落锤式弯沉仪(FWD)与贝克曼梁(BB)的相关性分析

李志海

(中山市交通工程质量监督站，广东中山 528400)

1 概述

贝克曼梁(简称BB)试验方法和动载落锤式弯沉仪(简称FWD)试验方法是国内常用的弯沉检测方式。国内外研究表明:由于FWD与BB的荷载性质不同且弯沉受温度、湿度、材料性质、路面结构组成因素的影响，两者弯沉测量值有一定差异。但对于某一地区或某一类型的路面结构，当土基状况、基层类型、面层厚度大体相近时，两者之间具有一定的相关性。虽然我国的《公路路基路面现场测试规程》已将FWD列为弯沉检测设备，但没有具体评定的标准，不能直接用于道路状况的评定。因此，为了将FWD弯沉数据直接用于道路状况评定中，需进行FWD和BB之间弯沉检测对比试验研究，建立其相关性，实现FWD向BB弯沉检测数据的转化和弯沉数据的计算评定。本次试验以古神一级公路沥青混凝土路面作为研究对象，分析在沥青混凝土路面上二者的相关性，为该地区类似道路技术状况评定提供指导。

2 FWD原理

FWD属动力弯沉检测技术，通过改变锤重和提升高度来模拟不同的车辆荷载，根据一组传感器(9个)来测定和绘制弯沉盆。FWD内置的计算机自动采集数据，速度快，精度高，是一种很理想的动态无损检测设备。FWD与其他弯沉检测设备相比，其技术特点主要表现在:

1)计算机自动采集数据，可以连续地快速测量。1 h大约能够进行60次试验，特别适合于大规模测试;2)准确性和精度高，弯沉分辨率达1 μm;3)加载范围大，可以在0.7 t～12 t之间变化;4)能够准确地测定较完整的弯沉盆信息，为路面结构层模量反算提供了必要的基础;5)加载系统能较好地模拟行车荷载作用，且可进行多级加载;6)弯沉盆由1组传感器测定，使得无损评价多层路面结构成为可能;7)FWD不仅克服了梁式弯沉仪的固有缺陷，而且仪器本身重量轻，解决了稳态动弯沉仪的静力加载问题。

3 试验步骤

1)准备FWD，过磅的后轴重100 kN标准车一台。

2)清理测点的积水和杂物，并对测点进行标记，见图1。

3)采用50 kN的落锤荷载对测点进行FWD检测，见图2。

图1 标记测点

图2 FWD检测

4)FWD检测完后，在100 kN后轴重车一侧后轮间隙对准测点并对其进行BB检测，见图3。

4 数据分析

为了研究FWD与贝克曼梁之间的相关关系，本次对比试验对古神一级公路沥青混凝土路面进行了测试，共检测58组弯沉值数据(见表1)，两者弯沉数据比对如图4所示。

通过对弯沉数据进行相关性分析发现，两者弯沉数据具有较好的线性相关性，相关系数R=0.635。进行特异值删除处理后见表2，对BB和FWD的弯沉数据进行回归分析，得到回归图如图5所示，并得到回归线性方程式:

图3 BB检测

表1 弯沉数据汇总表 0.01 mm

图4 FWD与BB弯沉对比图

其中，LBB为贝克曼梁弯沉值;LFWD为落锤式弯沉仪弯沉值。

本次研究共采用有效数据57对，LBB和LFWD线性相关系数达0.956 7，满足JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程相关系数R不小于0.95的要求。

表2 处理后弯沉数据汇总表 0.01 mm

图5 线性回归图

5 结语

试验结果表明:FWD与贝克曼梁在沥青混凝土路面结构层上所测得的弯沉数据之间存在较好的线性相关关系，关系式如下:

在不同地区、不同结构层、不同环境因素条件下，两者的相关方程系数也不同，本次试验所得出的相关方程式适用于广东中山地区沥青混凝土路面，对于其他地区或路面结构类型，还需做相应对比试验。

［1］赵海霞.落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉仪的对比分析［J］.交通标准化，2012(10):62-63.

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