。数据较自动弯沉仪偏小。主传感器的测试分辨力是1微米。测试传感器必须连接电缆。主电缆插口多次插拔容易损坏。用于新结构新材料研究，进行分层模量分析比较好。

2、安全性

自动弯沉仪测试时,连续行走,不用停车,所以不必封闭交通。该设备庞大,安全指示标志齐全,设备和测试人员安全性较好。

落锤式弯沉仪必须停车测试, 必需封闭交通或安排专车专人进行保护。

3、检测速度

如两种设备的检测频率为每一双车道评定路段（不超过1km）检查20个点时，速度基本相当。《公路工程质量检验评定标准》规定弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。每一双车道评定路段（不超过1km）检查80-100个点，多车道公路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点。自动弯沉仪6 km /h连续测试速度(测点间距12.5m,每步可得到左右各一个测试值)，台班工作8h，可得到9000点的测试结果,完成50km测试任务。

落锤式弯沉仪按12.5m一个测试点,日工作300-500个测点,只能完成4-5km测试任务。现在的高速公路施工工期紧，任务急，按现在的检测频率落锤式弯沉仪已不适合在路面交工检测中使用。如果想让落锤式弯沉仪在路面弯沉检测中发挥更好的作用就必须制定相应的检测频率。

4、灵活性

自动弯沉仪设备庞大进行路面检测时受路况影响不大，但是在路基交工检测时受施工环境影响较大，便道狭窄，不平整，交工路段短，都对自动弯沉仪的检测工作造成困难。

落锤式弯沉仪较自动弯沉仪体积小，机动性强。更能适应路基弯沉的验收工作。

四、优缺点归纳

1、激光自动弯沉仪属于静态弯沉体系，与贝克曼梁测试值有良好的换算关

系，相关系数大于0.95；落锤式弯沉仪属于动态弯沉体系，与贝克曼梁测试值的换算关系一般小于0.95。

2、激光自动弯沉仪用于大量的路面验收及路网检测评价比较好；落锤式弯沉仪用于新结构新材料研究，进行分层模量分析比较好。

3、激光自动弯沉仪6km/h连续测试速度，一个台班可完成50km测试任务；落锤式弯沉仪只能完成45km测试任务。

4、激光自动弯沉仪不必封闭交通,设备庞大,安全标志齐全,安全性好；落锤式弯沉仪必须停车测试, 对交通干扰大, 安全性差。

5、激光自动弯沉仪主传感器分辨力是0.6微米；落锤式弯沉仪主传感器分辨力是1微米。

6、激光自动弯沉仪采用美国的7段跳频无线数字传输技术,无连接电缆,提高了可靠性；落锤式弯沉仪测试传感器必须连接电缆,可靠性降低。

7、激光自动弯沉仪荷载可以恒定在100kN，其加载过程靠汽车自身质量；落锤式弯沉仪的荷载靠调整落锤高度,受路面柔硬强度的反力影响,其作用于路面的荷载是变化的, 落锤能量先加载在柔性橡胶座上,而橡胶的弹性硬度决定模拟的动载速度，所以其荷载时间稳定性差。

两种检测设备虽然工作原理有所不同，但是数据采集密度大，可以准确的检测路面（基）的强度，从而防止因路面材料强度不足而造成的质量隐患，从根本上避免路面过早破坏；在养护决策方面，对路网进行定期弯沉检测，可以科学的制定养护方案，合理的分配养路资金；在道路改造设计时，依靠准确的弯沉检测，实现路面补强优化设计；在公路建设过程中，能够更加规范、准确、全面合理的评估道路使用状况。

第二篇：路基路面弯沉检测记录表

路基路面弯沉检测记录表（贝克曼梁法）   

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