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歐美大地 道路測(cè)試
道路測(cè)試
落錘彎沉儀在公路工程檢測(cè)的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2018-03-21 瀏覽次數(shù)：21411 來(lái)源：歐美大地
落錘彎沉儀介紹

在路面設(shè)計(jì)和承載力評(píng)價(jià)中，落錘式彎沉儀（簡(jiǎn)稱FWD）是路面強(qiáng)度無(wú)破損檢測(cè)設(shè)備之一，其測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)，且信息量大。與傳統(tǒng)的貝克曼梁測(cè)量彎沉相比，具有使用方便、快速、安全、節(jié)省人力、模擬實(shí)際情況施加動(dòng)態(tài)荷載的特點(diǎn)。
美國(guó)聯(lián)邦公路局經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，確認(rèn)FWD是較好的路面承載能力動(dòng)載評(píng)定設(shè)備，并選定FWD作為實(shí)施SHRP計(jì)劃時(shí)路面強(qiáng)度評(píng)定的重要設(shè)備。殼牌石油公司已正式將FWD納入殼牌路面設(shè)計(jì)手冊(cè)。由此可見落錘式彎沉儀在測(cè)量路面承載能力的重要作用。
 
工作原理

FWD通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)啟動(dòng)落錘裝置，使一定質(zhì)量的落錘從一定高度自由落下，沖擊力作用于承載板上并傳遞到路面，從而對(duì)路面施加脈沖荷載，導(dǎo)致路面表面產(chǎn)生瞬時(shí)變形，分布于距測(cè)點(diǎn)不同距離的傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)層表面的變形，記錄系統(tǒng)將信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)，即測(cè)定在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)彎沉及彎沉盆。測(cè)試數(shù)據(jù)可用于反算路面結(jié)構(gòu)層模量，從而科學(xué)地評(píng)價(jià)路面的承載能力。
 
在工程檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用

施工過(guò)程控制檢測(cè)

某段公路路基工程施工結(jié)束并經(jīng)檢測(cè)交工后，轉(zhuǎn)入路面底基層施工，在底基層施工結(jié)束后，利用FWD對(duì)該層進(jìn)行了彎沉檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中400m路段底基層頂面彎沉值較大，通過(guò)采集的彎沉盆資料進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層模量反算，其結(jié)果顯示底基層的模量值極不均勻且數(shù)值大部分比土基模量值小。根據(jù)路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)模量值自上而下遞減的規(guī)律，判定該層施工質(zhì)量存在問(wèn)題。建設(shè)單位可據(jù)此檢測(cè)結(jié)果及時(shí)責(zé)令施工單位進(jìn)行返工，杜絕了質(zhì)量隱患，避免了不良的社會(huì)影響和更大的經(jīng)濟(jì)損失。

在剛性路面脫空識(shí)別上的應(yīng)用

當(dāng)混凝土板下產(chǎn)生唧泥、脫空后，采用壓漿或封底是一種有效的修復(fù)方法，但這應(yīng)當(dāng)是以評(píng)定脫空狀況為基礎(chǔ)的，否則有可能造成路面使用性能下降甚至加速破壞。因此，對(duì)使用中的水泥混凝土路面，以可靠的方法評(píng)定板下基礎(chǔ)脫空的位置及嚴(yán)重性，及時(shí)采取有效的措施，恢復(fù)路面正常的使用性能，是水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)管理中普遍面臨的問(wèn)題。
采用FWD測(cè)試板角彎沉，作用荷載設(shè)定為3級(jí)，以彎沉為橫坐標(biāo)，荷載為縱坐標(biāo)，把對(duì)應(yīng)3個(gè)荷載級(jí)別的彎沉值標(biāo)注在平面圖上;畫出線性擬合直線，并延長(zhǎng)直線與坐標(biāo)軸相交;如果板下支撐情況較好，延長(zhǎng)線將穿過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，或距離原點(diǎn)0.05mm以內(nèi)，大于0.05mm將認(rèn)為脫空存在，通常越偏離原點(diǎn)，脫空情況越嚴(yán)重，這種方法的理論基礎(chǔ)是:理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試均表明，在值得注意的板角脫空出現(xiàn)之前，回歸曲線推算的0荷載板角彎沉應(yīng)當(dāng)為0，或接近于0。該方法的優(yōu)點(diǎn)是快速簡(jiǎn)便，不需要較深的理論基礎(chǔ)，適合于現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定，在實(shí)際應(yīng)用中均取得了較好的效果，是一種值得推廣的方法。

品牌歷史

Ph?nix → Carlbro → Grontmij → Sweco
1965年→ 1999年 →  2005年→ 2015年

Sweco是歐洲建筑和工程領(lǐng)域的咨詢公司。Grontmij A/S于2015年成為Sweco集團(tuán)的一員。荷蘭Grontmij荷隆美公司是一家可持續(xù)性設(shè)計(jì)、工程及管理咨詢公司，活躍于可持續(xù)性發(fā)展的規(guī)劃和設(shè)計(jì)、水、能源、運(yùn)輸和監(jiān)控等領(lǐng)域。荷隆美公司兼并了創(chuàng)立于1987年的丹麥Carl Bro道路咨詢顧問(wèn)公司。Carl Bro公司在路面技術(shù)和測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富，生產(chǎn)的落錘彎沉儀已在45個(gè)國(guó)家使用。
 
1965年，手動(dòng)操作落錘彎沉儀
1968年，臺(tái)拖車式落錘彎沉儀
1981年，開始使用多個(gè)地震檢波器來(lái)測(cè)量彎沉盆
1984年，車載式落錘彎沉儀
1997年，輕型落錘彎沉儀
2005年，300kN以上的超重型落錘式彎沉儀
2007年至今，PRIMAX系列落錘彎沉儀（落錘彎沉檢測(cè)車 primax1500/拖車式落錘彎沉儀PRIMA-X）

用途

交竣工驗(yàn)收時(shí)，評(píng)估承載力是否達(dá)標(biāo)
道路養(yǎng)護(hù)階段，預(yù)測(cè)路面剩余使用壽命，決策維修路段
評(píng)估水泥混凝土路面的脫空及接縫傳力情況
獲取機(jī)場(chǎng)道面等級(jí)PCN值來(lái)對(duì)機(jī)場(chǎng)道面強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)
實(shí)時(shí)計(jì)算路面結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形模量
反算回彈模量
 
技術(shù)規(guī)格

荷載特性 10kN（LWD）
7~150kN（FWD）
7~250kN（HWD）
7~350kN（SHWD）
脈沖波形：半正弦波
脈沖持續(xù)時(shí)間：20-30ms，脈沖上升時(shí)間：10-15ms
荷載傳感器 分辨率0.1kN，精度為滿量程的1%±0.1kN
承載板 4分式承載板（配橡膠緩沖墊）
300mm和450mm直徑可選
彎沉傳感器 地震速度傳感器
數(shù)量：1~3個(gè)（LWD），1~18個(gè)（FWD/HWD/SHWD）
量程：1~2200微米
精度：優(yōu)于滿量程的0.2%±1微米
傳感器測(cè)試梁的長(zhǎng)度：3米
溫度傳感器 路表、空氣、路面結(jié)構(gòu)層3種，可選購(gòu)紅外路面溫度計(jì)
精度±1℃，分辨率0.1℃
距離傳感器 精度優(yōu)于全程的0.1%
測(cè)試速度 35秒/點(diǎn)，約65點(diǎn)/小時(shí)（與測(cè)點(diǎn)間距有關(guān)）
數(shù)采系統(tǒng) 所有通道（溫度、彎沉、距離、荷載）都同步采集
分辨率：16位
采樣率：4kHz/通道，可選購(gòu)10kHz/通道
尺寸重量 4300×1840×1520mm（拖車式，整車式取決于車輛尺寸）
1180kg（不含落錘）

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