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路面性能类:弯沉检测方法
2020年07月31日    阅读量:641    新闻来源:沥青网 sinoasphalt.com  |  投稿

路面性能类:弯沉检测方法 沥青网,sinoasphalt.com

导读

路面结构承载能力是路面结构抵抗外部荷载及环境因素作用,保持自身状况完好的能力。通常可描述为路面在达到预定的损坏状况之前,还能承受的行车荷载作用次数或者还能使用的年数。

一般而言,进行路面结构承载能力判断的目的包括掌握设施的服务潜力,预测结构的剩余寿命;分析结构强度不足的原因,预测其变化趋势,进而为采取合理的措施提供依据沥青网sinoasphalt.com

我国对路面结构承载能力的检测及评价极为重视,往往作为判断结构潜力、分析损坏原因的第一考虑指标,这与我国结构设计方法具有很大关系。

由此可见,路面结构承载能力的检测与判断是道路养护管理过程中的重要步骤。


概述

路面结构承载能力的检测手段多种多样,从时间进程上来看,大致经历了从“破损类”到“非破损类”的发展。



破损类评定方法是最原始的方法,它是对路面现场“钻芯取样”后进行室内试验,估算路面结构的承载能力。该法不仅费时费力,对路面结构造成破坏,而且由于路面承载能力的发挥具有连续性、整体性,芯样的实验结果对路面实际工作情况的代表性较差。


非破损类评定方法则是通过直接在路表面检测弯沉或模量来评定路面的结构承载能力,该方法不会破坏路面本身结构,理论上可以相对准确地检测判断路面结构承载能力。

目前,实际工程中主要利用检测道路表面弯沉来研究路面结构承载能力,因此本篇文章重点介绍弯沉检测方法。


弯沉检测技术发展

路面弯沉检测与分析是路面承载力评价的基础,是路面使用性能评定的重要组成部分,它不仅对检验和控制工程质量至关重要,而且决定着路网养护决策的科学化水平以及合理性。

路面弯沉测试技术的发展大致经历了三个阶段:静力弯沉测试、稳态动力弯沉测试和脉冲动力弯沉测试。


1、静力弯沉仪

这是我国使用比较广泛的弯沉仪,包括承载板法、杠杆式弯沉仪、路面表面曲率仪和自动弯沉仪等多种类型。

2、稳态动力弯沉仪

利用振动设备产生正弦荷载,施加于路面,在道路表面安装一组速度或者加速度传感器测定路面弯沉盆,以分析路面在振动荷载作用下的刚度特性。

3、落锤式弯沉仪

以特定重物从特定高度自由落下,从而给路面施加脉冲荷载。


目前实际道路弯沉检测中,主要应用贝克曼梁检测及落锤式弯沉仪FWD进行检测,因此下面将分别介绍这两种仪器的检测原理及技术特点。


贝克曼梁式弯沉仪

工作原理

这是一种相对简单的测量仪器,其基本原理是杠杆原理:利用载重汽车对路面加载,通过百分表测得路面回弹变形。工作简单,主要通过人工完成。测量的是车辆以爬行速度行驶时的路面弯沉。弯沉的测点置于标准轴双轮组的中间,通常有两种加载和测定过程,一是后退加载法,一是前进卸载法。前者测定的是路面的总弯沉,后者测定的是路面的回弹弯沉。我国一般以前进卸载法测定路面的回弹弯沉。


技术问题

(1)以人工操作为主,工作强度大、效率低、可靠性差;

(2)支点变形影响检测结果对支点变形的修正很难测准;

(3)仅测得静态汽车荷载作用下路基路面单点最大回弹弯沉值;

(4)没有反映路面结构在行车荷载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状;

(5)在没有断交的情况下检测弯沉,安全系数低;

(6)不适用于对路网进行大范围长期跟踪观测。


落锤式弯沉仪


工作原理

落锤式弯沉仪通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置,使一定质量的落锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传递到路面 从而对路面施加脉冲荷载,导致路面表面产生瞬时变形,分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形,记录系统将信号传输至计算机 即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路基路面各结构层材料的动态弹性模量,从而比较科学地评价路面的承载能力。其中,施加的荷载可以通过物体的重量和落高来控制,脉冲荷载的持续时间则可以通过缓冲物(如橡胶垫)来控制。通常,FWD施加荷载的能力为15~125KN,用于机场道面弯沉测量的设备则可达250KN;荷载脉冲时间一般在0.025~0.030s之间。

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技术特点

(1)应力应变和弯沉与实际交通荷载下的结果较吻合;

(2)实验过程数据由微机自动存储, 减少了人为造成检测错误;

(3) 减少了劳动强度, 提高了检测效率, 检测数据由软件评定,荷载进行归一化处理,检测结果快速准确;

(4) 随车配有精确的距离传感器, 使检测桩号更准确,还可以同时记录具体车道位置, 空气温度和路面温度等环境信息

参考:

[1]曾胜.路面性能评价与分析方法研究:[博士学位论文].中南大学,2003.

[2] 孙立军.道路与机场设施管理学.北京:人民交通出版社,2009.


标签:施工案例技术中心
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