浅议落锤式弯沉仪在公路检测中的应用

2016-12-23周红星

黑龙江交通科技 2016年11期

关键词：重锤落锤结构层

熊良，周红星

(1.江西交苑公路工程试验检测中心，江西九江 330013；2.九江市公路管理局永修公路分局，江西九江 330300)

浅议落锤式弯沉仪在公路检测中的应用

熊良1，周红星2

(1.江西交苑公路工程试验检测中心，江西九江 330013；2.九江市公路管理局永修公路分局，江西九江 330300)

首先介绍了落锤式弯沉仪的工作原理，随后分析了落锤式弯沉仪在公路检测中的作用，最后阐述了在公路检测中应用落锤式弯沉仪的具体步骤。

落锤式弯沉仪；公路检测；应用

1 落锤式弯沉仪的工作原理

落锤式弯沉仪启动落锤装置主要通过计算机系统控制下的液压系统，使质量一定的重锤在指定高度做自由落体运动，自由落体产生的冲击力作用于承载板上并传递到路面，会对路面产生冲击荷载，路面受到冲击荷载后产生瞬间变形，即为弯沉盆。一般来说，公路的荷载在12～60 kN之间，通过这种方式可以模拟行驶的车辆对路面的动态荷载。分布于距测点不同距离的传感器，一旦检测到结构层表面的变形，就会通过记录系统将信号传输至计算机中，得到的数据结果就是在动态荷载作用下产生的弯沉盆和动态弯沉。一般来说，公路的荷载在12～60 kN之间，而落锤式弯沉仪测试的数据可用于反算路面各结构层、路基等材料的动态弹性模量，也就是说，通过这种方式可以模拟行驶的车辆对路面的动态荷载。以便能科学地评价路面的承载能力。

2 落锤式弯沉仪在公路检测中的作用

2.1 有利于及时发现并控制质量隐患

由于落锤式弯沉仪测试消除了气压变化误差、人为读表误差等多种干扰因素，所以其测试结果也值得信赖。如表1的数据，进行Y=AX+B计算，可以得出在与贝克曼梁法进行数据对比时，落锤式弯沉仪的结果更加精准。利用落锤式弯沉仪不仅可以准确。迅速地检测及评价路基或路面各结构层的强度，还可以在施工过程中，通过结构层的模量反算以及逐层检测，及时发现并采取措施控制质量隐患，从根源处控制工程质量。

表1 两种不同仪器的测试数据对比表

续表1

2.2 有利于综合评定公路路面及路基的承载能力

落锤式弯沉仪有利于检测和评定改(新)建公路的路面、路基综合承载能力，为工程的竣(交)工验收提供数据来源和评定质量等级的依据。按照《公路工程质量检验评定标准》弯沉检测已竣工的路面，收集全线路面弯沉(盆)的资料及信息，并依据路面弯沉的资料及信息，分标段对路面、路基的施工质量、综合承载能力进行评定。

3 在公路检测中应用落锤式弯沉仪的具体步骤

3.1 在公路检测中应用落锤式弯沉仪的准备步骤

在公路检测中应用落锤式弯沉仪的准备步骤包括五点，分别为选定重锤的落高和质量、在测试路线上布置测点、检查落锤式弯沉仪、将落锤式弯沉仪调至工作状态和标定位移传感器。

选定重锤的落高和质量要根据工程的具体情况而定，只有选择了最合理的落高和质量，才能保证重锤下落时所产生的冲击荷载在相关要求范围的内。

在测试路线上布置测点与选定重锤的落高和质量一致，也需要考虑工程的具体要选择测点的最佳距离和位置，如果测定的是公路的路表面，测点的位置可以选择在行驶车辆经过后留下的轮迹带上，在测试过程中的定位可以利用距离传感器。

检查落锤式弯沉仪时，检查的指标应当与规定的要求完全相符，以确保设备状态正常且使用性能较好。此外，检查过程应当全程由至少两名检查人员手动操作，且检查完成过后需要在检查报告上签名，一方面，可以避免单人检查时产生的疏漏，使检查结果更加可靠，另一方面，可以增强检查人员的责任意识，一旦设备操作过程中发生可以避免的问题，应当对检查人员采取惩法措施。

在将落锤式弯沉仪调至工作状态之前，首先要在仪器关闭状态下将落锤式弯沉仪牵引至测点位置，随后再开启仪器，在牵引落锤式弯沉仪时，牵引的速度应当不超过48km/h且要尽量保持匀速。

标定位移传感器的过程应当按照使用说明书进行，传感器的正确标定是影响测量精度的重要因素。

3.2 在公路检测中应用落锤式弯沉仪的操作步骤

在公路检测中应用落锤式弯沉仪的操作步骤简单，主要在于三点：其一，放置承载板和传感器，放置承载板时应当确定承载板中心点的位置与测点一致，随后让其自动落下，完成这一部分后，立即放下弯沉装置的传感器。其二，启动落锤装置，启动落锤装置前，要将按照落高的要求提升重锤，启动落锤装置后，落锤会以自由落体的方式对承载板产生冲击荷载，这个时候，承载板上的重锤会即刻被提回到下落前的位置，当重锤从自由落体到提回原处再到自由落体的操作重复三次后，操作人员应当将其固定。其三，记录测定值，当重锤对承载板产生冲击荷载时，传感器可以检测到冲击荷载作用对结构层表面产生的变形，并将检测的位移数据信号通过记录系统输入到计算机中，路面弯沉就是数据中显示的峰值，每个测点在经过三次测定后会出现三次测定值，最终的测定值可以直接取第三次测定值，也可以除去首个测定值后，取后两次测定值的平均值。

当完成一处的测试后，可以将承载板和传感器一并提起，并将落锤式弯沉仪转移至另一测点处，该测点的测定操作与之前测点的测定操作无异。