淺談道路試驗(yàn)檢測中貝克曼梁法

于躍

【摘要】 道路質(zhì)量的控制和很多因素有關(guān)，彎沉檢驗(yàn)是道路重要的指標(biāo)之一，本文分析了彎沉檢驗(yàn)中貝克曼梁法，并論述了貝克曼梁法和其他幾種方法存在的差異。

【關(guān)鍵詞】 道路試驗(yàn)；檢測；貝克曼梁法

一、前言

彎沉檢驗(yàn)是道路強(qiáng)度檢驗(yàn)中常見指標(biāo)之一，對于工程驗(yàn)收和工程質(zhì)量的評定具有極大的參考價值，而彎沉檢測針對不同的地區(qū)需要有不同的方法，本文重點(diǎn)對道路試驗(yàn)中的貝克曼梁法進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

二、貝克曼梁彎沉測試原理

貝克曼梁法就是利用杠桿原理來實(shí)現(xiàn)的，即利用載重后的汽車加載路面，然后測定出路面的回彈變形量。該法工作原理簡單，通過人工即可完成。此方法能檢測路基路面的回彈彎沉值，以此作為路基路面承載能力的判斷依據(jù)。由該方法所測定的路基路面回彈彎沉值可作為交工以及竣工驗(yàn)收使用。

標(biāo)準(zhǔn)車可以是雙軸、后軸，車子的每側(cè)是雙輪胎，通常情況下，高速公路、一級及二級公路都會選擇后軸為10 噸的BZZ-100型的標(biāo)準(zhǔn)車，而其他等級的公路則可以選擇后軸為6 噸的BZZ-60標(biāo)準(zhǔn)車。測定彎沉所用的標(biāo)準(zhǔn)車對于結(jié)構(gòu)影響的很大的，過去一段很長時間，我國一直解放牌CA-10B型和黃河牌JN-150型兩種型號的等級荷載的標(biāo)準(zhǔn)車。當(dāng)前，這兩種車型已經(jīng)不再生產(chǎn)，因此，我們必須找到一種代替車型，根據(jù)我國現(xiàn)行的試驗(yàn)規(guī)范 （JTJ 059-95）附錄中所指出的，要求軸重和輪胎氣壓等相關(guān)重要參數(shù)必須滿足表一所示要求。本文就此以某東風(fēng)車型作為標(biāo)準(zhǔn)車進(jìn)行彎沉檢測，以判斷其可行性。

三、路面現(xiàn)場彎沉測試

1.貝克曼梁彎沉（BB）測試

采用該方法對彎沉進(jìn)行測試，是在施工驗(yàn)收以及強(qiáng)度的檢測過程中的常見手段，也是我國通常的做法，國內(nèi)對于路面參數(shù)的設(shè)計也是采用這種方法，因此嚴(yán)格對公路路基測試的條文進(jìn)行詳細(xì)的說明，對貝克曼梁彎沉檢測步驟進(jìn)行細(xì)化，能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

在測量的過程中需要注意的問題是將彎沉儀插入汽車后輪之間的間隙，保證彎沉儀測量的方向和汽車行駛的方向一致，其中要求糧臂不能碰到輪胎，機(jī)械百分表最開始的度數(shù)，隨后對彎沉儀的單側(cè)測定。

對于現(xiàn)場指揮的汽車而言，汽車應(yīng)該緩緩的進(jìn)行移動。那么百分表就不會隨著路面的變形而出現(xiàn)向前的轉(zhuǎn)動，當(dāng)汽車行駛后的3m以后，就會對彎沉半徑產(chǎn)生影響，等待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。

2、貝克曼梁彎沉（BB）測試的延伸

JG型自動彎沉儀測試的原理和第一種貝克曼彎沉測試的原理類似，都是運(yùn)用簡單的杠桿原理，但是這種方式在貝克曼完成的方法上實(shí)現(xiàn)了自動化的設(shè)計，所以測量起來非常簡答。采用JG型自動彎沉儀實(shí)現(xiàn)了檢測車本身的后軸周中，安裝在地板下方的支架無疑就和貝克曼完成測試過程中的支架功能相同。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)彎沉在測量過程中的自動化，JG型自動彎沉儀測量完成能夠測量在車輛載荷狀態(tài)下的總彎沉，這樣可以給路面的管理以及路面強(qiáng)度的測定提供非常有效的依據(jù)，同時對于新建路面的驗(yàn)收提供了較為好的方法。但是JG型自動彎沉儀測量的過程中依然是在靜態(tài)的狀態(tài)下對低速運(yùn)動的車輛進(jìn)行的路面反映，難以完成實(shí)際路面上的瞬時沖擊，因此這是JG型自動彎沉儀過程中存在的缺陷。同貝克曼梁一樣，在測試的過程中難以得到一個固定的基準(zhǔn)點(diǎn)，這種方法對于剛度的測定影響較大，另外采用JG型自動彎沉儀測量僅僅能夠測量瀝青路面的強(qiáng)度，對于混凝土路面適用。

四、路面彎沉的計算

路面測點(diǎn)的回彈彎沉值：

Lt=2×（L1-L2）。

其中，Lt為在路面溫度T時的回彈彎沉值（0.O1mm）；L1為車輪中心臨近彎沉儀測頭時百分表的最大讀數(shù)（0.O1mm）；L2為汽車駛出彎沉影響半徑后百分表的終讀數(shù)（0.O1mm）。

當(dāng)需要進(jìn)行彎沉儀支點(diǎn)變形修正時，路面測點(diǎn)的回彈彎沉值：

Lt=2×（L1—L2）+6×（L3一L4）。

其中，L3為車輪中心臨近彎沉儀測頭時檢驗(yàn)用彎沉儀的最大讀數(shù)（0.O1mm）；L4為汽車駛出彎沉影響半徑后檢驗(yàn)用彎沉儀的終讀數(shù)（0.O1mm）。

彎沉代表值是彎沉測量值的上波動界限，用下式計算：

Lr=L+Za·S

其中，Lr為一個評定路段的代表彎沉（0.O1mm）； L 為一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項(xiàng)修正后的各測點(diǎn)彎沉的平均值（0.O1mm）；S為一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項(xiàng)修正后的全部測點(diǎn)彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差（0.O1mm）。

五、貝克曼梁彎沉（BB）測試的注意事項(xiàng)

1、影響貝克曼梁彎沉測量因素

我國公路目前對彎沉的測量主要是采用貝克曼梁彎沉和落錘式的彎沉進(jìn)行測量，這兩種方法分別能夠得到靜態(tài)和動態(tài)方面的數(shù)據(jù)，但是對于這兩中儀器的使用，前者的使用熟練程度明顯高于后者，這是因?yàn)閷τ诼溴N式的彎沉測定在理論基礎(chǔ)上還不夠數(shù)顯，在對不同儀器進(jìn)行彎沉的檢測過程中，需要采用理論基礎(chǔ)較為扎實(shí)的貝克曼梁彎沉儀做相關(guān)關(guān)系的研究。上述四種方法，對于路面的加載方式存在很大的區(qū)別，分別為靜態(tài)方面的檢測和動態(tài)方面的檢測。在實(shí)際的測量過程中需要以下事項(xiàng)：

（1）原先的柔性路面設(shè)計規(guī)范容許彎沉的定義為路面在設(shè)計使用年限末期的最不利季節(jié)在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下容許出現(xiàn)的最大彎沉值，它不能直接作為竣工驗(yàn)收指標(biāo)，否則標(biāo)準(zhǔn)偏低，易出現(xiàn)早期破壞。

（2）目前，部分檢測單位在檢測半剛性基層的瀝青路面彎沉?xí)r仍然采用3.6m的貝克曼梁彎沉儀，但又沒有少考慮由荷載車造成的支架下降變形的影響。

（3）彎沉測試車的輪壓不足，從而導(dǎo)致回彈彎沉值偏小。

（4）彎沉測試車不稱重或裝載偏位、噸位不足，從而導(dǎo)致軸載與標(biāo)準(zhǔn)軸載偏差過大，而引起彎沉值偏小。

（5）彎沉儀測頭的位置不正確。一般來說，測試時彎沉儀的梁臂不得碰到輪胎，測頭應(yīng)置于測點(diǎn)上，即輪隙中心前方3～5cm處。

（6）溫度修正不正確，往往僅利用當(dāng)時測試時的氣溫進(jìn)行彎沉修正。

（7）代表彎沉測定時間不正確，代表彎沉應(yīng)在路面竣工后第一年不利季節(jié)。

（8）后軸輪壓不作測試，認(rèn)為后軸重量達(dá)到10噸重，其輪壓就滿足規(guī)范要求；或測試后壓值偏小或偏大時，均不作調(diào)壓處理，輪壓仍然達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的值。

（9）調(diào)平螺絲及測頭螺絲松動后不及時擰緊，影響百分表讀數(shù)，容易致使彎沉值有偏差。

（10）載料檢測車車廂后門關(guān)不密實(shí)，測量過程中有逐漸漏料現(xiàn)象，致使車廂內(nèi)載重逐漸減輕，后軸重量達(dá)不到規(guī)定的軸重要求，影響檢測結(jié)果。

（11）司機(jī)駕車技術(shù)有限或不專心，檢測車起步時速度過快，影響檢測結(jié)果。

2、預(yù)防影響測試結(jié)果的措施

（1）宜選用5.4m長的灣沉儀；

（2）下雨過程中不能進(jìn)行測試，因雨水滲透到所裝材料中時，會導(dǎo)致軸重增加，影響結(jié)果；

（3）車廂內(nèi)材料堆放要左右對稱均衡；

（4）車型應(yīng)選擇后論間距能滿足貝克曼梁測頭自由進(jìn)出；

（5）測試前，應(yīng)測定測試車的軸重、輪壓、輪胎接地面積，與標(biāo)準(zhǔn)車的要求相差不應(yīng)超過規(guī)定的值。如有任何一項(xiàng)不符，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整達(dá)到規(guī)定要求；

（6）如選定的測點(diǎn)處有松動的孤石或松軟的雜物時，不能將測頭放在上面測試，應(yīng)在離開孤石或松軟雜物的附近重新選點(diǎn)；同時，探頭放點(diǎn)應(yīng)置于輪隙中心前方3～5cm處。

（7）測試過程中，隨時檢查探頭、橫桿、百分表固定螺絲及基座螺絲的牢固性，如有松動，及時擰緊。

六、結(jié)束語

綜上所述，對于何種路面出現(xiàn)損害，我們都應(yīng)該采用科學(xué)合理的方法去對待，認(rèn)真地運(yùn)用路面彎沉的檢測技術(shù)不僅對路基進(jìn)行檢測尤為必要，還可以為人民出行提供方便。

參考文獻(xiàn)

[1] 任永海.瀝青路面FWD和BB彎沉檢測的相關(guān)性分析[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 .2013（09）：80-84.