彎沉儀

彎沉是公路設計和公路工程質量狀況評價的重要技術指標之一。彎沉儀適用於路面回彈彎沉值測定，以評價路面的整體強度。

彎沉值是指在規定的標準軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產生的總垂直變形(總彎沉)或垂直回彈變形值(回彈彎沉)，以0.01 mm為單位。通常所説的回彈彎沉值，是指標準後軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。在路表測試的回彈彎沉值可以反映路基路面的綜合承載能力。計算彎沉值與路基和路面的設計強度有直接關係，計算彎沉值越小，路基和路面的強度越高。可以設計彎沉值計算路面厚度。彎沉值測量可以檢驗路基的施工是否達到設計強度要求。彎沉值是公路工程的一個基本參數，所以正確的測試具有重要的意義。 ^[1] 

為了進行路面整體結構性能評價，需要了解路面的承載能力，路面彎沉強度測定儀包括機電式全自動彎沉儀、激光彎沉儀、落錘式彎沉儀及貝克曼彎沉梁彎沉儀等幾類。激光彎沉儀在國內首次論述，具有國際先進性。 ^[2]  用得比較普遍的還有法國洛克魯瓦式自動彎沉儀和丹麥等國家發明的落錘式彎沉儀等。 ^[1] 

路面彎沉儀也叫貝克曼梁。路面在車輛載荷的作用下會產生變形，車輛離開後恢復原狀，測量標準軸重的汽車通過道路時，車輪位置產生的垂直變形或變形後回彈值，可以表現出路面的剛度和承載能力。直接測量的變形稱為總彎沉，變形後的回彈量為回彈彎沉。 ^[3] 

1、標準軸重汽車。回彈彎沉測量使用的標準軸重的汽車為雙軸、後軸為4輪的載重汽車，以汽車的後軸對地面施加載荷，測量變形。高速公路、一級公路及二級公路使用的汽車後軸總重量為10 t，其他等級公路使用的汽車後軸總重為6t。

2、路面彎沉儀。測量路面彎沉值需要使用路面彎沉儀，也稱貝克曼梁。路面彎沉儀的長度有3.6 m和5。4 m兩種，用鋁合金製成，採用槓桿原理將車輪對地面的壓縮變形傳遞到外而，槓桿前臂和後臂的比值為2：1，變形量用百分表測量。彎沉儀上有水準泡，測量時，用水準泡可以將彎沉儀調成水平。將彎沉儀放置在標準軸重車輪的間隙處。 ^[3] 

測量某處彎沉值時，將載重汽車開至被測位置，一側後輪正好壓在被測位置，將貝克曼梁置於後輪雙輪的空隙處，沿車輛行駛方向放置，觀察百分表，讀取初值，將車輛慢慢移出，地面產生回彈，讀取回彈後百分表顯示的數值。使用3.6 m長的路面彎沉儀測量時，要對前支點的下沉進行修正。 ^[3] 

落錘式彎沉儀（FWD）是一種動態彎沉測試設備。

①荷載發生裝置：根據使用目的與道路等級選擇落錘、落高，並配置4分式扇形承載板。

②彎沉檢測裝置：由一組高精度位移傳感器組成，數量不少於7個。

③運算及控制裝置：能在衝擊荷載作用的瞬間，記錄衝擊荷載及各個傳感器所在位置測量的動態變形。

④牽引裝置：牽引FWD並安裝運算及控制裝置的車輛。 ^[4] 

測試地點，通過計算機控制下的液壓系統並自由落下重錘，重錘的衝擊力通過4分式扇形板向路面施加脈衝荷載，導致路面產生彎沉，分佈於彎沉檢測裝置上不同距離的傳感器檢測路表的變形，記錄系統將信號輸入計算機，得到路面測點的彎沉及彎沉盆。 ^[4] 

①調整重錘的落高：所使用重錘的質量應根據測試的技術要求進行調整。4分式承載板的直徑一般為

300mm。

②測點佈置：其位置或測點間的距離應根據檢測技術而定。當在路面表面測定時，測點應佈置在行車道的輪

跡帶上。

③傳感器總數不少於7個，一般佈置在0~250 cm範圍以內。必須包括0，30，60，90四點，其他根據需要及

設備性能決定。

④檢查設備及連接線接觸情況，無誤後開機預熱。

⑤每一個測點重複測定應不少於3次，除去第一個測定值，取以後幾次測定值的平均值。 ^[4] 

①承載車：單軸，單側雙輪組，後軸標準軸載(100±1)kN，胎壓(0.70±0.05)MPa。

②測量機架：兩倍車速拖動測定梁。

③數據採集處理系統：計算機，位移、温度和距離傳感器。 ^[5] 

①位移傳感器分辨率：0．01 mm。

②位移傳感器有效量程：t>3 mm。

③設備工作環境温度：0～60℃。

④距離標定誤差：≤1%。 ^[5] 

自動彎沉儀的基本工作原理與貝克曼梁的原理相同，都是採用槓桿原理。但兩者的加載方法不同，其中，貝克曼梁用前進卸荷法，測定的是路面回彈彎沉；而自動彎沉儀採用前進加載法，測定的是路面總彎沉。自動彎沉儀測定車以一定速度行駛，安裝在測試車底盤下的測量機架將彎沉測定梁的測頭對準後輪前端的測點A保持不動，後軸雙輪由0點向測點A運動，當後軸雙輪隙通過測點A時，A點的豎向位移被B的位移傳感器記錄下來，此時，測定梁又被測量機架以2倍的汽車速度拖動到下一測點，週而復始地向前連續測試。 ^[5] 

①檢測測試車軸載，後軸載應滿足(100±1)kN的要求。

②檢查試車輪胎氣壓，輪胎氣壓應滿足(0.70±0.05)MPa的要求。

③測試車停放在測試路段前約20 mm處，開機通電預熱，將測定梁放落在路面上，並檢查各機構和部件是否

運轉正常。

④駕駛員緩慢加速測試車到測試速度，沿檢測的車道輪跡行駛檢測。

⑤測試完成後，應立即檢查數據，數據內容應正常完整。

⑥彎沉值的橫坡修正。 ^[5]