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歐美大地 道路測試
道路測試
落錘彎沉儀在公路工程檢測的應用
發布時間:2018-03-21 瀏覽次數:2602 來源:歐美大地
落錘彎沉儀介紹

在路面設計和承載力評價中,落錘式彎沉儀(簡稱FWD)是目前國際上先進的路面強度無破損檢測設備之一,其測量結果比較精確,且信息量大。與傳統的貝克曼梁測量彎沉相比,具有使用方便、快速、安全、節省人力、模擬實際情況施加動態荷載的特點
美國聯邦公路局經過分析對比,確認FWD是較好的路面承載能力動載評定設備,并選定FWD作為實施SHRP計劃時路面強度評定的重要設備。殼牌石油公司已正式將FWD納入殼牌路面設計手冊。由此可見落錘式彎沉儀在測量路面承載能力的重要作用。
 
工作原理

FWD通過計算機系統控制液壓系統啟動落錘裝置,使一定質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,從而對路面施加脈沖荷載,導致路面表面產生瞬時變形,分布于距測點不同距離的傳感器檢測結構層表面的變形,記錄系統將信號傳輸至計算機,即測定在動態荷載作用下產生的動態彎沉及彎沉盆。測試數據可用于反算路面結構層模量,從而科學地評價路面的承載能力。
 
在工程檢測中的實際應用

施工過程控制檢測

某段公路路基工程施工結束并經檢測交工后,轉入路面底基層施工,在底基層施工結束后,利用FWD對該層進行了彎沉檢測,發現其中400m路段底基層頂面彎沉值較大,通過采集的彎沉盆資料進行路面結構層模量反算,其結果顯示底基層的模量值極不均勻且數值大部分比土基模量值小。根據路面結構層設計模量值自上而下遞減的規律,判定該層施工質量存在問題。建設單位可據此檢測結果及時責令施工單位進行返工,杜絕了質量隱患,避免了不良的社會影響和更大的經濟損失。

在剛性路面脫空識別上的應用

當混凝土板下產生唧泥、脫空后,采用壓漿或封底是一種有效的修復方法,但這應當是以準確評定脫空狀況為基礎的,否則有可能造成路面使用性能下降甚至加速破壞。因此,對使用中的水泥混凝土路面,以可靠的方法評定板下基礎脫空的位置及嚴重性,及時采取有效的措施,恢復路面正常的使用性能,是水泥混凝土路面養護管理中普遍面臨的問題。
采用FWD測試板角彎沉,作用荷載設定為3級,以彎沉為橫坐標,荷載為縱坐標,把對應3個荷載級別的彎沉值標注在平面圖上;畫出線性擬合直線,并延長直線與坐標軸相交;如果板下支撐情況較好,延長線將穿過坐標原點,或距離原點0.05mm以內,大于0.05mm將認為脫空存在,通常越偏離原點,脫空情況越嚴重,這種方法的理論基礎是:理論計算和現場測試均表明,在值得注意的板角脫空出現之前,回歸曲線推算的0荷載板角彎沉應當為0,或接近于0。該方法的優點是快速簡便,不需要較深的理論基礎,適合于現場評定,在國內外實際應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

Phønix → Carlbro → Grontmij → Sweco
1965年→ 1999年 →  2005年→ 2015年

Sweco是歐洲建筑和工程領域的咨詢公司。Grontmij A/S于2015年成為Sweco集團的一員。荷蘭Grontmij荷隆美公司是一家專業的可持續性設計、工程及管理咨詢公司,活躍于可持續性發展的規劃和設計、水、能源、運輸和監控等領域。荷隆美公司兼并了創立于1987年的丹麥Carl Bro道路咨詢顧問公司。Carl Bro公司在路面技術和測試設備領域經驗豐富,生產的落錘彎沉儀在國際上享有勝譽,已在全球超過45個國家使用。
 
1965年,世界上第一臺手動操作落錘彎沉儀
1968年,世界上第一臺拖車式落錘彎沉儀
1981年,世界上第一次開始使用多個地震檢波器來測量彎沉盆
1984年,世界上第一臺車載式落錘彎沉儀
1997年,世界上第一臺輕型落錘彎沉儀
2005年,世界上第一臺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(落錘彎沉檢測車 primax1500/拖車式落錘彎沉儀PRIMA-X

用途

交竣工驗收時,評估承載力是否達標
道路養護階段,預測路面剩余使用壽命,決策維修路段
評估水泥混凝土路面的脫空及接縫傳力情況
獲取機場道面等級PCN值來對機場道面強度進行評價
實時計算路面結構的動態變形模量
反算回彈模量
 
技術規格


荷載特性 10kN(LWD)
7~150kN(FWD)
7~250kN(HWD)
7~350kN(SHWD)
脈沖波形:半正弦波
脈沖持續時間:20-30ms,脈沖上升時間: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
數量:1~3個(LWD),1~18個(FWD/HWD/SHWD)
量程:1~2200微米
精度:優于滿量程的0.2%±1微米
傳感器測試梁的長度:3米
溫度傳感器 路表、空氣、路面結構層3種,可選購紅外路面溫度計
精度±1℃,分辨率0.1℃
距離傳感器 精度優于全程的0.1%
測試速度 35秒/點,約65點/小時(與測點間距有關)
數采系統 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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