智媒体版道路工程试验与检测：自动弯沉仪测试方法

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，但是，这种试验方法整个测试过程全部由人工操作，因此测试结果受人为因素影响很大，并且测试速度很慢。为了降低人的劳动强度，提高测试效率，改善采集数据的准确度，英法等国于 20 世纪 70 年代末期利用快速发展的电子和计算机技术研制开发出了Lacroix 自动弯沉仪。自动弯沉仪的工作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，自动弯沉仪测定车在检测路段以一定的速度行驶，将安装在测试车前后轴之间底盘下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，以两倍的汽车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定，通过计算机输出弯沉检测统计计算结果。

自动弯沉仪减轻了测试人员的劳动强度，是测定路面弯沉的高效自动化设备，可以对路面进行高密集点的强度测量，由于本方法测试的是路面结构体的静态总弯沉，而非回弹弯沉，与贝克曼梁弯沉有所区别。由于采取连续测量的方式，探测梁需要在被测路面上拖动，因此要求路面无严重坑槽、车辙等病害，适用于路面施工质量控制、道路验收检查及旧路面强度评价，以及路面养护管理。

本试验方法适用于Lacroix型自动弯沉仪测试沥青路面的总弯沉，以评价其承载能力，不适用于有严重坑槽、车辙等病害、不具备正常通车条件路面的弯沉测试。

1.仪具与材料技术要求

Lacroix型自动弯沉仪：由承载车，测量机架及控制系统，位移、温度和距离传感器，数据采集与处理系统等基本部分组成，如图 2.4.5 所示。

图2.4.5　自动弯沉仪的测量结构

（1）承载车：单后轴、单侧双轮组的载重车，其轴载、轮胎气压等参数应符合表 2.3.2的要求。

（2）位移及距离传感器：

① 位移传感器分辨率：≤0.01 mm。

② 位移传感器量程：≥3 mm。

③ 距离传感器的示值误差：≤1%。

2.方法与步骤

（1）准备工作：

① 检查并保持承载车的车况及制动性能良好，轮胎气压应该符合表2.3.2的要求。

② 如果承载车因改装等原因改变了后轴载，应按照贝克曼梁测定回弹弯沉试验方法的规定检查设备承载车轮载，确保满足表2.3.2的要求。

③ 检查测量机架的易损部件情况，及时更换损坏部件。

④ 打开设备电源进行检查，控制面板功能键、指示灯、显示器等应正常。

⑤ 每次测试之前应进行位移传感器的标定，记录标定数据并存档。

⑥ 开动承载车试测 2～3 个步距，确保测量系统正常运行。

⑦ 当在沥青路面上测试时，通过气象台了解前 5 d 的平均气温（日最高气温与最低气温的平均值）。

⑧ 记录沥青路面结构层材料类型、设计厚度、横坡等情况。

（2）测试步骤：

① 通电预热测试系统。(www.xing528.com)

② 开启工程警灯和导向标等警告标志，在测试路段前 20 m 处将测量机架放落在路面上。

③ 按照测试路段的现场技术要求设置所需的测试状态参数。

④ 缓慢加速承载车到测试速度，一般应控制在 3.5 km/h 以内。当实际采用的现场测试速度超出此范围时，应进行设备的相关性试验对测试结果进行修正。承载车沿正常行车轨迹驶入测试路段，开始测试。在测试过程中，根据承载车实际到达的位置，将测试路段起终点、桥涵等特征位置的桩号输入到记录数据中。同时，应测量并记录路表温度。

⑤ 当承载车驶出测试路段后，停止数据采集和记录，并缓慢停止承载车，提起测量机架。

⑥ 检查数据文件的完整性，确保测试内容正常，否则需要重新测试。

⑦ 关闭测试系统电源，结束测试。

3.计 算

（1）采用自动弯沉仪采集路面弯沉盆峰值数据。左臂测值、右臂测值按单独弯沉处理。

（2）弯沉值的横坡修正：当路面横坡不超过 4% 时，不进行横坡修正；当横坡超过 4%时，横坡修正参照表2.4.1的规定进行。

表2.4.1　弯沉值横坡修正

注：i是路面横坡（%）。

（3）当测试速度大于 3.5 km/h 时，应进行相关性试验，并对弯沉值予以换算。

（4）计算一个测试路段的弯沉平均值、标准差及代表值。

4.自动弯沉仪与贝克曼梁弯沉测值相关性比试验

（1）试验条件：

① 按弯沉值不同水平范围选择不少于 4 段路面结构相似的路段。路段长度可为300～500 m，标记好起终点位置。

② 测试路段的路面应清洁干燥，附近不应有重型交通和震动。

③ 试验宜选择晴天无风的天气条件，测试温度宜在 10～35 °C 范围内，且应选择温度变化不大的时段进行。

（2）试验步骤：

① 自动弯沉仪以正常车速对测试路段进行弯沉测试，每隔 3 个测试步距或约 20 m 标记测点位置。

② 自动弯沉仪测试完毕后，等待 30 min。然后在每一个标记位置用贝克曼梁按照贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉试验方法测试各点回弹弯沉值。

（3）试验数据处理：

按照贝克曼梁弯沉测点对应的桩号，从自动弯沉仪记录数据中提取各测点的弯沉值，并与贝克曼梁测值一一对应，得到贝克曼梁测值和自动弯沉仪测值之间的相关性关系式，相关系数 R 应不小于 0.95。