S046-贝克曼梁弯沉量测方法

1、S046 贝克曼梁弯沉量测方法Method for Measuring Deflection Using Benkelman-beam虞文景 译自日本道路协会2007年版铺装调查·试验法便览1、目的采用贝克曼梁测定路面在轮载作用下的弯沉量。2、适用范围本测定方法以现场弯沉值作为路面的结构评价和路床、基层的承载力评价的依据，贝克曼梁测定的方法虽有最大弯沉法和回弹弯沉法两种，本试验法仅适用回弹弯沉法。3、测定器具贝克曼梁贝克曼梁由基准台和前臂组成，百分表读数的2倍为前臂端部位移量。贝克曼梁各部尺寸如图-S046·1所示。前臂为白色或银色铝质材料制成。a)侧面图b)平面图图-S0

2、46·1 贝克曼梁结构图（单位：cm）荷载车荷载车采用双后轴驱动的卡车。后轴两侧为双轮组，轮胎气压如表-S046·1所列，荷载通过过磅调整，并使双后轴轮荷载差小于2KN。表-S046·1 双轮荷载及轮胎气压测定面双轮荷载轮胎气压路床面·基层面49kN686kPa表层面44.1kN埋入用铁棒测定路床弯沉值时，必要时（译注：指砂土或软土路床）可在路表放置图-S046·2所示直径16mm，长500mm，焊有50×30×2mm铁板的埋入用铁棒。图-S046·2 埋入用铁棒（单位：mm）路面温度计温度量测范围-20+80，感

3、度小于1，采用反应块并适合量测路表温度的温度计。4、测定方法贝克曼梁的调整调整后脚使基准台大体水平，安装百分表，使其指针随梁臂前端移动而转动。调整时用固定栓固定梁臂，以避免百分表受冲击而损坏。贝克曼梁的设置荷载车停于测点上，将梁的前端插入荷载车最后轴双轮组的间隙中，梁前端置于双轮组中心靠前2030cm点上（注1），取下固定栓，使梁的前端着地，准确调动百分表。注1）由于难以将梁臂前端准确置于双轮中心，因此要放在稍稍靠前的位置。若梁插入长度太长，测定时梁臂可能触及轮胎，从而影响试验精度。测定开始1）开启梁上蜂鸣器，荷载车缓慢前行，行驶时保持匀速避免触及梁臂，这时注意百分表指针，当指针反时针方向转动

4、达到最大值时，以0.01mm为单位读取百分表读数，蜂鸣器持续作响。2）荷载车前行约3m以上，直至百分表指针静止。测定终止蜂鸣器停止，提起梁臂前端，用固定栓固定。5、结果整理弯沉值的计算弯沉值用式（S046·1）计算，以mm为单位时，取小数点后2位值。d=(x-y)×2 式（S046·1）式中，d：弯沉值（0.01mm）； x：百分表最大读数（0.01mm）； y：百分表最终读数（0.01mm）。检测报告检测报告应包括以下内容：1）路线名称，测定年、月、日，天气；2）测定路段（测点、车行线、路面结构、测定面类型）；3）测定条件（载重车双后轮荷载，轮胎气压，路面温度）

5、；4）弯沉值。注意事项：轮荷载调整时，采用图-S046·3所示方法调整双后轴的前后轴的荷载（注2）注4）。双后轴后轴荷载：a-c；双后轴前轴荷载：b-a+c。通过调整得到弯沉检测所需荷载。若车辆超载，公路上将不允许行驶，因而必要时可在测定路段用袋装材料或碎石进行荷载调整。注2）与磅秤联结路段应保持水平。注3）双后轴尽可能停在磅秤中部位置。注4）荷载水平堆放。测定载重车总重（a）测定双后轴重（b）测定前轴及后轴前轴重（c）图-S046·3 轮荷载调整方法事前调查测定路段路面状况，希望事先设置对应的弯沉测点。不可能时应观察测点附近路面状况，事先记录相关资料。车辆行驶影响检测的效

6、率和精度，因此应选用能理解本试验的熟练驾驶员和引导员。检测通常采用1台仪器，当采用2台贝克曼梁测定左、右后轮的弯沉值时，可采用其算术平均值作为该测点的弯沉值。可使用带有自动记录装置的贝克曼梁。说明贝克曼梁弯沉测定是检测因轮荷载在路面上产生的弯沉量（垂直位移量）。作为检测荷载作用下沉降量的方法，虽有“S042承载板试验方法”，但该法难以在容易产生塑性变形的沥青路面上应用，而且测定时间较长。与之相比，采用贝克曼梁测定汽车荷载作用下的弯沉值则更为简便。作为施工管理的一环，在评价路床、基层承载力时虽可进行“复验碾压”试验，但在要求得到正确的弯沉值时，仍应采用贝克曼梁检测。详细资料可参阅“G023复验碾

7、压试验方法”。沥青混合料刚性随温度而变，低温时刚性增大，高温时刚性减小，因而即使是同一点路面，弯沉值也因测定的季节和时间而异。因此弯沉检测时有必要考虑温度影响，考虑的方法较多，其中最常用的方法是采用道路维修规范中的温度修正曲线（温度修正系数-路面平均温度曲线）进行温度修正。温度修正曲线如图-S046·4所示。图-S046·4 维修规范中的温度修正曲线路面弯沉检测时虽广泛使用贝克曼梁，但有必要注意以下各点：1）车辆荷载调整为满足本试验方法的轮荷载，车辆荷载应在测点场所进行荷载调整。2）贝克曼梁前脚下沉量的影响刚性大的路面，梁的前脚易受路面下沉影响，不能显示正确的弯沉值，因而在

8、刚性大的路面上测定弯沉值时，有必要考虑前脚下沉影响。为修正因前脚下沉的影响，可用另外一台贝克曼梁检测前脚的下沉量，再用以修正测点的弯沉值。（译注：半刚性基层采用总长3.6m贝克曼梁检测时，一般均应考虑前脚支点下沉量，具体计算方法可参阅我国JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程。）3）单后轴和双后轴测试车比较本测试方法规定采用双后轴车检测回弹弯沉，作为同样检测方法虽然曾用单后轴车检测弯沉，但现在已基本不再使用。日本道路维修养护规范中罩面设计将贝克曼梁弯沉值作为方法之一，但该法采用的是单后轴车检测的回弹弯沉，因此将贝克曼梁弯沉值作为设计和评价指标时，有必要注意荷载条件和试验方法。旧日本道

9、路公团（译注：日本道路公团负责高速公路设计、施工和养护技术管理）提出了用双后轴车检测回弹弯沉换算为最大弯沉值的关系式（旧日本道路公团称之为普通弯沉法），参考该关系式可对本试验方法的结果进行换算。旧日本道路公团的试验条件如表-S046·2所列。表-S046·2 旧日本道路公团的试验条件 车种 测定 条件测定面单后轴车双后轴车双轮荷重轮胎气压双轮荷重轮胎气压上部路堤面注50kN700 kPa50 kN700kPa下部路堤面上部路床面下层基层面45kN上层基层面表层面45kN注：按“JHS113现场圆锥指数试验方法”，指数小于10时双轮荷重20kN。路床面和粒料基层面换算式如i）

10、、ii）所示：i）路床面将轮荷重49kN时双后轴车最大位移量加0.40mm，可得到轮荷重49kN单后轴车的最大位移量。ii）基层面依据粒料路面上轮荷重78.4kN单后轴车最大位移量和轮荷重49kN的双后轴车最大位移量的试验结果，可得出式（S046·2）所示回归式：ds=1.139 dt+0.27 式（S046·2）式中，ds：轮荷重78.4kN的单后轴车最大位移量（mm）, dt：轮荷重49kN的双后轴车最大位移量（mm）。iii）表面层面有报告认为，表面层采用49kN单后轴试验车的试验结果，和轮荷重44kN双后轴车的试验结果基本一致。5）其他试验方法由于用贝克曼梁检测弯沉试验装置操作容易，短时间内可测定较多测点，因此作为路面的非破坏性检测方法得到了广泛的使用。但需在试验场所进行载重车荷载调整，也存在麻烦之处。近年作为已普及的另一种弯沉值测定方法，落锤式弯沉仪（以下简称FWD），可以自行或牵引行驶，没有必要准备专用载重车辆，因此在贝克曼梁检测