Pomiar ugięć nawierzchni ugięciomierzem belkowym Benkelmana


Klasyczna metoda statycznej oceny nośności konstrukcji drogowej

Pomiar ugięć nawierzchni ugięciomierzem belkowym Benkelmana jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych metod oceny nośności konstrukcji nawierzchni podatnych. Metoda ta polega na pomiarze ugięcia nawierzchni wywołanego obciążeniem osi pojazdu ciężarowego, a następnie na określeniu tzw. ugięcia sprężystego (rebound deflection) konstrukcji drogowej. Pomiar wykonywany jest w warunkach obciążenia statycznego, co pozwala na uzyskanie bardzo precyzyjnych i powtarzalnych wyników, szczególnie przy analizach projektowych związanych z wzmocnieniem istniejących nawierzchni. Metoda ta stosowana jest od wielu lat na całym świecie do oceny stanu konstrukcji drogowych oraz określania potrzeb wzmocnienia nawierzchni.


Zasada pomiaru

Ugięciomierz belkowy Benkelmana działa w oparciu o zasadę dźwigni pomiarowej. Końcówka pomiarowa urządzenia umieszczana jest w osi pomiaru pomiędzy kołami bliźniaczymi osi pojazdu ciężarowego.

Procedura pomiarowa polega na:

1. ustawieniu osi pojazdu ciężarowego nad punktem pomiarowym,
2. wprowadzeniu końcówki pomiarowej belki pomiędzy koła pojazdu,
3. rejestracji przemieszczenia nawierzchni pod wpływem obciążenia,
4. odczycie ugięcia sprężystego nawierzchni po odjechaniu pojazdu.


Wartość ugięcia zależy od wielu czynników, w szczególności od:

• rodzaju i grubości warstw konstrukcyjnych,
• właściwości podłoża gruntowego,
• temperatury nawierzchni asfaltowej,
• wilgotności podłoża.


Konieczność zastosowania pojazdu ciężarowego

Istotną cechą metody Benkelmana jest konieczność wykorzystania pojazdu ciężarowego jako obciążenia próbnego. Oś pojazdu, najczęściej o nacisku rzędu około 80 kN, symuluje rzeczywiste oddziaływanie ruchu drogowego na konstrukcję nawierzchni.


W praktyce oznacza to konieczność zapewnienia:

• pojazdu ciężarowego o kontrolowanym nacisku osi,
• odpowiedniej organizacji ruchu na czas pomiarów,
• większego zaangażowania logistycznego podczas realizacji badań.

Powoduje to, że metoda jest bardziej pracochłonna niż nowoczesne metody dynamiczne, jednak zapewnia bardzo wiarygodną ocenę reakcji konstrukcji drogowej na rzeczywiste obciążenie statyczne.


Dokładność pomiaru

Największą zaletą metody Benkelmana jest jej statyczny charakter pomiaru. Pomiar wykonywany przy ustalonym obciążeniu osi pojazdu pozwala na bardzo dokładne określenie maksymalnego ugięcia nawierzchni.


Dzięki temu metoda ta zapewnia:

• wysoką dokładność pomiarową,
• bardzo dobrą powtarzalność wyników,
• bezpośrednią interpretację w analizach projektowych.

Metoda ta jest szczególnie przydatna przy ocenie konstrukcji nawierzchni w warunkach eksploatacyjnych oraz przy analizach projektowych związanych z ich wzmocnieniem.


Ograniczenia metody

Pomiar ugięciomierzem belkowym określa wyłącznie maksymalne ugięcie nawierzchni w punkcie pomiarowym. W przeciwieństwie do nowoczesnych metod dynamicznych (np. FWD), metoda ta zapewnia:

• nie umożliwia pomiaru pełnej czaszy ugięcia konstrukcji drogowej,
• nie pozwala na analizę rozkładu ugięć w różnych odległościach od punktu obciążenia,
• nie umożliwia bezpośredniej analizy mechanistycznej poszczególnych warstw konstrukcji.

Z tego względu metoda ta stosowana jest głównie w analizach empirycznych oraz w uproszczonych metodach projektowania wzmocnień.


Projektowanie wzmocnienia metodą ugięć

Pomiar maksymalnych ugięć nawierzchni stanowi podstawę stosowania klasycznej metody projektowania wzmocnienia nawierzchni metodą ugięć.


Metoda ta polega na:

• określeniu charakterystycznych wartości ugięć nawierzchni,
• podziale drogi na odcinki jednorodne pod względem nośności,
• wyznaczeniu wymaganej grubości wzmocnienia konstrukcji.

W praktyce projektowej metoda ta jest szeroko stosowana przy modernizacji istniejących dróg, szczególnie na drogach gminnych, powiatowych oraz wojewódzkich. Jej największą zaletą jest prostota interpretacji wyników oraz możliwość szybkiego określenia potrzebnego wzmocnienia konstrukcji nawierzchni bez konieczności stosowania zaawansowanych modeli mechanistycznych.


Zastosowanie pomiarów

Pomiar ugięć nawierzchni ugięciomierzem Benkelmana znajduje zastosowanie w szczególności przy:

• projektowaniu wzmocnień konstrukcji drogowych,
• ocenie nośności istniejących nawierzchni,
• analizach przed remontem drogi,
• opracowaniach eksperckich i diagnostycznych.


Doświadczenie PPRD Sp. z o.o.

PPRD Sp. z o.o. posiada doświadczenie w realizacji pomiarów ugięć nawierzchni metodą statyczną z wykorzystaniem ugięciomierza belkowego Benkelmana. Dysponujemy odpowiednim zapleczem technicznym oraz zespołem specjalistów zapewniających rzetelne wykonanie pomiarów oraz właściwą interpretację uzyskanych wyników.


Zapraszamy do kontaktu w zakresie realizacji:

• kampanii pomiarowych,
• analiz nośności konstrukcji drogowych,
• opracowań projektowych związanych z wzmocnieniem nawierzchni.