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落锤弯沉与回弹弯沉的数值关系探讨

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２０１０年第４期　
（总第１９４期）　
黑龙江交通科技　

ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　
Ｎｏ．４，２０１０　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．１９４）　

落锤弯沉与回弹弯沉的数值关系探讨　
孙力虹　
（张家口城投路桥工程有限公司）　

摘要：着重分析在沥青混凝土路面弯沉测试中，落锤弯沉与回弹弯沉之间的关系。落锤式弯沉仪与回弹弯　
沉之间的大小具有一定的规律性。　
关键词：落锤式弯沉；回弹弯沉；大小关系　
中图分类号：１３４１６．１　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１０）０４－００２２—０２　

１概述　
ＦＷＤ（落锤式弯沉仪）是目前国际上先进的路面强度无　损检测设备之一。落锤式弯沉仪测定路面的动态弯沉，能够　利用测得的弯沉盆反算路面结构层的模量，为路面使用状况　的评定提供依据。另外，ＦＷＤ在水泥混凝土路面板底脱空、　接缝传荷能力评定及刚性路面基层顶面当量回弹模量的测　试中也得到日益广泛的应用。　我国现行的路面弯沉常规检测手段采用的是贝克曼梁　法，基本原理是杠杆原理。在规定的标准轴载作用下，路基　或路面表面轮隙位置产生的垂直变形值（回弹弯沉），利用　黄河载重汽车加载，人工读取百分表的读数，以此来测量路　基或路面表面的回弹弯沉值。　落锤式弯沉仪的工作原理是落锤式弯沉仪通过计算机　系统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，　从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，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　系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的　动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路面结构层模量，　从而比较科学地评价路面的承载能力。　回弹弯沉和落锤弯沉在现行检测规程中都可以采用，采　
用落锤式弯沉时，需对比两者之间的关系，从而确定检测结　
果。为了探讨沥青路面落锤弯沉与回弹弯沉之间的关系，　
２００８年对张家口东商线、京化高速公路的沥青混凝土路面　
分别进行路面回弹弯沉与落锤弯沉的测试，二次测试中回弹　
弯沉测试采用５．４　１１１贝克曼梁，落锤弯沉采用Ｄｙｎａｔｅｓｔ８００２　
型落锤式弯沉仪。通过测试数据分析，找出两种测试方法检　
测结果的相关性，得到两者数值的规律性。　
２试验方法　
在进行回弹弯沉与落锤弯沉的对比试验时，二条公路回　
弹弯沉检测车均采用ＢＺＺ一１００标准车。ＢＺＺ一１００标准车　
满足《公路路基路面现场测试规程》的要求，并采用５．４　ｍ　
贝克曼梁。测试时，回弹弯沉检测车在前，ＦＷＤ弯沉车紧随　
其后，对于桥涵等构造物范围内的路面铺装不进行检测。贝　
克曼梁每测一点后，立即用自喷漆对测点进行标记。回弹弯　
沉检测车驶离后，ＦＷＤ紧随其后对点测试落锤弯沉值。一　
般每５０　Ｉｎ取一测点。选取路段详见表１。　

表１　每条公路选取的对比试验路段及路段的路面结构　

３数据分析　
３．１　落锤弯沉与回弹弯沉的大小关系　
从理论分析而言，对于同一路面总弯沉即为落锤弯沉值　比回弹弯沉值要大。但对大量的检测数据进行分析，发现落　锤弯沉值与回弹弯沉值之间没有上述理论所推的明显规律，　因此这里通过数据分析进行验证。对于测试所得数据，首先　根据规程要求剔除异常值，然后对回弹弯沉（￡）与落锤弯沉　仪承载板中心弯沉（　）进行数值大小比较。　在省道东商线对比试验中，测得８４组有效弯沉数据，其中　＞Ｌ的８３组，　＜Ｌ的１组，　＞Ｌ点数占总点数的９８．８％。　对于京化高速公路，把各组的　与Ｌ按工从小到大的　顺序排列分组，并统计点数占总点数的比例。其中　＞　，　的点数占总点数的６４．１％；　≤Ｌ的点数占检测总点数的　３５．９％。从表２可以看出，京化高速的　与Ｌ值大小关系　与省道东商线具有不同的规律性，即落锤弯沉并不一定总是　
大于回弹弯沉，京化高速的　与　值表现出了这样的一个　
趋势：随着￡值的增大，对应测试点　值虽然也是逐渐增大　
的，但是　增大的幅度相对于　逐渐增大的幅度是逐渐变　
小的。当路面回弹弯沉值较小分布在一定范围内时，　值　

一
般大于三值，但是随着路面回弹弯沉值的增大，这种关系　
越来越不明显。从表２可以看出　一　的差值随着工增大　
由正值逐渐变化为负值，呈现逐渐减小的趋势。比较清楚地　
反映出了二种路面结构　与　的大小关系变化规律。　

表２京化高速公路　与三的大小比较统计表　

收稿日期：２０１０一ｏ３—１５　
作者简介：孙力虹（１９７２一），男，工程师。　

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第４期　孙力虹：落锤弯沉与回弹弯沉的数值关系探讨　总第１９４期　
省道东商线检测结果，基本上全线Ｌ。＞Ｌ。但测值并没　
有明显的变化规律，但是京化高速　一￡值则变化趋势比较　明显，即随着　值的增大　一　值逐渐变小，并最终由正值　变为负值。因此得出以下结论，不同的沥青混凝土路面结　构，对静态荷载和动态荷载的响应规律不同，对于某些沥青　路面结构来说，相同或相似的路面结构对静态荷载和动态荷　载的响应具有一定的规律性，这种规律不是一成不变的固定　的数量关系，而是一种相近的变化趋势。　３．２落锤弯沉与回弹弯沉的相关性　在分析　与Ｊ已间的相关关系时，只采用剔除异常值后　的点弯沉值。对于省道东商线，选取了５个路段进行对比试　验，各路段的相关方程及相关系数见表３。　表３省道东商线　与￡之间的相关性　从表３可以看出，Ｋ１＋０００一Ｋ２＋０１３０段落锤弯沉与回弹弯　沉的相关系数太小，按保证率９９％要求，相关系数临界值　０．７９８。表明　与　之间不是线性相关。其余路段相关性相当　好，把这５个路段的弯沉数据进行合并得到全部对比路段　与　的相关方程为Ｌ＝　６８５　Ｄ－３．３８５７，ｒ＝Ｏ．９２２　１，见图１。　图ｌ　东商线省道落锤弯沉与回弹弯沉的相关性散点图　在京化高速公路，对４个路段的行车道与硬路肩进行了　ＦＷＤ与贝克曼梁的对比试验。总体来说　与￡的相关性　
也是可以的，部分路段　与厶的相关系数有些偏低。这可　
能与检测时弯沉值受行车荷载干扰有关，最后把四个路段行　
车道与硬路肩的检测数据全部合在一起其相关方程为　

Ｌ＝１．３１５ＬＤ一７．２２６２　，＝０．９３０　
从以上二条公路　与　相关性分析可以看出，　与　
具有较好的相关性，而且二条公路　与　的相关性具有一　
个共同的特点，就是同一条公路每个对比路段的测试数据合　
起来以后，　与￡的相关性均比单个路段的相关性要好。　
其前提条件是每条公路各对比路段的结构是相同或基本相　
同的。　
４结论　
对于一条道路的同一次检测，落锤弯沉值不一定总比回　
弹弯沉值大，也不一定总比回弹弯沉值小。根据对文中二条　
道路检测结果的分析，在路面结构相同或相似的情况下，对　
于某些路面结构类型，二者的大小关系具有一定的规律性。　
即随着路面弯沉的增大，落锤弯沉的增大幅度相对于回弹弯　
沉的增大幅度逐渐变小。　
落锤弯沉与回弹弯沉之间有较好的相关性。在对ＬＤ与　
Ｌ回归的过程中，也采用了多项式进行回归，计算表明采用　
多项式进行回归稍好于线性回归，且多项式的次数越高，相　
关系数就越高。但是鉴于多项式回归相对于线性回归相关　
系数的提高很微小，且增大了计算的复杂性，因此采用线性　
回归的方法。　
在进行对比试验时，落锤弯沉的精度一般为０．００１　ｍｍ，　
而回弹弯沉一般用百分表读数，精度为０．０１　１／１１１１。对于新建　
的高等级路面结构其弯沉值可能很小，一个路段的落锤弯沉　
均有明显的变化，但回弹弯沉值可能没有多少改变。因此，　
这种情况可以用千分表读数，更利于数据分析。　

参考文献：　
［１］公路工程质量检验评定标准（ＪＴＧ　１７８０／１—２００４）［ｓ］．北京：　
人民交通出版社．　
［２］公路路基路面现场测试规程（ＪＴＪ０５９—９５）．　

（上接第２１页）　提供标准密度，更提高了路面的施工质量，延长了路面的使　用寿命。　这归功于ＧＴＭ模拟的合理性、数据的准确性、施工的规　范性、管理的及时性。　５　ＧＴＭ施工沥青混凝土的检测　通过试验路的施工总结，ＧＴＭ设计和施工沥青混凝土　建议采用以下方法进行检测。　（１）级配控制：每天生产的配合比中沥青混凝土级配尽　可能地接近生产级配，实际生产中以生产配比为主，并控制　主要筛孔。４．７５　ｍｍ筛孔控制在．４－２％，２．３６　ｍｍ筛孔控制　在４－２％，０．０７５　ｍｉｌｌ筛孔控制在４－１％。　（２）施工油石比：进行抽提试验，满足设计要求。　（３）试件密度：现场钻取芯样，做试件的毛体积密度。　（４）压实度控制：将ＧＴＭ做出的密度作为标准密度，路　面压实度达到９７％以上。　６结束语　（１）ＧＴＭ路面的设计与施工管理是确保工程质量的两　
个重要环节，施工管理在后期发挥重要的作用。　
（２）ＧＴＭ设计的沥青路面高密度、低油量在现场施工中　
是可以做到的。　
（３）现场ＧＴＭ试验能够准确、及时的动态管理的生产，　
减少施工的盲目性，提高工作效率。　
（４）ＧＴＭ在重载交通沥青路面施工中能够减少病害的　
出现，提高路面的质量，延长道路的使用寿命。　
（５）专业人员通过ＧＴＭ现场检测和管理，在几条高速　
公路的实践中取得了相当大的成功，这是令人欣喜的，为我　
国的交通事业的发展树立了一面旗帜。　

参考文献：　
［１］公路沥青路面施工技术规范（ＪＴＪ　Ｆ４０—２００４）［Ｍ］．北京：人　
民交通出版社，２００４．　
［２］公路工程沥青及沥青混合料试验规程（ＪＴＪ０５２—２０００）［Ｍ］．　
北京：人民交通出版社。２０００．　
［３］　沙庆林．高速公路沥青路面的水破坏及其防治措施．　

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公路路基路面检测回弹弯沉检测方法探讨

公路路基路面检测回弹弯沉检测方法探讨

公路路基路面检测回弹弯沉检测方法探讨在公路路面检测中，国外一些施工单位选用的是回弹弯沉的方式，检测路基路面的承载能力。

如果检测的结果值较大，说明公路的承载能力较小，如果检测的结果较小，说明公路的承载能力较大。

所以在公路建设中，回弹弯沉检验是必不可少的内容，有着重要的意义。

一、回弹弯沉检测的意义与原则（一）回弹弯沉检测的内容回弹弯沉主要是指在特定的标准轴载作用下，公路路基和路面在表面的轮隙位置产生的回弹值以及变形值。

这种数值一般是以0.01m为差值进行计算的，检测人员了解到，路基的回弹弯沉值，不仅能够将公路路面的刚度与强度反映出来，还与路面的使用情况有一定联系。

当回弹弯沉的数值较大时，路面结构的变形塑形就会有所增大，导致公路的抗疲劳性质有所减少，所以公路在大承载的作用下会出现损坏。

如果公路的回弹弯沉值较小，说明公路几乎不会出现变形，具有较好的抗疲劳能力，该公路能够适应交通量大的环境。

（二）回弹弯沉检测法应用的原则1、质量优先原则在选用回弹弯沉进行检测时，需要遵守质量优先的原则，从而保证公路的整体强度和刚度[1]。

检测人员要对公路的使用情况进行相应调整，从而提升公路的质量。

如果在检测中，并没有质量关的要求，那么这种检测方式只是一种形式，并没有实际的用途。

2、程序公正原则在公路路面的检测中，还应重视程序公正的原则，确保检测过程中遵守法律和合同的要求。

检测过程要公正透明，确保检测的数据准确有效，检测过程合理，能够提升路面检测的准确性。

3、管理科学原则路面的回弹弯沉检测是公路施工的重要内容，检测人员要严格遵守相关规定，结合实际情况制定合理的工作内容，使整个管理的内容更加科学，能够循序渐进，保质保量的完成检测工作。

二、路基路面检测中回弹弯沉检测法的应用在我国公路建设中，路面检测是一个非常重要的内容，检测人员应选用回弹弯沉的方法对路面的承载能力进行分析。

回弹弯沉检测工作中，要合理运用路面结构设计和施工流程，然后进行施工验收。

浅谈贝克曼梁弯沉仪与落锤式弯沉仪检测弯沉的相关性

浅谈贝克曼梁弯沉仪与落锤式弯沉仪检测弯沉的相关性

浅谈贝克曼梁弯沉仪与落锤式弯沉仪检测弯沉的相关性【摘要】在JTG E60-2008 公路路基路面现场测试规程中落锤式弯沉仪（FWD）检测弯沉时需要与贝克曼梁法进行比对，通过比对试验得出相关回归方程，而新的测试规程JTG 3450-2019 公路路基路面现场测试规程中明确不再对落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉仪相关性试验做强制要求，对此笔者通过对一些规范的学习，认为本身两种方法所检测的原理不同贝克曼梁弯沉（回弹弯沉）落锤式弯沉（动态瞬时峰值弯沉），无需硬拉在一起做相关性研究，而应积累在相同检测方法下不同验收弯沉值对路用性能的影响的经验，从而得出某种检测方法下的设计合格值，建立设计与检测验收评价方法相适应的指标要求。

【关键词】回弹弯沉动态瞬时峰值弯沉相关性1概述贝克曼梁弯沉仪采用杠杆原理用来测定汽车后轴双轮之间的回弹弯沉，具有设备结构简单使用方便等优点，因此是目前我国现行的路基路面承载力检测评价中最常规的检测方法，但是其检测过程中检测人员，检测加载车，以及贝克曼梁刚度等都对检测结果有很大的影响，其不确定性非常大，在检测过程中往往很难做到标准，例如加载车，规范要求中要求后轴重100+1KN，轮胎气压0.7+0.05Mpa,单轮传压面当量圆面积（3.56+0.2）×104 mm2,对双轮轮隙的要求仅是满足插入贝克曼梁测头，并没有具体要求间隙多宽，这样虽能满足能插入测头，但所形成的单位面积上的压力可能因为车型的不同而不同，而且每个检测人员对百分表的读数的人为误差较大。

2工作原理2.1贝克曼梁是常规检测方法我国现行的路面弯沉常规检测手段采用的是贝克曼梁法，基本原理是杠杆原理。

在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的垂直变形值（回弹弯沉），利用黄河载重汽车加载，人工读取百分表的读数，以此来测量路基或路面表面的回弹弯沉值。

存在主要问题有：（1）以人工操作为主，工作强度大，效率低，可靠性差；（2）支点变形，影响检测结果，对支点变形的修正很难测准；（3）仅测得静态汽车荷载作用下路基路面单点（最大）回弹弯沉值；（4）没有反映路面结构在行车荷载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状；（5）不适用于对路网进行大范围长期跟踪观测。

弯沉值换算

弯沉值换算

路床完沉值弯沉值=9308E-0.938E路基回弹模量弯沉值作为路基及路面各结构层的强度评价指标已广为接受。

但结构层弯沉值的容许值确定颇具商榷。

一般的参考书籍、交通部颁发现行规范。

验收评定标准对弯沉指标的说明不透彻，甚至相互抵触，很多方面靠人为理解，实际操作困难。

例如，现行《公路工程验收评定标准》（JTJ071-98）对基层、底基层取消弯沉检验指标。

故相当建设项目取消弯沉检测。

而《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-93）第8.4.3、第8.5.6明确规定了弯沉值检验项目作为基层，底基层质量合格标准必检项目。

因此，很有必要对弯沉指标作深入剖析。

理解弯沉的意义，掌握容许弯沉的确定方法。

1、弯沉值的作用弯沉是表征路基或路面各结构层抵抗是、竖直变形的能力。

弯沉值越大，说明结构层强度越低。

弯沉值的作用主要反映在以下三个方面：（1）评价路基或路面结构强度车辆荷载在路基、路面结构中产生的有效作用区通常在1.5～2.0m，路面各结构层顶面检测的弯沉值包含有一定厚度土基及其相应下承层的强度。

因此，弯沉是一个综合反映路基路面整体强度。

这也是世界上很多国家采用弯沉作为沥青路面设计强度指标的原因。

（2）评价路基或路面各结构层次的均匀性即使同一路段，土基填料千差万别，填土高度交替变化，三交地段频繁出现。

这些因素引起路床强度差异显著，最终导致在强度薄弱处首先出现早期局部损坏。

因此，路基、路面各结构层次强度的均匀性正越来越受重视。

其均匀性的控制一方面通过宏观调节，如材料的进场、摊铺、平整、碾压等工艺流程，可采用目视法，随时纠正；另一方面通过具体指标检验评价。

压实度、厚度、平整度等指标均可用作为评价均匀性的辅助指标，但由于检验这些指标的频率很低，如验评标准中抽检基层压实度频率仅要求每200m每车道仅检测2处；施工规范要求检测每评定段或每2000m2仅检测6处，很难综合评价结构层的均匀性。

应加大弯沉检测频率，每车道每20m一个断面检测（最低频率每公里也达40～50个测点），这样才更真实评价路面弯沉情况。

土基回弹模量与弯沉值的计算

土基回弹模量与弯沉值的计算

土基回弹模量与弯沉值的计算吴祖德（常州市建设工程施工图设计审查中心, 江苏常州 213002）内容提要 不同的土基回弹模量有其相应的弯沉值，通过计算、验证，找到适合本地区的经验公式。

本文介绍实际工作中，可使用的两个经验公式，并附常州地区所采用的计算值，供参考。

关 键 词 土基回弹模量 弯沉值1 土基回弹模量与验收弯沉值的换算 1.1“公路沥青路面设计规范”（JTG D50-2006）5.1.8中的公式()202011012⨯-=αμδODOD E K P L （1）式中： OD L —路基设计弯沉值（0.01mm ）;P ，δ—测定车轮胎接地压强（MPa ）为0.7 MPa 与当量圆半径（mm ）为106.5mm; μ—土基的泊松比。

一般为0.35 α0—均匀体弯沉系数，取0.712; E OD —路基设计回弹模量（MPa ）;K 1—不利季节影响系数，可根据当地经验确定。

在实测某路段土基回弹模量后，可通过下式确定某路段土基回弹模量设计值： 100/)(K S Z E E a S -= （2）式中：S E 0—某路段土基回弹模量设计值；0E 、S —某路段实测土基回弹模量平均值与标准差a Z —保证率系数，高速公路、一级公路为2.0；二、三级公路为1.648;四级公路为1.5; 1K —不利季节影响系数，若在非不利季节测定应考虑季节影响系数，并根据当地经验选用。

表1 土基回弹模量与弯沉值的计算结果注：此表是后面的回归式为准时，算出其相应的不利季节影响系数，可比较不同回归式间的差异。

1.2按《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）附录A 的公式先将土基回弹模量计算值（E 0）按式（3）调整到相当于非不利季节的值（E 0’）： E 0’= K 1·E 0 （3）式中：K 1—季节影响系数，不同地区取值范围为1.2～1.4，各地可根据经验确定。

土基顶面的回弹弯沉值，按回归 式（4）计算：L 0=9308938.00E （4）式中：E 0—土基回弹模量（MPa ）L 0—土基顶面的回弹弯沉计算值（0.01mm ）根据常州地区，土基回弹模量与弯沉值的计算结果如下：表2 土基回弹模量与弯沉值的计算结果序号 E 0（MPa ） L 0（mm ） K 1 1 15 5.35 1.4 2 20 4.09 1.4 3 22 3.74 1.4 4 25 3.32 1.4 5 26 3.20 1.4 6 30 2.79 1.4 7 32 2.63 1.4 8 35 2.42 1.4 9 34 2.48 1.4 10 40 2.13 1.4 11 60 1.46 1.4 12801.111.42历次规范对土基回弹模量的计算公式2.1不同规范中弯沉值L 0回弹模量E 0值表，见表3。