彎沉知識(shí)及彎沉值的四種檢測(cè)方法

路面彎沉不僅反映路面結(jié)構(gòu)層及土層的整體強(qiáng)度和剛度，而且與路面的使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系。它作為工程竣工后的一項(xiàng)重要檢測(cè)指標(biāo)，反映了路面的整體強(qiáng)度質(zhì)量。

① 回彈彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直變形，卸載后能恢復(fù)的那一部分變形。

② 殘余彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸載后不能恢復(fù)的那一部分變形。

③ 總彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂直變形（回彈彎沉+殘余彎沉）。

④ 容許彎沉：路面設(shè)計(jì)使用期末不利季節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪輪隙中間容許出現(xiàn)的ZD回彈彎沉值。

⑤ 設(shè)計(jì)彎沉：是指路面交工驗(yàn)收時(shí)、不利季節(jié)、在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，標(biāo)準(zhǔn)軸載雙輪輪隙中間的ZD彎沉值。

簡(jiǎn)單地說(shuō)就是總彎沉是實(shí)際測(cè)的彎沉，回彈彎沉是在設(shè)計(jì)時(shí)要求達(dá)到的下限值，實(shí)測(cè)的彎沉值經(jīng)評(píng)定后不能大于設(shè)計(jì)的彎沉，否則瀝青路面的強(qiáng)度就是不合格了。

路面彎沉就是一種豎向變形，彎沉越大則路面越容易產(chǎn)生破壞。設(shè)計(jì)彎沉是指路面建設(shè)竣工初期實(shí)測(cè)應(yīng)該滿足的彎沉值或者稱之為竣工驗(yàn)收應(yīng)該滿足的彎沉值。

01 貝克曼梁法

貝克曼梁結(jié)構(gòu)示意圖

傳統(tǒng)的彎沉測(cè)試方法，速度慢，但技術(shù)比較成熟，屬于靜態(tài)類的固定采樣，是目前標(biāo)準(zhǔn)的彎沉測(cè)試方法，所用儀器為貝克曼梁彎沉儀。

這類設(shè)備使用時(shí)間早，范圍廣，技術(shù)要求簡(jiǎn)單。但測(cè)試準(zhǔn)確程度受人為影響較大，工作效率低。鑒于以上特點(diǎn)，本方法適用于低等級(jí)公路的施工、日常養(yǎng)護(hù)及舊路評(píng)價(jià)的檢測(cè)。也可用于高等級(jí)公路的施工質(zhì)量控制，但對(duì)于已通車運(yùn)營(yíng)的高等級(jí)公路不適合使用，因?yàn)榇朔椒ù嬖诓蓸宇l率低和交通安全等諸多方面的問(wèn)題。

此方法的主要儀器包括標(biāo)準(zhǔn)車、貝克曼梁、百分表、表架和接觸式路面溫度計(jì)等。

02 自動(dòng)彎沉儀法

屬于靜態(tài)測(cè)試范疇。利用貝克曼梁原理快速連續(xù)測(cè)試，利用貝克曼法原理快速連續(xù)測(cè)定，屬于試驗(yàn)范疇，但測(cè)定的是總彎沉，因此使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。

Lacroix 型自動(dòng)彎沉儀測(cè)量機(jī)架示意圖

自動(dòng)彎沉儀的基本測(cè)試原理是模仿貝克曼梁的工作方式，只是采用位移傳感器替換百分表進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，同時(shí)改變了前后測(cè)臂的長(zhǎng)度比例，通過(guò)標(biāo)定程序，將所測(cè)定彎沉值直接自動(dòng)記錄下來(lái)。

自動(dòng)彎沉儀分為兩類：

(1)從車輪后方插入測(cè)試梁。所測(cè)結(jié)果同貝克曼梁的回彈彎沉基本一樣。

(2)測(cè)試梁從車輪前方，所測(cè)結(jié)果為總彎沉與回彈彎沉有一定區(qū)別《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTG 3450－2019)中規(guī)定了自動(dòng)彎沉的設(shè)備技術(shù)條件和操作規(guī)程。

自動(dòng)彎沉儀采樣頻率及自動(dòng)化程度高，可對(duì)路面進(jìn)行高密度集中的強(qiáng)度測(cè)量，可極大減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果與貝克曼梁測(cè)試結(jié)果有較好的線性關(guān)系。但是，這類設(shè)備的機(jī)械和電控系統(tǒng)比較復(fù)雜，對(duì)操作人員的技術(shù)素質(zhì)要求較高。此方法可以在不封閉交通但采取必要措施的條件下進(jìn)行高速公路的彎沉測(cè)試。

03 落錘彎沉儀法

落錘彎沉法是利用自由落下的重錘瞬間產(chǎn)生的沖擊荷載來(lái)測(cè)定彎沉，屬于動(dòng)態(tài)彎沉，并能反算路面的回彈模量，使用時(shí)應(yīng)用貝克曼梁法進(jìn)行標(biāo)定換算。

落錘彎沉儀的工作原理是由一定重量的落錘自由下落產(chǎn)生相應(yīng)的當(dāng)量荷載，這種加載方式所產(chǎn)生的彎沉與行駛車輛對(duì)地面的作用非常相似，能夠得到動(dòng)態(tài)彎沉盆數(shù)據(jù)。

利用貝克曼梁法測(cè)出的回彈彎沉是靜態(tài)彎沉，自動(dòng)彎沉儀檢測(cè)彎沉?xí)r，因?yàn)樾羞M(jìn)速度很慢，所測(cè)得的彎沉也接近靜態(tài)彎沉。

落錘彎沉儀是一種脈沖動(dòng)力彎沉儀，具有無(wú)破損、測(cè)速快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，并很好地模擬了行車荷載作用，因此在國(guó)際上被廣泛應(yīng)用。落錘彎沉儀分為手持式、車載式和拖車式。

PRIMA100手持式落錘彎沉儀是一種測(cè)試土路基性能的工具，可以用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定承載能力。

? 快速的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制測(cè)量取代了經(jīng)驗(yàn)判斷

? 優(yōu)化道路施工質(zhì)量

? 手持落錘式彎沉儀PRIMA100操作簡(jiǎn)單

? 手持落錘式彎沉儀PRIMA100性能可靠并且用戶界面友好

? 時(shí)域記錄荷載和彎沉

? 設(shè)置和標(biāo)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在采集系統(tǒng)中

? 標(biāo)準(zhǔn)的WINDOWS軟件

? 手持落錘式彎沉儀PRIMA100由具有多年經(jīng)驗(yàn)的專家制造

拖車式落錘彎沉儀PRIMAX適用于用于路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)、測(cè)量，測(cè)定在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)彎沉及彎沉盆。

PRIMA-X 落錘彎沉儀采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠輕松將標(biāo)準(zhǔn)落錘彎沉儀升級(jí)至重錘式和超重錘式。并且可以把拖車式改裝成車載式，而不需要購(gòu)買基本測(cè)試設(shè)備。

? 靈活和模塊化設(shè)計(jì)

? 18個(gè)彎沉傳感器

? 新版軟件平臺(tái)

? 模塊化設(shè)計(jì)-FWD>SHWD

? 新的電子元件-可選購(gòu)無(wú)線控制

? RoSy NG設(shè)計(jì)軟件對(duì)18個(gè)彎沉傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行反算和正算

? SHRP(美國(guó)戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃)證書(shū)

04 激光式高速路面彎沉測(cè)定儀

激光式高速路面彎沉測(cè)定儀結(jié)構(gòu)示意圖

1-承載車；2-檢測(cè)控制系統(tǒng)；3-多普勒激光傳感器；

4-距離測(cè)量系統(tǒng)；5-溫度控制系統(tǒng)。

高速?gòu)澇羶x具有快速、連續(xù)式測(cè)量的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)彎沉的網(wǎng)級(jí)檢測(cè)，對(duì)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)性能的全面掌握。

TSD高速?gòu)澇羶x能夠融入交通流中正常行駛，進(jìn)行項(xiàng)目或路網(wǎng)級(jí)別的持續(xù)檢測(cè)，輸出公路承載能力數(shù)據(jù)結(jié)果。
該技術(shù)利用安裝在掛車兩個(gè)后輪之間的10個(gè)或更多個(gè)多普勒激光器采集數(shù)據(jù)。激光器分布在掛車行駛方向縱向ZX線上，測(cè)量范圍能覆蓋承重后軸的軸前和軸后的路面。

根據(jù)客戶需求，可定制解決方案，獲得更多路面結(jié)構(gòu)或功能性數(shù)據(jù)。每套TSD均具有優(yōu)異的性價(jià)比。

? TSD使用多普勒激光技術(shù)。激光器分布在掛車兩個(gè)后輪之間縱向ZX線上。

? 為測(cè)量掛車承重后軸軸后和軸前位置路面響應(yīng)，掛車和車輪輪轂經(jīng)過(guò)了特殊設(shè)計(jì)制造時(shí)。

? 精密的伺服系統(tǒng)和慣性單元持續(xù)監(jiān)控多普勒傳感器的位置。

? 可隨車安裝探達(dá)、路面斷面儀、前方路況、破損檢測(cè)、線掃描等子系統(tǒng)。

? 正常交通速度下測(cè)量公路承載能力（分析預(yù)測(cè)路面疲勞和剩余壽命）

? 測(cè)量效率高、功能強(qiáng)（每公里檢測(cè)成本低）

? 提供項(xiàng)目和路網(wǎng)級(jí)別公路承載能力的詳細(xì)信息

? 連續(xù)的、高精度、高分辨率的測(cè)量數(shù)據(jù)

? 數(shù)據(jù)結(jié)果可重復(fù)性高、重現(xiàn)性好

? 配備專用數(shù)據(jù)處理軟件

? 測(cè)量安全、GX、能耗低，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益高

? 靈活調(diào)整掛車底部特制荷載，能測(cè)量不同配重條件下的路面響應(yīng)