落錘式彎沉儀在公路工程檢測中的應(yīng)用

馬廣順

(黑龍江省工程質(zhì)量道橋檢測中心有限公司，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 落錘式彎沉儀的工作原理

工作原理：試驗階段，通過計算機(jī)實時的進(jìn)行液壓系統(tǒng)的操控和控制，或者將落錘直接釋放，使其落入到橡膠墊上，然后通過與路面緊密連接的承載板，將落錘的沖擊力傳遞到路面中，計算機(jī)在該過程中控制重錘在路面上加載半正弦脈沖荷載，此過程中直接導(dǎo)致了路面發(fā)生了變形的情況，然后在落錘彎沉儀通過在測量點的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測，通過獲得了靜荷載影響之下，而形成的動態(tài)彎沉以及彎沉盆。

落錘式彎沉儀是一種在公路工程專用的動態(tài)彎沉測試設(shè)備，由于落錘半正弦脈沖荷載沖擊與通路交通車輛載荷極為相似，這就可以模擬車輛的動載荷情況，并且能夠根據(jù)公路要求進(jìn)行載荷加載。由于所有的測試數(shù)據(jù)都是通過計算機(jī)進(jìn)行收集和整理，所以其數(shù)據(jù)的處理非常的迅速，并且能夠保證數(shù)據(jù)的精度滿足要求，能夠適應(yīng)較大工程中進(jìn)行彎沉數(shù)據(jù)的測試。此外，使用這種技術(shù)能夠及時的檢測多層路面的彎沉情況。

2 落錘式彎沉儀試驗檢測準(zhǔn)備工作

2.1 FWD拖車的檢查

首先將落錘的位置確定在最高的位置上，然后檢查其中央傳感器的檢測桿，是否處于荷載中心位置上的1～2 cm范圍內(nèi)，并且還需檢查彈簧和傳感器等系統(tǒng)是否滿足要求，保證彈簧的彈量符合要求，檢查FWD加載板在提升過程中是否順利進(jìn)行，保證正常操作的過程中，能夠充分的保證落錘高度做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和處理。在實驗中，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整落錘的重量以及高度，能夠模擬在實際運行中的荷載數(shù)據(jù)，保證檢測數(shù)據(jù)更加的準(zhǔn)確。

2.2 FWD的試驗檢測準(zhǔn)備

檢查落錘式彎沉儀的各個裝置，是否準(zhǔn)確連接以及質(zhì)量、高度適當(dāng)?shù)恼{(diào)整之后，然后在試驗場地中，檢查其最終的落入位置的輪胎壓力相差情況，液壓油面以及電池的酸液面保持在正常的狀態(tài)下，同時保證荷載盤能夠工作順暢，這樣能夠可以保證牽引車和拖車的連接都準(zhǔn)確，能夠及時將彎沉儀的鎖定狀態(tài)，并且將FWD與拖車分離。在牽引行進(jìn)的過程中，必須保證行駛速度在50 km/h以下。

3 落錘式彎沉儀檢測路基路面彎沉值

3.1 測點的布置

在需要檢測數(shù)據(jù)的位置和路面上均勻的分布檢測點。測點的位置通過工程的具體情況才能進(jìn)行確定。如果需要測量工程表面結(jié)構(gòu)的彎沉數(shù)據(jù)，一般需要將測點布置在行車道區(qū)域內(nèi)的車輪印跡區(qū)域，然后將傳感器放置在這些檢測的位置上。在將該檢測設(shè)備牽引至指定的測試位置時，能夠直接打開儀器進(jìn)行測試，然后整體的檢查其性能是否滿足工程的實際需要，保證其各項技術(shù)參數(shù)都符合工程的需要。

3.2 FWD的試驗檢測

試驗的過程中，需要根據(jù)工程實際情況，調(diào)整承載板所在的位置和檢測點，當(dāng)承載板自由落下之后，同時將各個彎沉儀的傳感器都放下。然后打開落錘的裝置，當(dāng)落錘自由落下之后，能夠?qū)Τ休d板產(chǎn)生一定的作用，然后再將其提升到原定的高度位置上。傳感器能夠?qū)崟r的檢測落錘落下之后的沖擊力，然后將結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生了一定的變形量，此時可以將該變形量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)內(nèi)，此時可以對變形數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確檢測，保證動態(tài)彎沉數(shù)據(jù)就到計算機(jī)中。試驗時，應(yīng)該在同一個測試位置上至少試驗三次，將三次測試的平均值作為最終的測試數(shù)據(jù)。在完成了某一測試點位置檢測之后，根據(jù)工程實際要求，對落錘式彎沉儀的傳感器和承載板進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后再進(jìn)行其他位置的檢測測試。

3.3 FWD試驗結(jié)果對比

為了能夠保證其最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在使用落錘式彎沉儀進(jìn)行公路數(shù)據(jù)的檢測過程中，可以使用貝克曼梁彎沉儀來進(jìn)行最終的數(shù)據(jù)測試。此時需要注意的是，必須要保證落錘式彎沉儀的載荷數(shù)據(jù)與貝克曼梁彎沉儀測試中的后輪載荷一致。首先要做的就是精確的標(biāo)定落錘的具體位置，然后按照工程的具體檢測規(guī)定的方法和規(guī)定，使用貝克曼梁，對于同一個測試點進(jìn)行檢測。試驗的過程中，應(yīng)該保證所有的測量點都在同一個位置上，必須保證其偏差在3 cm以內(nèi)。為了充分的調(diào)整工程檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，上述兩種檢測方式間隔時間不能超過10 min。在獲得了檢測數(shù)據(jù)之后，按照公式Lb=a+BLFWD(Lb為貝克曼梁完成值，LFWD為FWD彎沉值)進(jìn)行回歸分析，確保所有的數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)在90%以內(nèi)。

4 水泥混凝土路面的落錘式彎沉儀試驗檢測

在對混凝土結(jié)構(gòu)路面的測試過程中，也可使用落錘式彎沉儀進(jìn)行工程數(shù)據(jù)的檢測和測試。如果需要檢測水泥混凝土路面的接縫載荷，此時需要將檢測的點安裝在混凝土路面的接縫一側(cè)位置上，傳感器需要放置在接縫的兩側(cè)位置上。如果需要對混凝土路面的結(jié)構(gòu)的表層進(jìn)行板底脫殼的檢測時，測試點位置應(yīng)該隨機(jī)確定，這樣可以充分的保證所有檢測的數(shù)據(jù)能夠反應(yīng)路面的實際情況。測試的過程中需要全面的檢測所有的測點彎沉以及彎沉盆數(shù)據(jù)，并且準(zhǔn)確的計算所有的數(shù)據(jù)，包含了平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)，準(zhǔn)確的確定變形值的差異以及彎沉盆的形狀，確定路面接縫的荷載能力以及板底脫空數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確試驗。

5 結(jié) 語

FWD是世界上比較先進(jìn)的路面無損檢測設(shè)備，尤其是能準(zhǔn)確的測量路面承載能力數(shù)據(jù)，較之傳統(tǒng)的貝克曼梁等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，其具備非常多的優(yōu)點。因此，在對公路路面進(jìn)行檢測過程中，利用了FWD技術(shù)能夠準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，并且保證所有的工作程序都按照規(guī)定的進(jìn)行，以提高試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。