落锤式弯沉仪JSTRI FWD-2000验证方法
FWD在道路弯沉检测中的应用及对比试验研究
FWD在道路弯沉检测中的应用及对比试验研究阳书燕（四公司武广XXTJ I标项目部）摘要：对FWD及其在道路弯沉检测中的应用做了介绍，同时进行了落锤式弯沉仪(FWD)与贝克曼梁(BB)的弯沉对比试验。
试验结果表明：在相同的测试状况下，两种设备的弯沉测定值之间具有良好的相关关系，并给出了相互转换的推荐公式。
试验结果同时表明，FWD测试精度要高于贝克曼梁法。
关键词:FWD；弯沉；检测；对比试验近几年来，各高速公路以及许多城市都相继建立了各自的道路养护管理系统，这些系统的建立有效地保证了道路养护的科学性，但普遍面临数据采集手段相对落后的问题：以往采用的设备在使用时费时、费力、影响交通，有些还要破坏现有道路，而且采集数据的精度也难以得到保证。
在最近的几十年里，随着计算机技术、自动化控制技术、高精度测微技术的进步，各种新型无损检测技术应运而生，落锤式弯沉仪（FWD）就是其中之一。
一、落锤式弯沉仪简介落锤式弯沉仪是目前应用较为广泛的弯沉检测设备，它可以快速、安全、准确地采集到大量弯沉盆信息，是道路弯沉检测和结构性能评价的理想工具，在我国，越来越多的检测单位开始采用它进行弯沉检测。
它的基本原理是通过液压系统提升和释放重锤块对路面施加冲击荷载，荷载大小由落锤质量和起落高度控制，荷载时程和动态弯沉盆均由相应的传感器测定。
其系统构成以KUAB150型FWD为例，如图1所示。
图1 KUAB落锤式弯沉仪系统组成(双锤)1．导向架2．落锤3．框架4．定向钢轴5．上部橡胶缓冲器6．下部橡胶缓冲器7．支撑脚8．底部重块9．承载板10．橡胶板法国于20世纪60年代首先提出冲击式动力弯沉仪的初步设想，70年代后期丹麦和瑞典首先研制成FWD。
80年代以后，美国、英国和日本等相继引进和仿制了这种弯沉仪。
FWD的冲击荷载与时速60～80公里的车辆对路面的荷载相似，可以较好地模拟行车荷载作用，并且测速快，精度高，因此自20世纪80年代初以来，fwd在国际上得到日益广泛的应用，至今已有60多个国家和地区引进了fwd，我国到2005年底有约60多台FWD在各地使用，并且已有多家单位开始研制和生产国产的FWD。
落锤式弯沉仪 试验方法
落锤式弯沉仪试验方法
落锤式弯沉仪是用来测量土壤的弯沉性质的一种设备。
下面是使用落锤式弯沉仪进行试验的方法：
1. 准备工作：
- 按照仪器说明书安装落锤式弯沉仪并校准。
- 准备试验土样，确保土样具有一定的代表性。
- 将试验土样放入标准弯沉仪试验槽中。
2. 固结过程：
- 在试验槽中加入水或应力加载系统施加一定的压力。
- 记录压力和固结时间，以便后续分析。
3. 弯沉测量：
- 将落锤装入弯沉仪的顶部。
- 记录初始状态下的土样高度或标志物的位置。
- 让落锤自由下落并击打土样表面。
- 记录土样沉降的高度，并重复多次测量以提高准确性。
- 经过一定次数的冲击后，停止并记录最终状态下的土样高度。
4. 数据处理：
- 根据土样的沉降高度计算弯沉量。
- 统计多次试验的结果并计算平均值和标准差。
- 分析弯沉量与应力或固结时间的关系，绘制图表和曲线。
5. 结论：
- 根据试验结果，分析土壤的弯沉性质，并评估土壤的工程性质或预测长期沉降量。
试验结束后，需要对落锤式弯沉仪进行清洁和维护，确保其正常运行和长期使用。
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 AnalysisLiu 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 surfacefunction, specially FWD may test the road surface deflection basin information,for the structure level module instead calculated that has provided thepossibility, but its test result is the dynamic test category, for the FWD usescope, the full use existing design system's each technical specification, thisarticle (BB) the deflection examination method's relevance and FWD under thedifferent impulsive load function's load action point's deflection value andimpulsive load's relevance has conducted the research on FWD and the benkelmanbeam.Key word：FWD deflection value；BB deflection value；Impulsive load；Relevant analysis0.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。
落锤式弯沉仪(FWD)在市政道路检测中的应用
2023（7）总第1488期落锤式弯沉仪（FWD）在市政道路检测中的应用徐贲阳滁州市佳诚建设工程检测有限公司摘要：现如今，时代的前进与科技水平的提升为我们国家城市化进程创造了难得的发展机遇，市政交通道路作为市政基础工程中相当重要的一个组成部分，直接关乎着城市内的交通状况，关乎车辆能否正常通行，还有人们能否正常出行。
对于市政道路的路面质量，采用无损检测技术展开检测，对于强化路面的养护管理和确保施工质量均体现出重要意义。
本文围绕市政道路检测工作，针对落锤式弯沉仪的具体应用情况展开了着重分析，并结合实例项目中的应用要点与注意事项加以探讨，旨在更全面地了解落锤式弯沉仪可以在市政道路检测工作中发挥出何等应用效果。
关键词：落锤式弯沉仪；市政道路；应用分析引言目前，FWD落锤式弯沉仪可以算得上是国际上较为先进的一种路面检测设备，在检测速度及其应用场景等多方面均体现出了明显的优势，尤其是与以往的常规弯沉检测相比，体现出了更加明显的优势。
在将其应用于市政道路路面检测的时候，可以将梁式弯沉仪中存在的不足之处给予充分弥补，再引入现代化技术来收集相关数据，不仅检测速度快，其结果精确性也更高，在相关领域当中获得了广泛的认可。
一、落锤式弯沉仪（FWD）的构成与基本原理落锤式弯沉仪（FWD）当中，包括由液压落锤、承载板构成的荷载发生装置，还包括冲击力检测装置和弯沉检测装置，再加上计算机控制装置和信息采集运算装置，这几种装置与基础机动装置结合起来，就组成了落锤式弯沉仪、全自动落锤式弯沉仪（CFWD-10T）的基本原理，就是通过自由降体现象，与基于计算机技术组建的控制系统结合，实现检测系统的功能，作为落锤装置的重锤需要具有一定的重量，当它从高处被释放并自动下落时，其重力、速度会给路面带来一份不小的冲击力，这样一来路面就会发生瞬间变形的现象，分布在离测点不同远近的多个传感器负责检测路面结构出现的变形情况。
从表面变形情况来测定，在重锤作用下所形成的动态弯沉，还有弯沉盆荷载的大小，其实也可以借由改变锤体自身重量、调整提升高度等方式展开适当的调整。
JSTRI FWD-2000落锤式弯沉仪系列产品
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落锤式弯沉仪校验方法
落锤式弯沉仪校验方法
1.目的与适用范围
本方法适用于测定在落锤式弯沉仪（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所产生的动态弯沉及弯沉盆。
2.技术要求
2.1冲击荷载：50kN±2.5kN。
3. 校验方法
3.1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2.1的要求；
3.2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。
在路面表面测定时，测点宜布置在行车道的轮迹带上；
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，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；
3.5对位移传感器使用说明进行标定，使之达到规定的精度要求。
4.校验周期
校验周期为一年。
5.附录
落锤式弯沉仪校验记录。
6.校验方法的编写依据：
《公路路基路面现场测试规程》的相关要求。
落锤式弯沉仪校验记录。
落锤式弯沉仪(FWD)在公路检测中的应用
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;(6)精度高。
整个过程均由电脑控制,无任何人为因素的影响。
尽管FWD 具有无可比拟的优越性,其应用也非常广泛,但在我国,其应用尚未步入规范化、标准化。
我国的《路基规程》虽已将FWD 列为弯沉检测设备,但没有具体评定的标准,不能直接用于施工质量检测。
因此,为了将FWD 弯沉数据直接用于施工质量检测中,需进行FWD 和BB 之间弯沉检测对比试验研究, 建立其相关性。
FWD落锤式弯沉测定仪内部校准方法
FWD落锤式弯沉测定仪内部校准方法一、概述本方法适用于FWD落锤式弯沉测定仪的内部校准，参照《公路路基路面现场测试规程》【JTG E60-2008】编制。
二、内部校准项目和内部校准条件1．内部校准项目及要求：(1) 承载板：直径300mm，误差在±2mm内，用50cm钢直尺测定。
(2) 承载板：厚度45mm，误差在±1mm内，用30cm游标卡尺测定。
(3) 重锤质量：质量为200kg，误差在±10kg内，用磅秤测定。
(4) 传感器误差：误差范围为±3%。
三、内部校准用标准器具钢直尺：测量范围大于300mm，精度要求不大于2mm；游标卡尺：测量范围大于50mm，精度要求不大于1mm；磅秤：测量范围大于250kg，精度要求不大于10kg。
四、内部校准方法1、承载板直径：承载板直径有300mm和500mm两种，一般用于公路的承载板直径为300mm，用检定合格的钢直尺在相互垂直的方向各测一次，取平均值作为测量结果。
2、承载板厚度：承载板是堆成分开成十字的钢板与橡胶板组成的复合板，用30cm 游标卡尺测量，沿测头长度方向在左中右三处各测一次取平均值作为测量结果。
3、用磅秤称量重锤的质量，测3次取平均值作为测量结果。
4、用信号发射器测量位移传感器误差，传感器数量为9只，布置在0-250cm范围以内，必须包括0cm、30cm、60cm、90cm四点，其他根据需要及设备性能决定，各点测3次取平均值作为测量结果。
该项目送计量单位进行检定/校准。
5、用信号发射器测量荷载传感器误差，测三次取平均值作为测量结果。
该项目送计量单位进行检定/校准。
五、内部校准结果处理1．凡经内部校准符合本规程要求的仪器发给合格证书；若达不到技术要求，应及时调整或更新。
2．内部校准周期可根据具体使用情况确定，一般为1年一次。
1 六、路面回弹弯沉值测定仪内部校准记录见下表：————以下空白————内部校准数据/结果：校准项目 技术要求 检测数据 平均值 检测结果 1 2 3 承载板直径（mm ） 300mm ±2mm 承载板厚度（mm ） 45mm ±1mm 落锤质量(kg) 200kg ±10kg位移传感器误差 0cm ±3%30cm 60cm90cm荷载传感器误差 ±3%。
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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，
需更换。
更换后重新进行标定。
八、校验的结果处理
距离传感器和弯沉传感器标定后符合技术要求的可以正常使用,不符合技术要求的予以更换或维修，更换维修后仍按上述步骤进行标定，直至符合要求，方可使用。
九、校验周期
正常每一年验证一次；传感器更换或维修后均需重新标定。