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1、落錘式彎沉儀（FWD ） 在老路改造工程中的應(yīng)用實(shí)例 在老路改造設(shè)計(jì)中，老路彎沉一直是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，我國(guó)目前常規(guī)的路面彎沉 檢測(cè)手段是采用貝克曼梁法， 但由于貝克曼梁法僅能測(cè)得靜載作用下路面單點(diǎn) （最大）回彈 彎沉值，而沒(méi)有反映路面結(jié)構(gòu)在行車荷載作用下的動(dòng)力特性和整個(gè)彎沉盆形狀， 所以不能科 學(xué)地評(píng)價(jià)路面的承載能力，導(dǎo)致改造方案偏于保守。落錘式彎沉儀（ FWD ）可以測(cè)定路面 在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)彎沉及彎沉盆，并通過(guò)剛度組成分析得到各結(jié)構(gòu)層的回彈模 量，再結(jié)合路面鉆芯、 DCP測(cè)試等檢測(cè)手段，能較好地反映老路狀況，從而指導(dǎo)老路改造 設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低工程投資

2、的目的。 在2003年錫沙線養(yǎng)護(hù)改善工程中，我處委托江蘇省交通科學(xué)研究院利用 FWD對(duì)全線 達(dá)不到設(shè)計(jì)彎沉的路段進(jìn)行了檢測(cè)， 在分析得到各結(jié)構(gòu)層回彈模量的基礎(chǔ)上， 確定了施工方 案。工程竣工通車一年多來(lái)運(yùn)行狀況良好，路面修補(bǔ)率為零。 一、 改造前錫沙線概況 錫沙線全長(zhǎng)31.28km，二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)車速 80km/h，路面結(jié)構(gòu)形式為 4cmAC-13 I 上面層+5cm下貫式下面層+18cm路拌法施工的二灰碎石基層，路面寬度 15m，日交通流量 25000 輛。 二、 老路檢測(cè) 1、路面彎沉測(cè)試及各結(jié)構(gòu)層模量分析 ⑴路面彎沉測(cè)試 設(shè)備采用的是丹麥 DYNATEST公司開發(fā)的落

3、錘式彎沉儀（FWD ）,屬于脈沖式動(dòng)力彎 沉儀，系統(tǒng)包括九個(gè)彎沉傳感器和一個(gè)荷載傳感器， 彎沉傳感器的精度為 2%_2」m。測(cè)點(diǎn)分 布為橫向每車道設(shè)1個(gè)測(cè)點(diǎn)，縱向間距100m。 ⑵各結(jié)構(gòu)層模量分析 圖1 系統(tǒng)識(shí)別原理 采用的剛度組成分析方法是采用 FWD測(cè)試的彎沉盆，應(yīng)用圖 1所示的系統(tǒng)識(shí)別原理, 通過(guò)參數(shù)（即各層模量）調(diào)整，以計(jì)算彎沉盆來(lái)模擬實(shí)際彎沉盆，得到收斂的各層模量。 需要說(shuō)明的是，采用 FWD測(cè)試彎沉盆反演得到的路面各層模量是動(dòng)模量，與我們?cè)谠O(shè) 計(jì)中所使用的靜態(tài)回彈模量不同，根據(jù)美國(guó) AASHTO規(guī)范，一般情況下，動(dòng)模量等于靜態(tài) 模量的2?3倍，本工程中取3倍。

4、 通過(guò)分析模量與彎沉的關(guān)系圖，可以得出以下定性結(jié)論： ① 根據(jù)對(duì)各車道的反演結(jié)果， 面層模量很不穩(wěn)定，面層模量的分布規(guī)律與表面彎沉關(guān) 系不明顯，存在有些點(diǎn)彎沉大， 但面層模量并不低，而有些點(diǎn)彎沉小， 但面層模量較低的情 況。因此，初步認(rèn)為表面彎沉增大的主要原因不是面層模量較低造成的； ② 在彎沉小于20的測(cè)點(diǎn)上，基層模量較高；而在彎沉大于40的測(cè)點(diǎn)上，基本上所有 的基層模量均很低，在彎沉介于20和40之間時(shí)，基層模量分布較為離散。因此，可以認(rèn)為 表面彎沉增大的主要原因是基層模量的降低； ③ 底基層及以下層位的綜合模量也有一定的起伏，但與表面彎沉的大小關(guān)系不明顯， 總體上可以認(rèn)為情況

5、較好。 2、 路面鉆芯 通過(guò)鉆芯，得到以下結(jié)論： ① 上面層整體情況較好； ② 下貫式下面層瀝青含量較少，未能將石料完全包裹，且石料間隙大，較松散； ③ 二灰碎石基層中二灰含量偏低，較松散。 3、 DCP測(cè)試 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)貫入，可用于判定路基、白灰土底基層或無(wú)粘結(jié)基層、底基層的不同深度的承 載能力及整體承載能力，評(píng)價(jià)指標(biāo)可以是 CBR值或回彈模量（根據(jù) AASHTO公式轉(zhuǎn)換）。 該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)便、不受場(chǎng)地限值，適合于施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試或老路路基承載力評(píng)價(jià)。 根據(jù)AASHTO的規(guī)定，DCP測(cè)試結(jié)果與CBR之間的關(guān)系為： CBR= 405.3 PR 1.259 式中：

6、PR—— DCP測(cè)試的貫入率，單位 mm/錘擊次 CBR ――加州承載比， ％。 本工程中，通過(guò)分析 DCP測(cè)試轉(zhuǎn)化得到的 CBR值，反映出底基層強(qiáng)度較好。 總體評(píng)價(jià)：瀝青混凝土上面層、底基層（及以下層位）情況較好，表面彎沉的增大主 要原因是瀝青下貫式下面層和二灰碎石基層松散。 三、設(shè)計(jì)思路 錫沙線途經(jīng)江陰市顧山鎮(zhèn)，錫山區(qū)港下鎮(zhèn)、東湖塘鎮(zhèn)、張涇鎮(zhèn)、八士鎮(zhèn)、東北塘鎮(zhèn)，沿 線廠礦企業(yè)較多，所以本次改造中， 對(duì)不能滿足設(shè)計(jì)彎沉的路段， 以翻挖處理為主，盡可能 減少路面抬高的高度。根據(jù)以上老路檢測(cè)的結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們確定如下幾種方 案：（見(jiàn)表1） 表1 老路處理方案 條件

7、萬(wàn)案 老路回彈模量不小于 410 MPa 老路上加鋪 4cmSMA-13 老路回彈模量不小于 384MPa 老路上加鋪 4cmSMA-13+5cmAC-20 I 老路基層頂回彈模量不小于 384MPa 銃刨9cm瀝青混凝土面層，重新攤鋪 4cmSMA-13+5cmAC-20 I 老路底基層頂回彈模量不小于 115MPa 挖除18cm二灰碎石基層后，重新鋪筑 4cmSMA-13+5cmAC-20 I +18cm 二灰碎石 老路底基層頂回彈模量不小于 80MPa 挖除18cm二灰碎石基層后，重新鋪筑 4cmSMA-13+5cmAC-20 I +22cm 二灰碎石 老路底

8、基層頂回彈模量不小于 53MPa 挖除18cm二灰碎石基層后，重新鋪筑 4cmSMA-13+5cmAC-20 I +27cm 二灰碎石 老路底基層頂回彈模量小于 53MPa 挖除底基層后視路基情況進(jìn)行處理 上述方案中，重新鋪筑的瀝青混凝土和二灰碎石在 20C和15C時(shí)的抗壓模量以及劈裂 強(qiáng)度在計(jì)算時(shí)均取最大值。 四、實(shí)例 以K31+800?K32+800為例，省科院彎沉檢測(cè)和模量分析結(jié)果如下: 右幅行車道 右幅超車道 樁號(hào) 彎沉 模量 樁號(hào) 彎沉 模量 面層 甘日 基7層 底基 層 面層 甘日 基7層 底基 層 K31+825 34.

9、0 2156 190 74 K31+827 15.2 478 3373 94 K31+927 63.1 861 62 62 K31+923 20.6 246 3301 93 K32+026 52.3 164 51 55 K32+027 24.8 358 2522 84 K32+127 53.9 3087 57 57 K32+129 19.9 337 3332 75 K32+224 26.4 1326 865 73 K32+224 22.6 492 2511 87 K32+325 51.7 11

10、86 52 56 K32+326 15.6 257 3407 126 K32+426 37.8 1494 260 66 K32+429 21.8 300 3299 75 K32+527 35.8 439 323 96 K32+534 24.9 315 2791 85 K32+626 33.7 3071 264 65 K32+627 27.1 223 1651 90 K32+723 49.0 2722 60 60 K32+737 13.8 756 3287 121 左幅行車道 左幅超車道 樁號(hào)

11、彎沉 模量 樁號(hào) 彎沉 模量 面層 甘日 基7層 底基 層 面層 甘日 基7層 底基 層 K31+871 39.0 205 1429 71 K31+854 30.9 211 3367 64 K31+973 75.8 2724 11 55 K31+971 42.0 2757 20 99 K32+075 56.8 1633 106 58 K32+074 26.3 351 1719 87 K32+173 83.3 1409 28 61 K32+174 24.4 1206 735 86 K32

12、+272 61.8 1414 63 65 K32+272 46.0 1267 184 58 K32+370 119.4 2149 6 51 K32+373 58.8 212 160 53 K32+471 99.9 1632 14 53 K32+473 37.5 2200 205 67 K32+569 99.4 2389 9 53 K32+575 22.1 1366 961 96 K32+668 88.2 2193 16 54 K32+661 43.2 1704 147 66 K32+771 30.1 1067 258 111 K32+770 28.4 1165 423 88 對(duì)照上述的設(shè)計(jì)方案， 結(jié)合彎沉檢測(cè)和模量分析結(jié)果， 最終確定施工方案為： 挖除9cm 瀝青混凝土面層和 18cm二灰碎石基層后，重新鋪筑 4cmSMA-13+5cmAC-20 I +27cm二灰 碎石。