静力弯沉仪（贝克曼梁）
贝克曼梁工作原理
自动弯沉仪
贝克曼梁及自动弯沉仪检测的最大弯沉不反映弯沉盆的形状
贝克曼梁与自动弯沉仪弯沉测试方法比较
方法
特点
测试结果
贝克曼梁
传统方法，速度慢，静态测试， 比较成熟，目前属于标准方法。
自动弯沉仪
利用贝克曼梁原理快速连续，静 态测试，使用时应用贝克曼梁进 行标定换算
范围内，可不进行温度修正。
二、路基路面弯沉检测技术的发展
l 静力弯沉仪 l 振动式弯沉仪 l 落锤式弯沉仪（FWD） l 滚动式弯沉仪（RWD）
静力弯沉仪
l 承载板 l 贝克曼梁 （ 1953 年 贝 克 曼 （ Benkelman ） 发 明 ） l 自动弯沉仪
静力弯沉仪
l 静力荷载 l 杠杆原理 l 单点弯沉
理想的弯沉测试应包含最大弯沉值和弯沉盆两方面
路面结构的破坏可以是由过量的竖向变形所造成，也可能是由于某一 结构层的断裂破坏所造成。对于前者，采用最大弯沉值表征其承载能 力较合适；对于后者，则采用路表弯沉盆的曲率半径表征其承载能力 更为合适。
一、弯沉的概念及弯沉测试的工程意义
我国现行规范要求弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测试。 每一双车道评定路段（不超过1km）检查80－100个点，多车道公
FWD主要技术标准（ASTM D4694-96）
l 传感器精度
l 弯沉传感器： l 荷载传感器：
分辨率 ：1m 精度：±2% 分辨率 ：200 N 精度：±2%
l FWD标定
l SHRP标定方法
SHRP-LTPP
l SHRP 四项研究内容之一 l 持续20年 l 长期观测路段约1140个 l 弯沉检测设备：8台FWD
Dynaflect
Road Rater
落锤式弯沉仪（FWD）
(Falling Weight Deflectometer，简称FWD)
l 瞬态脉冲荷载 l 传感器（精度高、重复性好） l 多点弯沉 l 较好地模拟了实际行车荷载
落锤式弯沉仪（FWD）
FWD系统构成
落锤式弯沉仪（FWD）
Dynatest 8000 型 FWD
美国德克萨斯州拥有16台FWD
落锤式弯沉仪（FWD）
中国FWD发展状况
l 80年代，3台 l 1992年，5台 l 1997年，10台 l 2002年，40台 l 2004年，60余台 l 2016年，130余台（Dynatest）
弯沉检测技术发展方向
l 由静力检测向动力检测发展 l 由人工检测向自动化检测发展 l FWD在国内外得到日益广泛的应用
20多个国家和地区参加了SHRP-LTPP国际 合作
SHRP-LTPP: FWD试验指南
l FWD现场试验 l FWD数据分析与管理 l FWD精度标定 l FWD保养与维修
SHRP-LTPP：FWD现场试验
路面类型
普通路段：8种结构形式 FWD试验计划
l 柔性路面 l 刚性路面（分缝） l 连续钢筋混凝土路面
最大回弹弯沉值 最大总弯沉值
贝克曼梁、自动弯沉仪弯沉测试存在的主要问题
l 由于采用的是杠杆原理，测得的弯沉值是相对于梁 的支点的变形。对于刚性路面，或半刚性基层高等级 路面，弯沉盆范围较大，支点变形对测试结果有一定 的影响；
l 测试过程依赖人工操作，测试结果受诸多因素的 影响，精度不高，可重复性较差；
三、FWD在国际上的应用现状
l 美国： FWD技术标准 (ASTM) SHRP-LTPP 项目
l 欧洲：COST 336 项目 FWD现场对比试验
FWD技术标准（ASTM D4694-96）
l 落锤荷载
l 峰值 ≥ 50 KN l 半正弦波 l 脉冲宽度 20 ~ 60 ms
l 荷载板
l 直径 300 mm 和 450 mm
一、弯沉的概念及弯沉测试的工程意义
弯沉
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总垂直变 形（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉），以0.01mm为单位。
弯沉值反映了路基、路面的承载能力
弯沉值越大，承载能力越小，反之则越大。
弯沉值是公路工程的一个基本参数
用于路面结构的设计、施工控制及施工验收、以及旧路补强设计中。
落锤式弯沉仪（FWD）
l 70年代末期第一台FWD问世 l 1997年全世界共有FWD/HWD约340台
（COST 统计：324台） l 2001年全世界共有FWD/HWD约450台
（COST 统计：428台）
落锤式弯沉仪（FWD）
美国FWD发展状况 l 1985年，3个州应用FWD l 1990年，30个州应用FWD l 2002年，拥有FWD/HWD 140余台 l 已实现标准化、规范化
路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点。
弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分；大于时得零分。
弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：
l l Z a S
l为弯沉代表保
a
证
率
有关的系数
沥青面层的弯沉值，测定时的路表温度有明显影响，应进行温度 修正。当沥青层厚度小于或等于5cm时，或路表温度在20OC±2OC
动力无损检测技术及应用
钟燕辉
郑州大学 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室
地下基础设施非开挖技术国际联合研究中心 水利与交通基础设施安全防护河南省协同创新中心
一、弯沉的概念及弯沉测试的工程意义 二、路基路面弯沉检测技术的发展 三、FWD在国际上的应用现状 四、FWD与贝克曼梁对比试验 五、FWD数据分析（模量反算） 六、FWD工程应用
l 通常仅测得静态汽车荷载作用下路面的单点（最 大）弯沉，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的形状。
振动式弯沉仪
l 动荷发生器（周期荷载） l 传感器（精度高、重复性好） l 多点弯沉 l 动荷较小
振动式弯沉仪
l 美国（德州） Dynaflect l 美国（加州） Road Rater l 美国（WES） Vibrator
SHRP-LTPP：FWD现场试验
弯沉检测类型
l 弯沉盆检测 l 接缝传荷能力检测
SHRP-LTPP：FWD现场试验
l 弯沉传感器布置 l 荷载设置 l 测点选择 l 温度测试
SHRP-LTPP：FWD数据管理