弯沉的概念及计算方法

1、弯沉 的 概 念 及 计 算 方 法李燕路面弯沉是路基和路面结构不同深度竖向变形的总和。它是以路面在车辆荷载反复作用下出现纵向裂缝为临界状态，以纵向网裂为破坏状态，它主要反映车辆荷载作用下路面结构整 体 ，包括结构层部分应力与抗力失衡状态时的表现特征。弯沉另一个含义是道路结构表面在双圆均布荷载作用下， 轮 隙中心处实测的路面弯沉 值。 柔 性 路 面 在 荷 载 作 用 下 产 生 竖 向 变 形 ， 在 荷 载 作 用 后， 变形的 量是 弯 沉 值 。 弯 沉 值 的 概 念 就 是 荷 载 对 路 基 路 面 作 用 前后，路基、路面发生变形的大小。用1/100毫米做计算单位。弯 沉 值

2、 的 确定对 新 建道路 的 意 义很 大 ， 也 是 工 程 初 始 阶 段 必 须 考 虑的因素和重要的设计指导资料。一般情 况 下 ，弯沉值越小，则结构强度越高。在旧路改造前，对原有道 路 进 行实际弯沉测量，可以勘测 路况， 作 为 道 路 补 强 设 计 的 依 据 。 在 新 建 道 路 施 工 中 或 竣工后 ， 弯沉 测量可 以检 验 施 工 质 量 是 否 达 到 设 计 强 度 要 求 和 规 范规定的 标准指 标。 所以弯 沉 值 的 计 算 和 确 定 作 为 道 路 质 量 的 合 格标准之 一，我 们 作为设 计 人 员 必 须 重 视 而 不 能 忽 视 的 。弯

3、沉值的测定方法叫贝克曼梁测定法。是由美国人贝克曼于 1953年发明的。此方 法 作 为 道 路 补 强 设 计 及 施 工 时 弯 沉 检 验的手段， 在 全世 界 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 此 方 法 主 要 是 用 于 沥 青 路 面的弯沉检测。混凝土路面弯沉的检测方法一般为落锤式检测法。具体 检测方 法 如下：沥青路面的弯沉检测以沥青面层平均温度20c时为准，当 路面温度在20c ±2以内可不用修正，在其他温度测试时，对 沥青层厚度大于5cm勺沥青路面，弯沉值应予以修正。需要的仪具和材料：（1）标准车；双轮，后轴双侧4轮的载重车。其标准轴 荷载、轮胎尺寸、轮胎间隙及、

4、轮胎气压等主要参数符合下表要 求。测试车应采用后轮10吨标准轴载BZZ-100勺汽车。2）路面弯沉仪：由贝克曼梁、百分表及表架组成。贝克 曼梁由合金铝制成，上有水准泡，其前臂（接触地面）与后臂（装 百分表）长度比为2:1.弯沉仪长度有两种：一种长3.6m,前后 臂分别为2.4m和1.2m;另一种加长的弯沉仪长5.4 m前后臂分 别是3.6 m和1.8ml当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路 面上测定时，应采用长度为5 .4 m的贝克曼梁弯沉仪；对柔性 基层和混合式结构沥青路面可采用长度为3 .6mi的贝克曼梁弯 沉仪测定。标准轴载等级BZZ-100后轴标准轴载P（KN）100± 1一

5、侧双轮荷载（KN）50± 0.5轮胎充气压强（MPA）0.70 ±0.05单轮传压而当量圆半径（CM）21.30± 0.5轮隙宽度应满足能自由插入弯沉仪测头的测试要求（ 3）方法和步 骤：在测试路段布置测点，其距离随测试需要而定。测点应在路面行 车车道 的 轮迹带 上 ， 并 用 白 油 漆 或 粉 笔 画 上 标 记 。将实验车后轮轮隙对淮测试点后约3-5CME的位置上。将弯沉 仪插 入汽 车 后 轮 之 间 的 缝 隙 处 ， 与 汽 车 方 向 一 致 ，梁臂不得 碰到轮 胎， 弯沉 仪 测 头 置 于 测 点 上 （ 轮 隙 中 心 前 方 3-5M 处）

6、 ， 并安装 百 分表 于弯 沉 仪 测 定 杆 上 ， 百 分 表 调 零 。测定着吹哨发令指挥车辆缓缓前进，百分表随路面变形的增加而 持续向 前 转动 。 当 表 针 转 动 到 最 大 值 时 ， 迅 速 读 取 初 读数 L1。 汽 车仍 在继 续前 进 ， 表 针 反 向 回 转 ， 待 汽 车 驶 出 弯 沉 影 响半径（约3m以上）后，指挥汽车停止。待表针回转稳定后， 再次读取终读数L2。汽车前进的速度宜为5 km/h左右。弯沉值的准确测量为道路的各阶段施工提供依据。下面结合弯沉分类来阐述 弯沉值的 计 算 方 法 。 弯 沉 主 要 分 为 设 计 弯 沉 ，容许弯沉和计算弯

7、沉。1 设计弯 沉设计弯沉值是路面强度控制弯沉值，是项目计划阶段经勘察现场实际情况后确定相应结构类型和公路等级以后经计算获得的路面 弯沉指 标。 也 是 路 面 竣 工 后 第 一 年 不 利 季 节 ， 路 面 在 标准轴载作 用下所 测 得的最 大 回 弹 弯 沉 值 。 理 论 上 是 路 面 使 用 周 期 中的最小弯沉值， 是 路 面 验 收 监 测 的 指 标 之 一 。 设 计 弯 沉 值 应 考虑道路等级， 设 计 年 限 内 的 累 计 标 准 当 量 轴 次 ， 以 及 面 层 和 基 层类型等因 素。L d=600Ne-0.2AcAsAb式中，Ld设计弯沉值（0.01 m

8、m）Nb设计年限内一个车道累计当量轴次（次/车道）城市道 路设 计 规 范 Al道路分类等级,按不同城市,不同级别的道路，大 城 市 快 速 道 0.85， 主 干 道 1.0， 次 干 道 1.1， 支 路 1.2。Al面层类型系数，沥青混凝土面层1.0,沥青碎石,沥青贯入 式碎（ 砾 ）石 1.1 ， 沥 青 表 面 处 置 1.21， 粒 料 1.3。Ab路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面1.0,柔性基层沥 青路面为1.6。2 容许弯 沉容许弯沉是合格路面在正常使用周期末不利季节，路面处于临界破 坏状态 时， 出 现 的 最 大 回 弹 弯 沉 值 。 是 在 设 计 弯 沉 之 后经

9、过路面 强度不 断 衰变的 一 个 变 化 值 。 理 论 上 是 一 个 最 小 值。 其公式如下 ：Lr=720Ne-0.2AcAs式中，Lr容许弯沉值（0.01）Ne同上。Ac同上。3 计算弯 沉计算弯沉 分检 测弯 沉 值 和 理 论 弯 沉 值（1）检测弯沉值：即路段内实测路弯沉值。这是贝克曼梁法实测弯沉值。计算公式如下：Lo=（ L 0+ZaS）KK3式中，L路段内实测路标弯沉代表值（0.01mmLa路段内实测路表弯沉平均值（0.01mmL巨 Li/ NLi一路段内实测点弯沉值（0.01mmN一有效实测点数S一路段内实测路表弯沉标准差（0.01）S=V汇（Li- L 0）2/ （N

10、-1）Za-与保证率有关的系数，高速公路、一级公路Za=1.645淇它公路沥青路面Za=1.5K-季节影响系数，根据当地经验确定。附表（网络）路面类型路基干湿春融干季雨季冻前4-5月五月中-7月 中旬或9-10月7月中旬-9月末11月砂石干11.3-1.41.2-1.31.1-1.2中11.5-1.61.4-1.51.3-1.4湿11.9-2.01.8-1.91.6-1.7沥青干11.2-1.31.1-1.21.05-1.15中11.4-1.51.3-1.41.2-1.3湿11.8-1.91.7-1.81.5-1.6G温度修正系数。温度修正方法，可按照公路路基路面现场测试规程中规定进行。当测定

11、面层平均温度T> 20c时,Ke（"smn J二二当测定面层平均温度T<20c时,0.002 (20-T) hK=e其中，T测定面层的平均温度（C）T a+bToa一系数，a=-2.65+0.52hb一系数，b=0.62-0.008hTo-测定时路表温度与前五小时平均气温之和（C）h沥青面层厚度代表弯沉值应Ld< Ld。理论弯沉值的计算公式没有查到，这里略。另外，有必要探讨一下回弹弯沉。回弹弯沉指的是路基路 面在规定荷载作用下产生荷载变形,卸载后能恢复的那一部分变 形。路面回弹弯沉量，不仅反映了路基路面结构的整体刚度和强 度，而且还与路面的使用状态存在一定的内在联系

12、，通常回弹弯 沉值越大，路面结构的塑性变形也越大（刚性差），同时抗疲劳 性能也差，难以承受重交通量。反之，则路面结构的抗疲劳性能好，并能 承受较 重 的交通 量 。回弹弯沉 的计 算公式 如 下 ：Ls=100(X 2P6 /EiXacF其中，ac=f(h1/ 8,h2/ 鼠,E2/E1,E3/E2,E0/En-1)F=1.63(Ls/20008 )Q38(E0/P)Q33Ls一路表计算弯沉值(0.001)F一弯沉综合修正系数P, 6标准车型的轮胎接地压强 ( MPa)ac理论弯沉系数E0或ENP土基抗压回弹模量(MPa)E1,.En-1 各层材 料抗压 回弹 模 量( MPa)h1,.hn-1