落锤式弯沉仪(FWD)在公路检测中的应用

１.研究背景

近20年来,路面无损检测技术研究和开发在国内外受到日益广泛的重视。弯沉作为最普遍的路面结构状况评价指标,其量测设备及分析技术发展很快,自1953年发明粱式弯沉仪以来, 路面弯沉检测设备已从静力弯沉仪发展到模拟行车荷载作用的落锤式弯沉仪( FWD) ,从单点最大弯沉测试发展到对路面弯沉盆的测试,并将局限于柔性路面上的弯沉概念发展到刚性路面的结构评价与设计分析之中[1]。

由于我国高速公路建设起步较晚, 弯沉检测技术仍停留在一个较低的水平上, 各级公路部门通常采用的弯沉检测设备为贝克曼梁( Benkleman Beam,以下简称BB) , 尽管BB 法操作简单,但该方法存在着以下几点不足[2]:

(1)不能用于评价刚性路面;

(2)BB测试的荷载作用时间要比正常行车荷载作用时间长,因而所测的弯沉和实际行车状况下的弯沉有差异;

(3)不能测出弯沉盆的形状;

(4)不能对路面各结构层进行分析;

(5)耗时间。测试过程需要交通封闭或交通分流;

(6)精度差。整个过程基本上由人工操作,精度得不到保证,只能在广泛的经验修正的基础上用于路面承载能力的评定。

相比之下, FWD被认为是评价路面结构状况较为理想的弯沉检测设备, 其优点是:

(1)可同时用于评价刚性路面和柔性路面;

(2)能较好的模拟正常行车荷载的作用,其应力、应变和弯沉与实际交通荷载下的结果十分吻合;

(3)可测出弯沉盆的形状;

(4)可对路面各结构层进行分析;

(5)速度快,且无需交通封闭;

落锤式弯沉仪工作原理及使用的范围

落锤式弯沉仪工作原理及使用的范围落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer, FWD)是目前国际上最先进的路面弯沉检测设备，它具有无破损、测速快、精度高等优点，并很好地模拟了行车荷载作用，检测结果为弯沉盆数据，因此在国际上的应用也日益广泛。其应用范围主要是在路面养护管理方面及后续路面结构设计提供依据。 1落锤式弯沉仪的工作原理落锤式弯沉仪通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路面结构层模量，从而比较科学地评价路面的承载能力。 2与常规检测手段的比较 2.1常规检测方法我国现行的路面弯沉常规检测手段采用的是贝克曼梁法，基本原理是杠杆原理。在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的垂直变形值（回弹弯沉），利用黄河载重汽车加载，人工读取百分表的读数，以此来测量路基或路面表面的回弹弯沉值。存在主要问题有：（1）以人工操作为主，工作强度大，效率低，可靠性差；（2）支点变形，影响检测结果，对支点变形的修正很难测准；（3）仅测得静态汽车荷载作用下路基路面单点（最大）回弹弯沉值；（4）没有反映路面结构在行车荷载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状；（5）不适用于对路网进行大范围长期跟踪观测。 2.2高效检测方法（１）数据采集传输通过高精度传感器完成，路面结构不同，弯沉盆半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距荷载中心2.5米范围内即可。目前，我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构，弯沉影响半径已达3－5米，传感器分布范围应布置在距荷载中心3－4米范围内，以量测路面弯沉盆形状；（２）FWD主要的技术特点是测速快（每测点约40多秒），精度高（分辩率为1微米），并较好地模拟了实地行车荷载对路面的动力作用，能根据上一锤荷载和压强数值自动调整下一锤的荷载，向设定荷载逼近，从而能准确地测定较完整的弯沉盆信息。（３）操作方式为计算机控制下的自动量测，所有测试数据均可显示在屏幕上或打印出来或存储在软盘上。可输出作用荷载、弯沉（盆）、路表温度及测点间距等。可打印弯沉平均值、标准差、变异系数及代表弯沉值等数据。 3落锤式弯沉仪与贝克曼梁的相关性落锤式弯沉仪（FWD）所测的弯沉为动态总弯沉，与贝克曼梁所测的静态回弹弯沉不同。可通过对比试验得到两者之间的相关关系，并据此将落锤式弯沉仪测定的动态弯沉换算成贝克曼梁测定的静态回弹弯沉值。 3.1路段的选择选择结构类型完全相同的路段，针对不同地区选择某种路面结构代表性路段，进行两种测定方法的对比试验，选择对比路段的长度理论上应是越长越好，但在实际应用中，每种相同结构、每次对比试验不应少于50个

浅谈路基路面落锤式弯沉仪测定弯沉检验方法

浅谈路基路面落锤式弯沉仪测定弯沉检验方法摘要：本文介绍落锤式弯沉仪适用范围、组成及测定步骤，并将其测定的动态弯沉转换至回弹弯沉值的方法步骤，用于评定道路承载能。关键词：弯沉检测、落锤式弯沉仪（FWD）一、概述近年来，弯沉检测设备及其相应的检测技术得到了迅速的发展。采用落锤式弯沉仪（FWD）测定路面的动态弯沉并用来反算路面的回弹模量, 作为目前世界上较先进的路面强度无损检测设备之一得到了广泛的应用，其代替传统的贝克曼梁法法已越来越得到人们的认可，并已列入《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008））指定弯沉检测设备之一。这对更深一步的开发使用FWD、充分发挥FWD的优点、准确地评价路面的结构状况具有重要的现实意义。二、适用范围本方法适用于测定在落锤式弯沉仪标准质量的重锤落下的一定高度发生的冲击荷载作用下，路基或路面表面所产生的瞬时变形，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。并可由此反算路基路面各层材料的动态弹性模量，作为设计参数使用。所测结果以转换至回弹弯沉值后可用于评定道路承载能力，也可用于调查水泥混凝土路面接缝的传力效果，探查路面板下的空洞等。三、仪器与材料 1、荷载发生装置：重锤的质量及落高根据使用目的与道路等级选择，荷载由传感器测定。重锤质量量为200kg±10kg,可采用50kN±2.5kN的冲击荷载。承载板为十字对称分开4部分且底部固定有橡胶片，直径为300mm。 2、弯沉检测装置：由一组高精度位移传感器组成，自承载板中心开始，沿道路纵向隔开布置7个在0～250cm范围内，0、30、60、90四点，其他根据需要决定。 3、运算及控制装置：能在冲击荷载作用的瞬间，记录冲击荷载及各个传感器所在位置测点的动态变形。 4、牵引装置：牵引FWD并安装运算及控制装置的车辆。三、方法与步骤 1、准备工作

三种弯沉检测技术

利用贝克曼梁测定路面回弹弯沉值操作简便，应用广泛，我国路面设计及检测的标准方法和基本参数都是建立在这种试验方法基础之上的，但是，这种试验方法整个测试过程全是人工操作，测试结果受人为因素的影响较大，而且测速慢。自动弯沉仪是测定路面弯沉值的高效自动化设备，可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收及路面养护管理。 1．主要设备自动弯沉仪测定车：洛克鲁瓦型，由测试汽车、测量机构、数据采集处理系统三部分组成。测量机构安装在测试车底盘下面。自动弯沉仪测定车的主要技术参数如下：测试车轴距： 6.57m 测臂长度：1.75-2.40m 后轴荷载：100kn 测定轮对路面的压强：0.7mpa 最小测试步距：4-10m 测试精度：0.01mm 测试速度：1.5-4.0km/h 2．工作原理自动弯沉仪的基本工作原理与贝克曼梁的原理是相同的，都是采用简单的杠杆原理。自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶，将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来，这时，测定梁被拖动，以二倍的汽车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果。 3.使用技术要点（1）自动弯沉仪做长距离移动时，应根据路况把一些对通过能力影响大的组件、部件拆下来，待移动到测量工地时，再进行安装调试。（2）操作计算机，根据要求输入有关信息及命令。（3）为了保证系统a／d转换板与位移传感器的测量精度，应进行自动弯沉仪的标定。（4）自动弯沉仪所采集数据以文本方式存储于计算机中，其记录格式分节点数据。弯沉值数据及弯沉盆数据三种。输入有关信息和参数后，可显示出左右双侧的弯沉峰值柱状图及峰值、距离和温度等；计算出平均值、标准差和代表弯沉值；显示弯沉盆图形并计算出曲率半径。应当注意，自动弯沉仪测定的是总弯沉，因而与贝克曼梁测定的回弹弯沉有所不同。可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验，得到两者相关关系式，换算为回弹弯沉，用于路基、路面强度评定。关于自动弯沉仪测定路面弯沉试验方法可详见《公路路基路面现场测试规程》（jtj 059-95）。二、落锤式弯沉仪利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉。自动弯沉仪检测弯沉时，因为汽车行进速度很慢，所测得的弯沉也接近静态弯沉。为了模拟汽车快速行驶的实际情况，不少国家开发了动态弯沉的测试设备。落锤式弯沉仪（falling weight deflectometer，简称fwd）模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测，计算机自动采集数据，速度快，精度高。近年来，采用落锤式弯沉仪（fwd）测定路面的动态弯沉，并用来反算路面的回弹模量。已成为世界各国道路界的热门课题。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。 1．主要设备

FWD 落锤式弯沉仪

FWD 落锤式弯沉仪 1 落锤式弯沉仪的工作原理落锤式弯沉仪通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路面结构层模量，从而比较科学地评价路面的承载能力。 2 与常规检测手段的比较 2.1常规检测方法我国现行的路面弯沉常规检测手段采用的是贝克曼梁法，基本原理是杠杆原理。在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的垂直变形值（回弹弯沉），利用黄河载重汽车加载，人工读取百分表的读数，以此来测量路基或路面表面的回弹弯沉值。存在主要问题有：（1）以人工操作为主，工作强度大，效率低，可靠性差；（2）支点变形，影响检测结果，对支点变形的修正很难测准；（3）仅测得静态汽车荷载作用下路基路面单点（最大）回弹弯沉值；（4）没有反映路面结构在行车荷载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状；（5）不适用于对路网进行大范围长期跟踪观测。 2.2 高效检测方法 1、数据采集传输通过高精度传感器完成，路面结构不同，弯沉盆半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距荷载中心2.5米范围内即可。目前，我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构，弯沉影响半径已达3—5米，传感器分布范围应布置在距荷载中心3—4米范围内，以量测路面弯沉盆形状； 2、FWD主要的技术特点是测速快（每测点约40多秒），精度高（分辨率为1微米），并较好地模拟了实地行车荷载对路面的动力作用，能根据上一锤荷载和压强数值自动调整下一锤的荷载，向设定荷载逼近，从而能准确地测定较完整的弯沉盆信息。 3、操作方式为计算机控制下的自动量测，所有测试数据均可显示在屏幕上或打印出来或存储在软盘上。可输出作用荷载、弯沉（盆）、路表温度及测点间距等。可打印弯沉平均值、标准差、变异系数及代表弯沉值等数据。 3 落锤式弯沉仪与贝克曼梁的相关性落锤式弯沉仪（FWD）所测的弯沉为动态总弯沉，与贝克曼梁所测的静态回弹弯沉不同。可通过对比试验得到两者之间的相关关系，并据此将落锤式弯沉仪测定的动态弯沉换算成贝克曼梁测定的静态回弹弯沉值。 3.1 路段的选择选择结构类型完全相同的路段，针对不同地区选择某种路面结构代表性路段，进行两种测定方法的对比试验，选择对比路段的长度理论上应是越长越好，但在实际应用中，每种相同结构、每次对比试验不应少于50个测试点，弯沉值应有一定的变化幅度。

落锤式弯沉仪测定路面弯沉试验

落锤式弯沉仪测定路面弯沉试验一、试验目的用于在落锤式弯沉仪,FWD,标准质量的重锤落下一定高度发生的冲击荷载的作用下～测定路基和路面所产生的瞬时变形～即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆～并可由此反算路基路面各层材料的动态弹性模量～作为设计参数使用。所测结果也可用于评定道路承载能力～调查水泥混凝土路面的接缝的传力效果～探查路面板下的空洞等。二、仪器设备落锤式弯沉仪～简称FWD～由荷载发生装置、弯沉检测装置、运算控制系统与车辆牵引系统等组成。其结构示意如图1-6所示。图12,1 落锤式弯沉仪测量系统示意图 ,1,荷载发生装置:重锤的质量及落高根据使用目的与道路等级选择～荷载由传感器测定～如无特殊需要～重锤的质量为200，10kg～可采用50，2.5kg的冲击荷载。承载板宜为十字对称分开成4部分且底部固定有橡胶片的承载板。承载板的直径为300mm。 ,2,弯沉检测装置:由一组高精度位移传感器组成～如图1-7所示～传感器可为差动变压器式位移计,LVDT,。自中心开始～承载板沿道路纵向设置～隔开一定距离布设一组传感器～传感器总数可为5，7个～根据需要及设备性能决定。图12,2 落锤式弯沉仪传感器布置及应力作用范围示例 ,3,运算控制装置:能在冲击荷载作用的瞬间内～记录冲击荷载及各个传感器所在位置测点的动态变形。 ,4,牵引装置:牵引FWD并安装有运算及控制装置的车辆。

三、评定道路承载能力的方法与步骤 1. 准备工作 ,1,调整重锤的质量及落高～使重锤的质量及产生的冲击荷载符合前述仪器的要求。 ,2,在测试路段的路基或路面各层表面布置测点～其位置或距离随测试需要而定。当在路面表面测定时～测点宜布置在行车车道的轮迹带上。测试时～还可利用距离传感器定位。 ,3,检查FWD的车况及使用性能～用手动操作检查～各项指标符合仪器规定要求。 ,4,将FWD牵引至测定地点～将仪器打开～进入工作状态。牵引FWD行驶的速度不宜超过50km/h。 ,5,对位移传感器按仪器使用说明书进行标定～使之达到规定的精度要求。 2. 测定方法 ,1,承载板中心位置对准测点～承载板自动落下～放下弯沉装置的各个传感器。 ,2,启动落锤装置～落锤瞬即落下～冲击力作用于承载板上～又立即自动提升至原来位置固定。同时～各个传感器检测结构层表面变形～记录系统将位移信号输入计算机～并得到路面弯沉峰值～同时得到弯沉盆。每一测点重复测定应不少于3次～出去第一个测定值～取以后几次测定值的平均值为计算依据。 ,3,提起传感器及承载板～牵引车向前移动至下一个测点～重复上述步骤～进行测定。四、落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉仪对比试验步骤 1. 路段选择

落锤式弯沉仪JSTRI FWD-2000验证方法

落锤式弯沉仪JSTRI FWD-2000验证方法一、用途用于检测路基、路面的弯沉值。二、适用范围用于JSTRI FWD-2000落锤式弯沉仪的距离传感器、弯沉传感器校验。三、技术依据 1、《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008） 2、JSTRI FWD-2000落锤式弯沉仪使用手册四、技术要求允许误差： 1、距离传感器距离测量允许误差为1％； 2、各弯沉传感器弯沉测量允许误差为每个传感器的均值与整体平均值的比值在0.997～1.003范围内。五、校验项目距离传感器的距离误差；弯沉传感器的测量均值与整体平均值的比值。六、校验使用的仪器及校验时的环境条件使用在检定周期内，且检定合格的全站仪和JSTRI FWD-2000落锤式弯沉仪的9个传感器；校验在常温条件下进行。七、校验方法（一）、距离传感器的校验，其具体步骤为： 1、选择一个平直路段； 2、用全站仪测量出该路段的准确长度； 3、启动FWD，打开操作软件，进入距离标定界面； 4、驾车到起始点，并按START按钮； 5、慢慢行驶，时速≤20km/h,并准确停在路段终点； 6、摁END按钮； 7、摁APPL Y按钮接受此标定系数； 8、初次标定后，将车重新开到起始点，进入正常的弯沉测试工作界面，然

后开到终点，看测量距离与实际距离的误差，是否超过1％，如符合要求即可终止标定；如不符要求，按上述步骤重新标定，直至符合要求为止。（二）、弯沉传感器的校验，其具体步骤为： 1、选择一块标准场地，标准路面或刚性路面； 2、关掉整套系统，从设备上卸掉9个弯沉传感器（D1~D9），并按顺序（D1~D9）分别置于标定架的从低向高的9个不同位置上，安放稳妥；并将标定架放于仪器附近； 3、启动整套系统，预热20min后，设置控制系统的基本参数，其中SET UP 文件采用SHP9REL3; 4、开始前，按SET UP 文件设置的高度打几下，并调整标定架与加载板的距离，使记录的弯沉值大约在400μm~600μm之间，然后进行下落10次的试验序列，如发现10个序列所测弯沉值基本一致，说明该处路面适合标定，如所测弯沉值有递增或递减的趋势，说明该处路面未压实或变形，应选择另一处路面；适合时，对此点作记号或凿小坑，使后续各次标定测量时，标定架都可准确放于该位置且不会移动； 5、垂直扶好标定架，轻轻按压，按设定的下落高度和SHP9REL3设置的下落顺序进行试验，在预先锤击2次后（不记录），再正式开始打5次，并记录结果； 6、重新调整传感器在架子上的位置，采用传感器顺序不变（D1～D9），在架子上位置按递进轮换的方案挪动一个位置，每一次轮换都按设定的高度打5下，记录5次的读数，直至每个传感器都在架子上每个位置轮回一次，共轮回9次； 7、数据采集完后，关闭测试数据文件，退出系统，首先将测试数据文件备份，拷入c:\ 子目录，并执行标定分析软件FWDCAL3; 8、打印上述标定分析结果，如每个传感器的均值与整体平均值的比值在0.997～1.003之间，认为相对误差满足精度要求，不用进行调整，否则按计算出的增益值进行调整，并按5～7步骤再做一遍进行检验。 9、如上述比值超出0.98～1.02的范围，则认为该传感器已出现严重故障，

落锤式弯沉仪测定路面弯沉实验作业指导书

落锤式弯沉仪测定路面弯沉实验作业指导书 1.目标与适用范围：本方法适用于落锤式弯沉仪（FWD）标准质量的重锤落下一定高度发生的冲击荷载的作用下，测定路基或路面表面所产生的瞬时变形，即测定动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆，并可由此反算路基路面各层材料的动态弹性模量，作为设计参数使用。所测结果也可用于评定道路承载能力，调查水泥混凝土路面的接缝的传力效果，探察路面板下的空洞等。 2.仪器设备：落锤式弯沉仪，简称FWD，由荷载发生装置、弯沉检测装置、运算控制系统与车辆牵引系统组成。 3.准备工作： 3.1.调整重锤质量及落高，使重锤质量为200±10kg，其采用产生50±2.5kN的冲击荷载． 3.2.在测试路段的路基或路面个层表面布置测点,其位置和距离随测试需要而定.当路面表面测定时,测点宜布置在行车车道的轮迹带上.测试时可利用距离传感器定位，通

常20M测一个点． 3.3.检查FWD的车况及使用性能,用手动操作检查,各项指标符合仪器规定要求. 3.4.将FWD牵引至测定地点,通常对应整桩号,以方便选择测点,将仪器打开,进入工作状态.牵引FWD行使的速度不宜超过50km/h. 3.5.对位移传感器按仪器使用说明书进行标定,使之达到规定的精度要求. 4.测定方法: 4.1.承载板中心位置对准测点,承载板自由落下,放下弯沉装置的各个传感器. 4.2.启动落锤装置,落锤瞬即自由落下,冲击力作用于承载板上,又立即自动提升至原来位置固定.同时,各个传感器检测结构层表面变形,记录系统将位移信号输入计算机,并得到峰值,即路面弯沉,同时得到弯沉盆.每个测点重复测定不少于3次,除去第一个测定值,取以后几次测定值的平均值作为计算依据. 4.3.提起传感器及承载板,牵引车向前移动至下一个测点,重复上述步骤,进行测定.

激光自动弯沉仪和落锤式弯沉仪优缺点比较

激光自动弯沉仪和落锤式弯沉仪优缺点比较 ●激光自动弯沉仪属于静态弯沉体系与贝克曼梁测试值有良好的换算关系（相关系数大于0.95）。落锤式弯沉仪属于动态弯沉体系与贝克曼梁测试值的换算关系一般小于0.95。 ●激光自动弯沉仪用于大量的路面验收及路网检测评价比较好落锤式弯沉仪用于新结构新材料研究，进行分层模量分析比较好●激光自动弯沉6KM/小时连续测试速度(测点间距12.5M,每步可得到左右各一个测试值)，台班工作8小时，可得到9000点的测试结果,完成50KM测试任务落锤式弯沉仪按12.5M一个测试点,日工作300-500个测点,只能完成4---5KM测试任务 ●激光自动弯沉在通车的道路上测试(连续行走不用停车)不必封闭交通,设备庞大,安全指示标志齐全,设备和测试人员安全性好. 落锤式弯沉仪必须停车测试,必需封闭交通,对交通干扰大, 设备和测试人员安全性差 ●激光自动弯沉仪主传感器的测试分辨力是0.6微米落锤式弯沉仪主传感器的测试分辨力是1微米 ●激光自动弯沉仪测试机构的测试数据采用美国的7段跳频无线数字传输技术,不必连接电缆,提高了设备的可靠性落锤式弯沉仪测试传感器必须连接电缆 ●激光自动弯沉仪荷载恒定在100KN

落锤式弯沉仪靠调整落锤高度调整荷载,受地面强度柔和硬的反力影响,作用于路面的荷载是变化的,如果是测试模量是不受影响,但测试弯沉就不是一把固定的尺子 ●激光自动弯沉仪荷载恒定,加载的过程靠汽车自身质量落锤式弯沉仪靠调整落锤高度加载在柔性橡胶座上（橡胶的弹性硬度决定模拟的动载速度，一般是模拟的40KM/H的动载速度，由于橡胶材料温度变异性，一天内早晨中午晚上温度不同橡胶的弹性硬度不同模拟的就不一定是40KM/H的动载速度，同样橡胶易老化变异性，时间一长模拟的就不是40KM/H的动载速度，所以落锤式弯沉仪时间稳定性差 ●激光自动弯沉仪的测试过程中，司机和操作人员不必进行复杂频繁强体力的操作。落锤式弯沉仪测试过程中必须反复停车起步，有时驾驶员自己都会晕车 ●激光自动弯沉仪自身的荷载轮是110-20的轮胎，轮隙、当量圆面积都是按照BZZ-100标准车配置的，进行比对试验可以直接当作标准车落锤式弯沉仪必须另外找标准车

自动弯沉仪(精制实操)

自动弯沉仪利用贝克曼梁测定路面回弹弯沉值操作简便，应用广泛，我国路面设计及检测的标准方法和基本参数都是建立在这种试验方法基础之上的，但是，这种试验方法整个测试过程全是人工操作，测试结果受人为因素的影响较大，而且测速慢。自动弯沉仪是测定路面弯沉值的高效自动化设备，可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收及路面养护管理。 1．主要设备自动弯沉仪测定车：洛克鲁瓦型，由测试汽车、测量机构、数据采集处理系统三部分组成。测量机构安装在测试车底盘下面。自动弯沉仪测定车的主要技术参数如下：测试车轴距： 6.57m 测臂长度： 1.75-2.40m 后轴荷载： 100kN 测定轮对路面的压强： 0.7MPa 最小测试步距： 4-10m 测试精度： 0.01mm 测试速度： 1.5-4.0km/h 2．工作原理自动弯沉仪的基本工作原理与贝克曼梁的原理是相同的，都是采用简单的杠杆原理。自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶，将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来，这时,测定梁被拖动，以二倍的汽车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果。 3.使用技术要点（1）自动弯沉仪做长距离移动时，应根据路况把一些对通过能力影响大的组件、部件拆下来，待移动到测量工地时，再进行安装调试。（2）操作计算机，根据要求输入有关信息及命令。

（3）为了保证系统A／D转换板与位移传感器的测量精度，应进行自动弯沉仪的标定。（4）自动弯沉仪所采集数据以文本方式存储于计算机中，其记录格式分节点数据。弯沉值数据及弯沉盆数据三种。输入有关信息和参数后，可显示出左右双侧的弯沉峰值柱状图及峰值、距离和温度等；计算出平均值、标准差和代表弯沉值；显示弯沉盆图形并计算出曲率半径。应当注意，自动弯沉仪测定的是总弯沉，因而与贝克曼梁测定的回弹弯沉有所不同。可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验，得到两者相关关系式，换算为回弹弯沉，用于路基、路面强度评定。关于自动弯沉仪测定路面弯沉试验方法可详见《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059-95）。二、落锤式弯沉仪利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉。自动弯沉仪检测弯沉时，因为汽车行进速度很慢，所测得的弯沉也接近静态弯沉。为了模拟汽车快速行驶的实际情况，不少国家开发了动态弯沉的测试设备。落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer，简称FWD）模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测，计算机自动采集数据，速度快，精度高。近年来，采用落锤式弯沉仪（FWD）测定路面的动态弯沉，并用来反算路面的回弹模量。已成为世界各国道路界的热门课题。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。 1．主要设备落锤式弯沉仪分为拖车式和内置式。拖车式便于维修与存放，而内置式则较小巧、灵便。（1）荷载发生装置：包括落锤和直径300mm的4分式扇形承载板。（2）弯沉检测装置：由5-7个高精度传感器组成。（3）运算及控制装置。（4）牵引装置：牵引FWD并安装运算及控制装置等的车辆。 2．工作原理将测定车开到测定地点，通过计算机控制下的液压系统，启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，导致路面产生弯沉，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号输入计算机，得到路面测点弯沉及弯沉盆。 3．使用技术要点（1）通过调节锤重和落高可调整冲击荷载大小。例如，我国路面设计标准轴载为BZZ-100，落锤质量应选为5t，因为承载板直径为30cm，对路面的压强恰为0.7MPa。

落锤式弯沉仪FWD

落锤式弯沉仪（FWD）在老路改造工程中的应用实例在老路改造设计中，老路弯沉一直是一个重要的设计参数，我国目前常规的路面弯沉检测手段是采用贝克曼梁法，但由于贝克曼梁法仅能测得静载作用下路面单点（最大）回弹弯沉值，而没有反映路面结构在行车荷载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状，所以不能科学地评价路面的承载能力，导致改造方案偏于保守。落锤式弯沉仪（FWD）可以测定路面在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆，并通过刚度组成分析得到各结构层的回弹模量，再结合路面钻芯、DCP测试等检测手段，能较好地反映老路状况，从而指导老路改造设计，达到优化设计方案，降低工程投资的目的。在2003年锡沙线养护改善工程中，我处委托江苏省交通科学研究院利用FWD对全线达不到设计弯沉的路段进行了检测，在分析得到各结构层回弹模量的基础上，确定了施工方案。工程竣工通车一年多来运行状况良好，路面修补率为零。一、改造前锡沙线概况锡沙线全长31.28km，二级公路标准，设计车速80km/h，路面结构形式为4cmAC-13Ⅰ上面层+5cm下贯式下面层+18cm路拌法施工的二灰碎石基层，路面宽度15m，日交通流量25000辆。二、老路检测 1、路面弯沉测试及各结构层模量分析 ⑴路面弯沉测试设备采用的是丹麦DYNA TEST公司开发的落锤式弯沉仪（FWD），属于脉冲式动力弯沉仪，系统包括九个弯沉传感器和一个荷载传感器，弯沉传感器的精度为2%±2μm。测点分布为横向每车道设1个测点，纵向间距100m。 ⑵各结构层模量分析图1系统识别原理采用的刚度组成分析方法是采用FWD测试的弯沉盆，应用图1所示的系统识别原理，通过参数（即各层模量）调整，以计算弯沉盆来模拟实际弯沉盆，得到收敛的各层模量。需要说明的是，采用FWD测试弯沉盆反演得到的路面各层模量是动模量，与我们在设计中所使用的静态回弹模量不同，根据美国AASHTO规范，一般情况下，动模量等于静态模量的2～3倍，本工程中取3倍。通过分析模量与弯沉的关系图，可以得出以下定性结论：

落锤式弯沉仪FWD自校办法

落锤式弯沉仪（FWD）自校办法 1适用范围本办法适用于Dynatest 800FWD 落锤式弯沉仪设备自校。 2校验环境条件及器具 2.1气温：0～40℃，湿度：小于85%，路面清洁干净无杂物。 2.2标准车（后轴重量：100KN±1KN，一侧双轮荷载：50KN±0.5KN，轮胎气压：0.70MPa±0.05 MPa，当量圆直径：21.3cm±0.5cm）。2.3贝克曼梁（长度5.4m）。 2.4百分表（量程10mm，分度值0.01mm）。 2.5钢尺：0～50m，分度值1mm。 2.6百分表架。 3校验项目及校验办法 3.1校验项目及要求落锤式弯沉仪测定的动弯沉值与贝克曼梁弯沉测定的回弹弯沉值的相关关系，其值不应小于0.09。 3.2校验办法按照《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059-95）的要求，选择结构类型完全相同的路段，针对不同地区选择某种路面结构的代表性路段，进行两种测定方法的对比试验，建立落锤式弯沉仪测定的动弯沉值与贝克曼梁测定的回弹弯沉值之间的相关关系。选择的对比路段长度300m~500m，每10m一个点，弯沉值应有一定的变化幅度。采用与实际使用相同且符合要求的落锤式弯沉仪及贝克曼梁弯沉仪

测定车。落锤式弯沉仪的冲击荷载应与贝克曼梁弯沉仪测定车的后轴双轴双轮荷载相同。，按《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059-95）T0951的方法用贝克曼梁定点测定回弹弯沉。测定车开走后，用粉笔以测点为圆心，在周围画一个半径为15cm的圆，表明测点位置。将落锤式弯沉仪的荷载盘对准圆圈，位置偏差不超过30mm，用落锤式弯沉仪测定该点的动弯沉值。两种仪器对同一点弯沉测试的时间间隔不应超过10min。、为落锤式弯沉仪、贝克曼梁测定的弯沉值。回归方程式的相关系数不应小于0.90。 4校验结果处理与校验周期 4.1校验结果处理若对比试验的相关系数不大于0.90，则认为设备工作正常，其采集的数据有效，仪器准予使用。 4．2校验周期落锤式弯沉仪校验周期为一年，当使用过程中对检验结果发生怀疑时，可随时进行相关项目的校验，校验程序按本自校办法执行，如校验不合格，应提前进行检定。附件：自校记录

落锤式弯沉仪比对试验报告(BL) (2)

落锤式弯沉仪贝克曼梁比对试验报告比对单位：长春市路维交通工程试验检测有限公司试验时间：2016年5月20日试验地点：珲春至乌兰浩特高速公路吉林至龙嘉机场段试验仪器：SHN-FWD-MV14-26型落锤式弯沉仪 5.4米长贝克曼梁式弯沉仪试验指标：弯沉相关性、重复性

1.概况为了研究高等级沥青路面FWD与BB弯沉检测方法的相关性，分析比较两种检测设备的数据可靠性，测量精确性，本公司在珲春至乌兰浩特高速公路吉林至龙嘉机场段进行了比对试验。其路面结构类型为：路基为土，底基层为二灰碎石，基层为二灰碎石，面层为下面层AC-25、中层AC-20、上面层AC-13。 2.试验前准备标准车辆的检查：双轴、后轴双侧4轮的载重车，分别检查其标准轴荷载（100±1kN）、轮胎尺寸、轮胎间隙及轮胎气压（0.70±0.05MPa）等主要参数是否符合要求。贝克曼梁弯沉仪的检查：弯沉仪长度选用长 5.4m，前后臂分别为 3.6m和1.8m，贝克曼梁由合金铝制成，上有水准泡，其前臂（接触路面）与后臂（装百分表）长度比为2：1，弯沉值采用百分表量得。落锤式弯沉仪的检查：检查FWD的车况及使用性能，用手动操作检查，各项指标符合仪器规定的要求。其它：皮尺、口哨、粉笔、指挥旗等。 3.试验过程（1）按照JTG E60-2008 《公路路基路面现场测试规程》比对试验要求，选择弯沉值有一定变化幅度的试验路段。（2）用油漆标记对比路段起点位置。（3）以10m的间距布置测点位置，按规程T0951的方法用贝克曼梁测量回弹弯沉。测定车开走后，用粉笔以测点为圆心，在周围画一个半径为15cm的圆，表明测点位置，记录检测数据，如有可能，应在该点至少进行5次测试。（4）将落锤式弯沉仪缓缓驶入测试点，将承载板对准圆圈，位置偏差不超过30mm，按照落锤式弯沉仪的测试方法进行测定。两种仪器对同一点弯沉测试的时间间隔不应超过10min，并记录检测数据。（5）用于比对的测点数据应不少于30测点。 4.测试数据分析、相关性分析 4.1分别计算单点弯沉

FWD落锤式弯沉仪弯沉检测数据的相关性分析

FWD落锤式弯沉仪弯沉测试数据的相关性分析刘雪平（安徽国顺交通建设试验检测有限公司，安徽合肥，230602）摘要FWD落锤式弯沉仪测速快，精度高，能够较好地模拟实际行车荷载对路面作用，特别是FWD 可以测试路面弯沉盆信息，为结构层模量反算提供了可能，但其检测结果属动态测试范畴，为了FWD的使用范围，充分利用现有设计体系的各项技术指标，本文就FWD与贝克曼梁（BB）弯沉检测方法的相关性和FWD不同冲击荷载作用下的荷载作用点的弯沉值与冲击荷载的相关性进行了研究。关键词FWD弯沉值；贝克曼梁弯沉；冲击荷载；相关性分析 Falling Weight Deflectometer Deflection Examination Data Relevant Analysis Liu Xue-ping （Anhui Guoshun Transport Facilities Experiment Examination Co., Ltd., Hefei Anhui 230602） Abstract：Falling Weight Deflectometer deflection instrumental measurement fast quick, the precision is high, can simulate the actual driving load well to the road surface function, specially FWD may test the road surface deflection basin information, for the structure level module instead calculated that has provided the possibility, but its test result is the dynamic test category, for the FWD use scope, the full use existing design system's each technical specification, this article (BB) the deflection examination method's relevance and FWD under the different impulsive load function's load action point's deflection value and impulsive load's relevance has conducted the research on FWD and the benkelman beam. Key word：FWD deflection value；BB deflection value；Impulsive load；Relevant analysis 0.概述弯沉是指在规定的汽车标准轴载作用下,路基或路面表面汽车轮隙位置产生的垂直变形，它反映路基路面的综合承载能力，是公路检测中最普遍的路面结构状况评价指标之一。近年来，弯沉检测设备及其相应的检测技术得到了迅速的发展，落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer，简称FWD），作为目前世界上较先进的路面强度无损检测设备之一，得到了广泛的应用，其代替传统的贝克曼梁（简称BB）法已越来越得到人们的认可，并已列入《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059-95）是指定弯沉检测设备之一。 FWD检测数据可以用来反算路面结构层当量回弹模量，为评价路面结构层质量特别为路面结构预防性养护提供准确数据，但其检测结果属动态测试范畴，为了FWD的使用范围，充分利用现有设计体系的各项技术指标，本文就FWD与贝克曼梁（BB）弯沉检测方法的相关性和FWD不同冲击荷载作用下的荷载作用点的弯沉值与冲击荷载的相关性进行了研究。 1.FWD工作原理 FWD由拖车（包括加载系统和位移传感器）与微机控制系统（包括控制及数据采集处理部分）组