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落锤式弯沉仪在公路检测中的运用研究

2023-01-02李文娟刘亚军

中国设备工程 2022年5期
关键词:落锤重锤荷载

李文娟,刘亚军

(天水市交通运输局,天水市交通建设投资集团有限公司,甘肃 天水 741000)

在开展公路工程施工作业期间,实施路面验收评价的基本依据为路面的弯沉值,科学合理地检验路面弯沉值有利于明确基本的路网养护方案和改造计划以及路面结构设计优化要点,对于以往传统的路面弯沉值检测来讲,是以贝克曼梁法为主,但是,该项方式有着一定的弊端存在,具体表现为检测速度较为缓慢,普遍受到主观因素的影响,处理阶段较为复杂,获取的数据不准确,不利于弯沉值检测整体效果的体现,面临着极大程度的风险,自从引进了落锤式弯沉仪后,可以有效弥补之前方式的缺陷,在获取准确数据的基础上实现基本目标。

1 落锤式弯沉仪的运行原理

通过相关分析来看,落锤式弯沉仪的工作原理表现在以下几点,在实施实验检测作业期间,借助计算机控制系统控制液压系统将重锤释放,使重锤全面作用在弹簧或者是橡胶垫中,利用和路面紧挨的承载板把重锤产生的冲击力逐渐传递到路面中,基于计算机控制现状下重锤将半正弦脉冲荷载施加到路面中,公路路表形成瞬时变形,基于落锤式弯沉仪的优势处于效应传感器中检验变形情况,从而获取动态荷载作用下形成的动态弯沉现象,其中落锤式弯沉仪属于公路工程动态性弯沉中非常重要的一项实验检测设备,因为落锤半正弦荷载冲击和公路行测荷载相同,因此可以对公路行测荷载进行有效的模拟,调整加载级别,有关的检测数据都是利用计算机收集数据,采集和处理效率极高,能够确保测试的准确性,比较适合广泛应用在公路工程大规模完成实验检测环节中。另外,应用落锤式弯沉仪能够综合性地评价多层路面结构相互组成的路面弯沉现象,通过探究表明,落锤式弯沉的技术优势体现在以下几点:

(1)具备实验检测效率高优势。在公路检测应用落锤式弯沉仪期间,高效性是一项基本的特征表现,应用该项检测技术期间高效性表现为数据检测的实时性方面以及检测作业的推进速度,结合落锤弯沉仪检测工序流程来看,整体上分为四项步骤,分别是设备安装、搭建平台设置、传感器检测作业等,与此同时,从人员作业强度和技术要点加以分析,技术应用中的人工作业强度比较小,人工作业技能要求特别低,所以将落锤式弯沉仪广泛应用到公路检测期间有着极高的推广价值,而且出现检测数据误差的概率也是非常低的。一般情况下,弯沉仪单点测试时间在30s以内,因此,可以有效提升公路工程实验检测效率。

(2)荷载控制准确率较高,在落锤式弯沉仪应用目标和在目标高度以及长设定高度实施试验控制作业有利于确保控制实验的准确性。

(3)实验结果的准确性特别高,落锤式弯沉仪荷载发生器产生的波形标准因为应用了性能良好的传感器和精度高的仪表,所以能够进一步控制公路工程实验检测的精度。

(4)数据处理效率较高,速度快,因为落锤式弯沉仪有着专门的数据处理软件,借助该项软件可以统一管理各项数据,降低误差出现概率,将整体功能全面体现出来,为后期公路工程路面结构和材料设计提供良好的参数以及指标。

2 采取的检测方式以及基本的流程

公路工程检测作业的开展对后期工程稳定实施以及工程养护制度的创建有着极高的作用,在公路检测期间,应用落锤式弯沉仪时因为作业流程比较少,操作便利,因此得到了检测人员和研究人员的广泛重视,本文主要分析了落锤式弯沉仪在公路检测中的作业流程,具体涉及三方面,分别是前期准备、测试、作业、数据分析等,结合这几项内容以及操作中需要注意的要点展开了分析。

2.1 准备工作

(1)结合工程实际开展情况明确重锤的落高,严格控制整体质量,以此保障重锤落下产生的冲击荷载与标准要求相一致。

(2)从测试路线上布置测点,严格依照工程基本要求选取测点的位置和距离,当在路面表面进行检测期间,测点的位置可以设置于行车轮迹带中,测试期间还可以借助距离传感器进行定位。

(3)重点检验落锤式弯沉仪设备,检查以手动操作检验方式为主,明确各项指标,使其和规定要求相符合,以此发挥出设备的整体功能以及使用性能。

(4)把落锤式弯沉仪牵引到测试点。开启设备,使其处于稳定的工作运行状态,在进行弯沉仪牵引期间必须严格控制速度,保持合理性。

2.2 基本的测试流程

(1)放置承载板中心点的位置必须与测点相一致,自动落下承载板,然后放下弯沉装置中的各项传感器。

(2)遵循落高的要求合理提升重锤,符合标准高度以后启动落锤装置,让落锤根据自由下落的方式对承载板形成冲击荷载,提高重锤到原有的位置严格固定,在冲击荷载作用下结构层表面将会产生一定的变形现象,利用高效传感器能够有效检验变形问题,通过记录系统将检验的位移数据信号反馈于计算机内位移内的数据,峰值表现为路面弯沉,进行三次以上的重复测定即可,将第一个测定值去除,取出后面几项测定值的平均值,或者是取出第三次落锤的测定值,使其作为基本的计算依据。

(3)完成测试工作后提起传感器和承载板,把弯沉仪器移动到下一个测点中,重复以上论述的几个步骤即可就能够完成另一点弯沉的测定。

(4)在公路检测作业中落实期间包含的点位检测要点非常多,这就需要作业期间做好公路工程路面弯沉数据的评定工作,结合整体检测数据综合性分析,并且在具体检测作业开展期间为了将技术的优势体现出来,从而获取准确的结果,可以采取贝克曼梁弯沉仪同期测试对比方式对比分析落锤式弯沉仪检测方法,在应用贝克曼梁湾成衣检测技术期间,相关人员必须落实贝克曼梁弯沉仪测定车后轮双轴荷载,与落锤式弯沉仪重锤冲击力保持一致性,明确了基本的荷载参数后,标定前期落锤式弯沉仪测定领域,之后借助贝克曼梁检测法检测同一点位,为了避免点位误差而引起的不良现象,就需要加大两者的控制力度,与此同时,为了保障两项测定数据外在环境和地面现状的一致性,两项检测在实际作业中时间间隔必须控制在10min左右,以此确保两项实验检测项目有着良好的相关性。

3 与常规检测方式的比较分析

路面弯沉值属于路面验收评价的一项基本参考依据,面对传统路面弯沉值测定方式贝克曼梁法存在的各项弊端,如检测速度缓慢、检测环节普遍受到主观因素影响等,而自从应用了落锤式弯沉仪方式后,可以将贝克曼梁法的缺陷有效解决。在本文中,依照实际情况系统性探究了该项检测方式的实际实施,结合包含的各项要点以及工程实施效果看出,落锤式弯沉仪检测方式既可以确保准确的数据,同时,产生的效果还是极高的,比较适合在大规模路面弯沉值检测中进行应用。

3.1 常规检测方式——贝克曼梁法

当前阶段,我国路面弯沉常规检测方式为贝克曼梁法,该项方式的原理以杠杆原理为主,基于标准轴载作用下路基或者是路面表面车轮轮隙位置形成的垂直变形被称为回弹弯沉,根据载重汽车加载,人工读取百分表的读数,使用贝克曼梁有效的检验路基或者是路面表面的回弹弯沉值,贝克曼梁法检测回弹弯沉仪也有一些难点存在,主要涉及以下几方面。

(1)该项方式以人工操作为主,面临着极高的工作难度,可靠性稳定性较差一些。

(2)对检测数据有着直接的影响,难以改正支点变形数据,只可以获取静态汽车荷载作用下的路基路面单点回弹弯沉值,并没有将路面结构处于行车荷载作用下的动力特征和整个弯沉盆形状清楚地体现出来,与此同时,也不适合长期观察和追踪路网。

3.2 高效检测方式落锤式弯沉仪

(1)在收集数据期间,可以借助高精度的传感器完成,因为路面结构不一样,因此弯沉盆半径也是不相同的,路基或者是柔性基层沥青路面传感器分别在距离荷载中心2.5的范围内即可,我国高等级公路一般是应用半刚性基层沥青路面结构,影响半径达到了5m左右,传感器分布范围应当部设在距离荷载中心4m左右内,动态性的两侧路面弯沉盆形状。

(2)落锤式弯沉仪技术测速快、精度高,可以将行车荷载对路面的动力作用清楚地模拟出来,依照垂荷载和压强数值自动调整下一锤的荷载,朝着设定荷载靠近,以此精准地检验出完整的信息。

3.3 两项方式的对比实验

落锤式弯沉仪测取的弯沉仪动态总弯沉和贝克曼梁测取得静态回弹弯沉有着诸多的不同之处,可以采取对比实验的方式获取两者之间的联系性,并且把落锤式弯沉仪测定的动态弯沉换算为贝克曼梁测定的静态回弹弯沉值。

4 结语

从以上论述来看,在公路检测对落锤式弯沉仪进行应用期间是普遍存在的一项公路工程检测技术,在具体应用过程中,有着工艺操作便利、检测效率极高的作用,并且创建规范性的荷载平台是一项基本的工作内容,安装传感器、设定选取检测点位这些都是非常重要的,一方面,在实际作业期间,为了提升检测效率,将作业效果发挥出来,工程检测人员还需要注重重复性检测操作,比如,单点位检测必须在3点以上,为了避免单一检测作业造成的分析数据单一性,检测人员可以将贝克曼梁检测和落锤式弯沉仪检测方式相互结合到一起综合性对比,分析评估检测方式,从而确保公路工程弯沉检测结果的准确性,在一定程度上推动公路工程安全开展。

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