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FWD在道路弯沉检测中的应用及对比试验研究 FWD在道路弯沉检测中的应用及对比试验研究 阳书燕 （四公司武广XXTJ I标项目部） 摘　要：对FWD及其在道路弯沉检测中的应用做了介绍，同时进行了落锤式弯沉仪(FWD)与贝克曼梁(BB)的弯沉对比试验。试验结果表明：在相同的测试状况下，两种设备的弯沉测定值之间具有良好的相关关系，并给出了相互转换的推荐公式。试验结果同时表明，FWD测试精度要高于贝克曼梁法。 关键词:FWD；弯沉；检测；对比试验 近几年来，各高速公路以及许多城市都相继建立了各自的道路养护管理系统，这些系统的建立有效地保证了道路养护的科学性，但普遍面临数据采集手段相对落后的问题：以往采用的设备在使用时费时、费力、影响交通，有些还要破坏现有道路，而且采集数据的精度也难以得到保证。在最近的几十年里，随着计算机技术、自动化控制技术、高精度测微技术的进步，各种新型无损检测技术应运而生，落锤式弯沉仪（FWD）就是其中之一。 一、落锤式弯沉仪简介 落锤式弯沉仪是目前应用较为广泛的弯沉检测设备，它可以快速、安全、准确地采集到大量弯沉盆信息，是道路弯沉检测和结构性能评价的理想工具，在我国，越来越多的检测单位开始采用它进行弯沉检测。它的基本原理是通过液压系统提升和释放重锤块对路面施加冲击荷载，荷载大小由落锤质量和起落高度控制，荷载时程和动态弯沉盆均由相应的传感器测定。其系统构成以KUAB150型FWD为例，如图1所示。 二、对比试验研究 尽管FWD具有很多优越性，其应用也非常广泛，但在我国，其应用尚未步入规范化、标准化阶段。我国的《公路路基路面现场测试规程》虽已将FWD列为弯沉检测设备，但没有具体评定的标准，不能直接用于施工质量检测。因此，为了广泛的应用FWD，如将FWD弯沉数据直接用于施工质量检测，需进行FWD和贝克曼梁（BB）之间弯沉检测对比试验研究，建立其相关性。国内外曾开展了各种弯沉仪的对比试验研究，如荷兰、美国、澳大利亚、瑞典、丹麦等国先后做过对比试验，取得了重要的成果。一般认为它们两者之间有良好的线性关系，但是由于各地对比试验的道路材料类型、弯沉仪型号、气候等条件都不相同，得到的线性关系也不尽相同，一般认为，对于每一地区，每一种特定的路面结构，都应进行单独的对比试验，以建立其相关关系。 在深圳市深南大道改造施工中，对部分路段路基的弯沉检测做了对比试验，试验步骤为：先进行BB试验，在试验位置做好标记，再进行FWD试验。试验结果如表1所示，经过相关性分析，给出了BB和FWD之间的相关关系，得出相应的线性关系式为LBB=1.6953×LFWD-8.6144，相关系数为0.7741；抛物线关系式为LBB=-0.0071LFWD2+1.9213LFWD-10.324，相关系数为0.7744。式中：LBB、LFWD分别为贝克曼梁、落锤式弯沉仪测量的弯沉值。 表1 FWD和贝克曼梁弯沉对比试验结果表(弯沉单位：0.01mm) 距离 （m） 左幅 右幅 BB FWD BB FWD 9040 24 17.0 18 16.0 9060 20 15.3 22 15.6 9080 24 17.6 20 15.4 9100 12 11.7 8 11.2 9120 18 15.2 22 17.0 9140 20 16.0 20 16.1 9160 24 19.9 30 22.0 9180 8 8.8 8 10.1 9200 10 14.2 20 16.7 9220 12 11.2 10 13.2 9050 24 16.6 20 16.4 9030 18 16.3 18 20.0 9010 24 18.6 16 16.8 8990 20 14.1 18 19.7 8970 12 16.0 20 16.8 8950 12 11.3 10 12.8 8930 28 19.9 32 21.7 8910 26 20.7 28 22.6 8890 16 14.9 12 13.8 8870 12 12.9 10 12.5 8850 10 10.5 24 17.0 均值 17.8 15.2 18.4 16.3 方差 6.2 3.3 6.9 3.4 变异系数 0.35 0.22 0.38 0.21 图2 FWD对比试验直线图 对比试验弯沉值分布以及FWD与贝克曼梁检测的相关分析结果表明：（1）在相同的测试条件下，两者的测试结果具有良好的对应关系，FWD测得的弯沉值越大，贝克曼梁测得的弯沉值也越大，反之亦然。（2）两种方法存在较好的相关性，其相关系数约为0.77，由于进行对比试验的路段长度有限，道路结构的离散性小，使得试验得出的相关系数R偏小。如果要获得相关系数更大的相关关系式，必须增加对比试验的测点数量，道路结构必须有一定的差异性，即测得的弯沉应有较大的变化范围。