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技术领域

本实用新型公开了一种教学用具，具体涉及一种教学型回弹弯沉测定 仪。

背景技术

弯沉指在规定的标准轴载作用下，路基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。其 分类有设计弯沉值、竣工验收弯沉值。竣工验收弯沉值是检验路基路面施 工质量是否达到设计要求的指标之一。以路面为例，当路面厚度计算以设 计弯沉值为控制指标时，则验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值；当厚度 计算以层底拉应力为控制指标时，应根据拉应力计算所得的路面厚度，重 新计算路面弯沉值，该弯沉值即为竣工验收弯沉值。

目前常用的竣工验收弯沉值测定方法有：贝克曼梁法、自动弯沉仪、 落锤式弯沉仪。其中贝克曼梁法属于传统方法，也是目前检查路基路面弯 沉的标准方法。参照图1，现就贝克曼梁法的原理和构造简述如下：(一) 基本原理：利用杠杆原理测定轮隙弯沉，适用于测定各类路基路面的回弹 弯沉以评定其整体的承载能力。(二)结构，贝克曼梁14转动固定在支座6 上，贝克曼梁14前端固定有探头15，贝克曼梁14后端对应设有百分表8， 百分表8固定在表架7上，(三)适用范围：⑴适用于测定各类路基路面的 回弹弯沉，用以评价其整体承载能力，可供路面结构设计使用。⑵沥青路 面的弯沉以标准温度20℃为准，当地面平均温度在20℃±2℃以内时可不 修正。在其他温度测定时，对沥青层厚度大于5cm的沥青路面，弯沉值应 予以温度修正。(四)仪具与材料：⑴测定车：双轴、后轴双侧4轮的载 重车，其标准轴荷载、轮胎尺寸、轮胎尺寸、轮胎间隙、轮胎气压等主要 参数应符合要求。测定车应采用后轴10t的标准轴载汽车。⑵弯沉仪：由 贝克曼梁14、百分表8及表架7组成。贝克曼梁14由铝合金制成，上有水 准泡，前臂(接触地面)与后臂(装百分表(8))长度比为2：1。长度有 两种：3.6m和5.4m。在半刚性基层沥青路面或水泥砼路面上测定时，宜采 用5.4m的贝克曼梁，对柔性基层或混合式结构沥青路面可采用3.6m。弯沉 值采用百分表量得，也可用自动记录装置进行测量。⑶接触式路面温度计： 端部为平头，分度不大于1℃。⑷皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。 (五)试验方法与步骤：①检查并保持测定用车的车况及刹车性能良好， 轮胎内胎符合规定充气压力。②向测定车车槽中装载(铁块或集料)，并 用地中衡称量后轴总质量及单侧轮轴线，均应符合要求的轴重规定，汽车 行驶及测定过程中轴重不得变化。③测定轮胎接地面积：在平整光滑的硬 质路面上用千斤顶将汽车后轴顶起，在轮胎下方铺一张新的复写纸和一张 方格纸，轻轻落下千斤顶，即在方格纸上印上轮胎印痕。用求积仪或数方 格的方法测算轮胎接地面积，精确至0.1cm2。④检查百分表8测量灵敏情 况。⑤当在沥青路面上测定时，用路表温度计测定试验时气温及路表温度 (一天中气温不断变化，应随时测定)，并通过气象台了解前5d的平均气 温(日最高气温与最低气温的平均值)。⑥记录沥青路面修建或改建时材料、 结构、厚度、施工及养护情况。现有技术可用于实际工程建设项目中，但 无法直接运用于课堂教学管理。主要原因如下：所用回弹弯沉测定的贝克 曼梁，最小长度为3.6米，并且需要后轴10t的标准轴载汽车，这些设备 无法直接搬进课堂，不利于学生对于弯沉测定技术的掌握。另外，从经济 效益上看，为开展实验课程而租用后轴10t的载重汽车不但不经济，而且 在实际教学过程中也容易出现安全事故。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能 很好地将弯沉测试的原理和运行机理带入课堂进行讲解，而且成本低的教 学型回弹弯沉测定仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种教学型回弹弯 沉测定仪，其特征在于：包括测定台、测定车轮和测量装置，测定台横向 设置，测定台的两端分别支撑在测定台座上，测定车轮可在测定台上滚动， 测量装置测量测定台中部向下产生的垂直变形量。

优选的，所述测量装置包括测量臂和测量仪，测量臂的中部转动设置 在支座上，测量仪固定在表架上，测量臂的前端设有与测定台上表面中部 接触的测量头，测量臂的后端设有与测量仪接触的反馈部。

优选的，所述测量头包括测头外壳和测头螺栓，测头外壳固定在测量 臂的前端，测头螺栓竖向设置并与测头外壳螺纹连接，测头螺栓下端接触 测定台上表面中部。

优选的，所述反馈部包括立杆和精调螺栓，立杆竖向固定在测量臂后 端上侧，精调螺栓竖向设置并与立杆螺纹连接，精调螺栓的上端接触测量 仪。

优选的，所述测量仪为百分表。

优选的，所述测量头接触测定台的上表面，测量臂前部到支座的重力 力矩大于测量臂后部到支座的重力力矩。

优选的，所述测定车轮是由两个车轮单元通过轮轴连接而成。

优选的，所述测定台的上表面设有网格。

优选的，所述测定台为不锈钢板或塑料板。

与现有技术相比，该教学型回弹弯沉测定仪的上述技术方案所具有的 有益效果是：

1、本实用新型在贝克曼梁的基础上，通过改进模型，增加测定台的方 法，用仿真的模型，将弯沉测定的原理和方法运用到实践教学中，利用测 定台模仿路面，测定车轮仿真车后轮，用以施加荷载，利用本实用新型的 教学型回弹弯沉测定仪可以在室内进行教学，不需要标准轴载汽车，而且 该教学型回弹弯沉测定仪结构简单，体积小，长90cm，质量轻，成本小， 能很好地将弯沉测试的原理和运行机理带入课堂进行讲解。

2、测量头始终与测定台表面接触，然后通过反馈部将测定台的弯沉量 反馈至测量仪，实时监测，操作方便。

附图说明

图1为现有技术贝克曼梁法的结构简图。

图2为本实用新型教学型回弹弯沉测定仪的立面结构示意图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为图2中B处的局部放大图。

图5为测定台的俯视图。

图6为测定车轮的侧视图。

图7为支座的侧视图。

图8为该教学型回弹弯沉测定仪操作步骤一的示意图。

图9为该教学型回弹弯沉测定仪操作步骤二的示意图。

图10为该教学型回弹弯沉测定仪操作步骤三、四的示意图。

图11为该教学型回弹弯沉测定仪操作步骤五的示意图。

其中：1、测定台座2、测定台3、测定车轮31、车轮单元32、 轮轴4、测量臂5、螺栓6、支座7、表架8、百分表9、测头外 壳10、测头螺栓11、立杆12、精调螺栓13、网格14、贝克曼梁15、 探头。

具体实施方式

图2～11是该教学型回弹弯沉测定仪的最佳实施例，下面结合附图2～11 对本实用新型做进一步说明。

参照图2，该教学型回弹弯沉测定仪，包括测定台2、测定车轮3和测 量装置，测定台2横向设置，测定台2的两端分别支撑在测定台座1上， 测定车轮3可在测定台2上滚动，测量装置测量测定台2中部向下产生的 垂直变形量。本实用新型在贝克曼梁的基础上，通过改进模型，增加测定 台2的方法，用仿真的模型，将弯沉测定的原理和方法运用到实践教学中， 利用测定台2模仿路面，测定车轮3仿真车后轮，用以施加荷载，利用本 实用新型的教学型回弹弯沉测定仪可以在室内进行教学，不需要标准轴载 汽车，而且该教学型回弹弯沉测定仪结构简单，体积小，长90cm，质量轻， 成本小，能很好地将弯沉测试的原理和运行机理带入课堂进行讲解。

对于刚性路面(水泥混凝土路面)，测定台2采用不锈钢板进行仿真模 拟，对于柔性路面(沥青路面)或路基，由于其具有较好的弹塑性，测定 台2采用塑料板进行仿真模拟。

具体的，本实施例中的测量装置包括测量臂4和测量仪，测量臂4的 中部转动设置在支座6上，测量仪固定在表架7上，测量臂4的前端设有 与测定台2上表面或下表面中部接触的测量头，测量臂4的后端设有与测 量仪接触的反馈部，测量头始终与测定台2表面接触，然后通过反馈部将 测定台2的弯沉量反馈至测量仪，实时监测，操作方便。本实施例中的测 量仪为百分表8。测量头接触测定台2的上表面，测量臂4前部到支座6的 重力力矩大于测量臂4后部到支座6的重力力矩。

参照图3，测量头包括测头外壳9和测头螺栓10，测头外壳9固定在 测量臂4的前端，测头螺栓10竖向设置并与测头外壳9螺纹连接，测头螺 栓10下端接触测定台2上表面中部，通过转动测头螺栓10可以调节高度， 保证测头螺栓10与测定台2表面接触。

参照图4，反馈部包括立杆11和精调螺栓12，立杆11竖向固定在测 量臂4后端上侧，精调螺栓12竖向设置并与立杆11螺纹连接，精调螺栓 12的上端接触测量仪，转动精调螺栓12可以调节高度，从而保持与百分表 8的可靠接触。

参照图5，测定台2的上表面设有网格13，以达到读取测试车对路基 路面影响半径范围，从而根据弯沉值大小，绘制弯沉盘曲线。而这一点， 在实际工程中，往往要通过在路面中埋设感应器的方式进行，耗费时间长， 投入资金多。

参照图6～7，测定车轮3是由两个车轮单元31通过轮轴32连接而成， 而且轮轴32高于测头外壳9，轮轴32宽于测头外壳9，并在测量的过程中 不会妨碍测定车轮3的滚动。测量臂4通过螺栓5转动连接支座6。

该教学型回弹弯沉测定仪操作流程如下：

步骤一，参照图8，将该教学型回弹弯沉测定仪平放于桌面，取下测定 车轮3，并旋转测头螺栓10，使其恰好接触测定台2中心。

步骤二：参照图9，将测定车轮3放于测定台2最左端，移动百分表8 及支架，使其正对精调螺栓12，旋转精调螺栓12，使精调螺栓12恰好接 触百分表8测定杆，调整百分表8，使其指针归零。

步骤三：参照图10，开动测定车轮3，从测定台2最左端缓慢向右端 移动，在移动的过程中，测定台2台面在测定车轮3载荷作用下，会向下 产生弯曲。一人负责记录好测定台2上的距离，另一人负责记录好百分表8 上的读数。

步骤四：测定车轮3运行的过程中，及时获取百分表8上最大读数L1。

步骤五：参照图11，当测定车轮3向右端移动时，由于测定台2产生 的弯曲变形并不能完全恢复，因此百分表8读数会回转至某一个稳定值， 读取该读数L2。

步骤六：根据弯沉的定义，结合读数L1和L2，运用杠杆原理，测定 台2在测定过程中产生的总弯沉为2L1；回弹弯沉为2(L1-L2)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新 型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进 等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。