道路动态弯沉计算因子测量不确定度分析

窦光武， 苗 娜， 刘 璐， 张 冰

(1.交通运输部公路科学研究院，北京 100088；2.国家道路与桥梁工程检测设备计量站，北京 101103)

1 引 言

道路动态弯沉(以下简称弯沉)是指路表在行车冲击荷载作用下，道路结构产生的瞬间垂直变形值，一般以0.01 mm或μm计[1,2]。道路结构是一种复杂的粘弹性层状体系，在道路工程专业领域通常采用弹性层状体系力学模型分析其力学特性，而弯沉则是衡量道路结构承载能力的重要工程力学指标，被广泛地应用于道路工程科学研究和质量验收评价工作中。交通运输部颁布的行业标准JTG D50-2016《沥青路面设计规范》、JTG F80/1-2017《公路工程质量检验评定标准》、JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》对弯沉的使用评定和测量作出了明确规定。目前，国际上用于测量弯沉的代表性仪器为落锤式弯沉仪(falling weight deflectometer, FWD)，其以模拟行车荷载效果佳、测试效率高、控制方便、测量受环境影响小、测量重复性好等特点在我国道路工程领域业也得到广泛应用[3]。

落锤式弯沉仪的测量原理清晰明确，它以一定质量的重锤从一定高度落下，对道路产生一定大小的冲击荷载，通过布设在路表的力传感器和位移传感器，实时采集并计算路表在冲击过程中的作用力和发生的垂直变形(即弯沉)。落锤式弯沉仪由荷载发生装置(包括落锤、缓冲块、承载板)、力和弯沉测量装置(包括力传感器、位移传感器、线路及信号处理元件)和运算控制系统等组成。其主要组成和结构示意见图1[4]。

图1 落锤式弯沉仪工作原理示意图Fig.1 The schematic diagram of FWD working principle