謝榮輝

摘要：FWD落錘（chuí）式彎沉儀是目（mù）前國際上最先進的彎沉檢測無損檢測設備之一，具有檢測（cè）速度快、適應多變交通環境的特點，在目前自動化檢（jiǎn）測和路麵（miàn）交通安（ān）全複雜環境（jìng）下其比傳（chuán）統貝克曼梁彎（wān）沉檢測有著較大的優勢。本文（wén）係統全麵地介紹了該設備的（de）工作原理、檢（jiǎn）定方法（fǎ）及（jí）其在道路彎沉檢測中的操作要點。

【關鍵（jiàn）詞】落錘式彎沉儀;彎沉檢測;運用研究

路麵彎沉是我國柔性路麵（miàn）強度測量的一項重要指標，是表征公路路基路麵（miàn）承受整體強（qiáng）度的主要參數。彎沉的定義一般是指路（lù）基或路麵表麵在規定標準（zhǔn）車的荷載作用下輪隙位置產生的垂直回彈變形值（回彈彎沉）或總垂直變形值（總彎（wān）沉（chén））， 以0.01mm 為單位。常用的檢測（cè）方法有：貝克曼梁法、FWD落錘式彎沉儀法、自動彎沉儀法、激（jī）光彎沉測定儀法（fǎ）。本文以我（wǒ）中心購買的Dynatest8002 FWD落錘式彎沉儀為列，著重（chóng）分析了落錘式彎沉儀（yí）的測試原理、檢定方法、與貝克曼梁法檢測結（jié）果的對比及在道路檢測中的操（cāo）作要點。

1.FWD落錘式（shì）彎沉儀測試原理（lǐ）

1.1Dynatest 8002 FWD落錘式彎沉儀（yí）的主要組成

由荷載發生裝置（包括落錘、承載板）、彎沉檢測裝置（包括彎沉傳感器、線路及信號處理元件）組成。

1.2FWD落錘式彎沉儀的工作（zuò）原理

Dynatest 8002 FWD落錘（chuí）式（shì）彎沉儀（yí）的工作原理是通過計算（suàn）機係統控製液壓係統啟動落錘裝置，使一定質量的落錘（chuí）從一定高度自由落下，衝擊力作用於路麵，使路麵表麵產生瞬間變形，分布在距測點間不同距離的多個傳感器檢測結構（gòu）層表麵的變形，即測定在動態荷載作（zuò）用下產生的動態彎（wān）沉及彎沉盆。荷載（zǎi）的大小通（tōng）過改變錘重的提升高度調（diào）整。

1.3FWD落錘式彎沉儀測試係統技術要點

根據使用要求， 對測試係統確定了如下技術要求：

（1）荷載範圍：7-120KN。

（2）位移傳感器分辨力： 1微米。

（3）荷載盤直（zhí）徑 30cm或45cm。

（4）位移傳感器數量9 個。

（5）脈衝荷（hé）載形態： 近似半正弦波， 脈衝（chōng）荷載寬（kuān）度25-30ms。

2.FWD落錘式彎沉儀的優點

與傳統貝克曼梁彎沉（chén）檢測對比FWD落錘式彎沉儀主要有以下優點。

（1）落錘式彎沉儀具有（yǒu）檢（jiǎn）測速（sù）度快、適應多（duō）變交通環境的特點。

（2）檢測結果（guǒ）實時記錄在係統（tǒng）軟件中，更（gèng）加準確（què）、客觀。

（3）在測試（shì）車操作室即可完成測試，相比（bǐ）檢測人（rén）員站在路麵現場操作更加安全。

3.FWD落錘（chuí）式（shì）彎沉儀的計量檢定（dìng）方法及性能要求

3.1荷載準確（què）性（xìng）

（1）在符合規定的路麵上放置（zhì）標準荷載傳感（gǎn）器，連接數（shù）據采集係統，並使承載板位於（yú）標準傳（chuán）感器的正上方，3次穩定落錘後進行第1組不同高度的重複落錘試驗，選擇4個落錘高度，其最低落錘高度為總高度的20% ～40% ，最高落錘高度應大於（yú）總高度的60%，每個高（gāo）度都進行10次重複落錘試驗。通過標準傳感器數據采集係統和落錘式彎沉儀操作係統分別記錄標準荷載傳感器和落錘式彎沉儀荷載傳感器的測值，按下式計算第一組試驗（yàn）得出的荷載傳感器（qì）修正（zhèng）係數：a=F/Ffwd，式中：a--線性回歸係數（shù），即第（dì）1組試驗得出的荷（hé）載傳感器修正係數;F-標準荷載傳感器測值 ，單位為千牛（kN）;Ffwd-落錘式（shì）彎沉儀荷（hé）載傳感器測值，單位為千牛（kN）。（2）進行第2組平行試驗。兩組試驗得出的修正（zhèng）係數之差不大於0.003，則取兩組試驗的平均值為荷載傳感器修正係數。（3）如兩組試驗得的荷載傳感器修正係（xì）數之差大（dà）於0.003 ，則再進（jìn）行1次平行試驗。如3組試（shì）驗所得修正係數的標（biāo）準差不大於0.003，，則取3組試驗的平均值（zhí）荷載測試結果與（yǔ）標（biāo）準（zhǔn）荷（hé）載傳（chuán）感器結（jié）果（guǒ）比較，允許誤差為土2% ，即荷載傳（chuán）感器修正係（xì）數在（zài）0.980 ～1.020;分辨力0.1kN。

3.2荷載重複性

對同-測試點同-高度進行連續10次重複（fù）落錘（chuí）測試，計算平均值和標準差，落錘式彎（wān）沉儀荷（hé）載傳感器測值的荷載（zǎi）標準差不大（dà）於均值的2% +0. 2kN。

3.3彎沉準確性

落錘式彎沉儀彎沉測試結果與標準位移傳感器測試結果進行比較，允許誤差為 1土2% ，即彎沉傳（chuán）感器修正係數在（zài）0.980 ～1.020之間;分辨力（lì）1微米。

3.4彎沉重複性

對同一測試點（diǎn）同一高度進行連續40次重（chóng）複彎沉（chén）測試，落錘式彎沉儀彎沉傳感器測值（zhí）的彎沉值標準（zhǔn）差應不大於3微（wēi）米。

4.FWD落錘式彎沉儀與貝克曼梁彎（wān）沉儀的（de）對比（bǐ）試（shì）驗

目前我國路麵設（shè）計和檢測均（jun1）以貝（bèi）克曼梁回（huí）彈彎沉（chén）值為標準， FWD落錘式彎沉儀檢定合格後，還要求（qiú）FWD 落錘式彎沉儀測試值應根據對比試驗換算成貝克曼梁測試值， 並且回歸方程式相關係數R不得小於（yú）0. 95。

為了測定Dynatest8002 FWD 與貝克曼梁之間的相關性， 我們對廣東省仁化（湘（xiāng）粵界）至博羅公路新豐至博羅段LM6標K460+000～K460+600段路（lù）麵進行了FWD落錘（chuí）式彎沉儀和貝克曼梁2 種不同方法的彎沉（chén）測試，該路段采用倒樁路麵結構，彎沉值有（yǒu）一定的變化幅度。FWD落錘式彎沉儀測試間距取20 m， 荷載為0.7MPa， 在同一測點錘擊3 次，取後2 點測定結果（guǒ）的平均值（zhí）作為該測點的實測彎沉值， 與（yǔ）貝克曼梁法的測值作（zuò）對（duì）比分析。以30 個實測值進行（háng）線性回歸（guī）分析（ 見表1、圖（tú）1）。

5.FWD落錘（chuí）式彎沉（chén）儀實際測試過程中的測試要點及注意事項

5.1 測（cè）試前準備

（1）檢查測試係統（tǒng）各傳感器，調整落錘的質量及落高，使落錘的質量及產生的衝擊荷載符合規範要求。（2）檢查測試車（chē）輪輪胎氣壓，應達到車輛輪胎規定的標（biāo）準氣壓，車胎應清潔，不得黏附雜（zá）物。（3）根據設備（bèi）操作手冊進行安裝，確（què）保（bǎo）緊固裝置安裝牢固。（4）打開係統電源，打開（kāi）控（kòng）製開關，打開前後（hòu）保險裝（zhuāng）置，檢查（chá）各部件的工作（zuò）狀態。

5.2 測（cè）試步驟

（1）測試開始後，使承載板（bǎn）中（zhōng）心位置對準測點，導入路麵溫度。（2）點擊開（kāi）始檢測，輸入測點（diǎn）位置，承載板與（yǔ）傳感（gǎn）器自動落下後，落錘瞬間（jiān）自（zì）由落下，衝擊力（lì）作用於（yú）承載（zǎi）板上，再（zài）提（tí）升至原（yuán）來的位置，同時各個傳感器自動檢測結構層表麵（miàn）變形（xíng），采集係統將位移信號（hào）傳入計算（suàn）機，得到峰值（zhí），即為路麵彎（wān）沉值，同時得（dé）到彎沉盆（pén）。每一測點重複測定不少於3次（cì），舍棄第1個測定值，取後2次測定值（zhí）的平均值作為測定（dìng）值。（3）測（cè）點測試完（wán）成後，係統自動提起承載板及傳感器，完全提起後，牽引車向前移動至下一（yī）個測點（diǎn），重複上述步驟，進行測定。（4）測試完成（chéng）後，關閉測試軟件，測試數據自動保存，檢（jiǎn）查（chá）測試數據完整性。（5）關閉測試係（xì）統，卸壓並關（guān）上（shàng）保（bǎo）險裝置（zhì），結束（shù）測試。

5.3注意事項

（1）開始測試前（qián）要對現場交通情況進行調查，充分了解交通狀（zhuàng）況，在檢測路段必須放置警示（shì）標誌，以保證（zhèng）設備及人員的安全。（2）測點測（cè）試完成後，須確保承載板與（yǔ）傳感（gǎn）器（qì）完全升起，牽引車才可（kě）繼（jì）續前行。（3）測試完成後，須進行卸壓並確保前後兩個保險（xiǎn）裝置都處於（yú）關閉狀態。

6.結束語

FWD落錘式彎沉儀是目前國際（jì）上最先（xiān）進的彎（wān）沉檢測無損檢測（cè）設備之一，具有檢測速度快、適應多變交通環境（jìng）的特點，在目（mù）前自動化檢測和路麵交通安全（quán）複雜環境下其比傳統貝克曼梁彎沉檢測有著較大的優勢。檢測過程中（zhōng）應充分了解其檢測原理，掌握其技術要求、操作（zuò）要點及注意事項，得到（dào）準確可靠的檢測數據。

【參考文獻（xiàn）】

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