路面檢測技術的總體趨勢是由人工檢測向自動化檢測技術發展,由破損類檢測向無損檢測技術發展,由低速度、低精度向高速度、高精度發展。近20年來,路面無損檢測與評價技術的研究和應用在國內外受到日益廣泛的重視,其中路面強度檢測與結構性能評價一直是道路工程領域的熱點課題。 近幾年來,隨著交通基礎建設投資力度的加大,我國公路通車里程逐年快速增長,未來一段時期內大量的原有路面需要維修改造,以保持良好的路用性能。路面性能檢測是公路建設與管理中的關鍵性、基礎性技術,它不僅對檢測和控制工程質量至關重要,而且決定著路網養護決策的科學性,直接影響養護資金分配的合理性。
當前,我國正興起一場大規模的高等級公路建設熱潮。發展高新檢測技術是高等級公路建設與管理的必然要求,不少單位已引進FWD等快速、無破損路面檢測系統。新實施的路面路基現場測試規程,FWD貝克曼梁和自動彎沉儀一起列入路面彎沉檢測基本設備,對于加快FWD檢測技術的研究開發和推廣應用將起到有力的推動作用。
一、FWD(落錘式彎沉儀
)簡介
FWD( FallingWeight Deflector)即落錘式彎沉儀,是目前國際上比較流行的先進的路面無損檢測設備,可很好地模擬行車荷載對路面結構的作用,并且測速快,精度高。
1、 FWD的組成
FWD由兩部分構成,1是由引車車上裝有計算機控制系統及電源控制系統;2是由拖車(FWD)車上裝有發電機,脈沖荷載發生系統,承載板及四種傳感器(位移傳感器、壓力傳感器、距離傳感器和溫度傳感器)。牽引車與FWD用5條電纜相聯。FWD在野外測量所采集的信號通過電纜線送入接口箱與計算機相聯。
2、 FWD路面檢測系統的工作原理
本文以Dynatest FWD為例,簡要介紹FWD的工作原理。Dynatest FWD是由Dynatest國際集團公司研制開發的高科技路面強度檢測系統,其技術指標的先進性和可靠性代表了當前路面無損檢測技術的發展水平,并在國際上得到廣泛應用。
Dynatest FWD檢測系統主要包括FWD掛車、9000型信息處理系統和微機操作系統。FWD掛車由加載系統和傳感器系統構成。其基本工作原理:是通過液壓系統提升一重錘,然后釋放下落,從而對路面施加一沖擊荷載。荷載的大小通過改變提升高度或錘重來調節,并由壓力傳感器精確測定。這種加荷方式較好地模擬了行車荷載對路面的作用。路面的變形(彎沉)由一組傳感器測定。Dynatest FWD通常在距荷載中心1.8m的范圍內布置7—9個速度傳感器。9000型信息處理系統記錄荷載和路面變形的全部時程信息。整個操作系統均通過微機實現。
Dynatest FWD主要技術指標如表1。由于FWD檢測系統可精確測試路面所受荷載和完整的變形(彎沉)信息,從而可以應用力學反分析法確定路面材料性能,并對路面結構進行較為深入的分析評價。
表1 Dynatest FWD主要技術指標
荷載范圍 |
0.7—12.0t |
位移傳感器分清率 |
1um |
位移傳感器系統誤差 |
<2% |
系統測速 |
每測點約35s |
FWD掛車自重量 |
1.0t |
位移傳感器數量 |
9個 |
脈沖荷載形狀 |
近似半正弦波 |
3、目前FWD主要的應用:
1.路面彎沉盆檢測;
2.路面接縫傳荷效率檢測;
3.剛性路面板脫空檢測;
4、 FWD與其他彎沉檢測設備相比,其技術特點主要表現在:
1.計算機自動采集數據,可以連續的快速測量, 1小時大約能夠進行60次試驗;
2.準確性和精度高,彎沉分辨率達1微米;