落锤式弯沉仪在公路基层施工质量检测中的应用

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2019年第13期

落锤式弯沉仪在公路基层施工质量检测中的应用

戴 研

（安徽华达交通工程试验检测有限公司，安徽󰀃合肥󰀃230000）

摘 要：落锤式弯沉仪是一项较为先进的路面弯沉检测设备，在实际应用中，可以对路面的结构层模量进行测量计算。文章介绍了落锤式弯沉仪在实际应用中的优势，分析了落锤式弯沉仪在公路基层施工质量检测中的使用方法，以期为该领域关注者提供有益参考。

关键词：落锤式弯沉仪；公路施工；基层质量；质量检测中图分类号：U416󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃落锤式弯沉仪在实际的应用中，主要是利用落锤产生的荷载对路面冲击。计算机系统接受到荷载发生的时程、路面变形量之后，通过固定算法进行计算和分析，对路面的弯沉状况进行检测。该项设备与技术在实际的应用中，可以实现自动化控制，对于检测和施工管理都具有较强的优势。

1 落锤式弯沉仪在公路基层施工质量检测中的应用优势

落锤式弯沉仪在路面施工建设中的应用，可以对路面各个结构层的强度与刚度进行检测。在应用中，使用拖车拖挂的方式置于测试车的后方，使用设备的液压系统、位移测试、数据采集和计算机控制与分析系统，完成公路基层路面施工质量的检测。通过计算机的控制，液压系统能够提升并释放重锤，完成路面施加脉冲荷载。荷载的大小可以通过改变锤重与提升高度的方式完成调整。落锤式弯沉仪设备的应用优势：（1）测试速度快精度高。落锤式弯沉仪能够有效地模仿行车荷载状态下的动力作用，并精准地对多点弯沉进行测量。（2）在进行测试的过程中，不会出现破损问题。同时，还能通过多级加载的方式，完成数据采集与集成，全过程均为自动化操作。（3）落锤式弯沉仪在完成数据采集之后，可以通过自动化的方式，进一步完成数据分析操作。系统内部配备了完善的数据分析和计算软件，可以实现路面的检测、评估、补强和养护管理，并在每一个环节都提供最为科学和客观的方案，提高整体操作效率。

2 落锤式弯沉仪基本原理与路面结构层模量反算

2.1 基本原理

落锤式弯沉仪在实际的应用中，主要是通过落锤对地面冲击荷载所产生路面变形进行测量。通常情况下，出现冲击的荷载能够被被传感器监测到。根据落锤的质量以及下落的高度，会产生不同的形变。传统的路面弯沉值的测量工作主要是通过贝克曼梁进行检测，此种方式在长期的使用中，未能随着应用需求而不断地进行更新，与实际的应用需求出现了许多不适应的地方。与此传统的贝克曼梁相比，新型落锤式弯沉仪的应用具有更为明显的优势。传统的贝克曼梁弯沉方式为静力弯沉，而落锤式弯沉仪采用动态弯沉的方式，信息量更为准确。贝克曼梁单点最大弯沉模式在落锤式弯沉仪中，已经升

作者简介：戴研（1985—），男，本科，工程师，研究方向：公路工程试验检测技术。

󰀃󰀃文章编号：2096-2789（2019）13-0114-02

级成为了新型弯沉盆曲线，并且有更为精准的信息量。同时，落锤式弯沉仪还摆脱了传统人工操作所存在的局限，转为弯沉盆曲线操作，作业的效率更高，人工操作所产生的误差也被控制在了极低的范围之内。传统方法测量速度较慢，进入到了新的发展阶段之后，落锤式弯沉仪的测速更快，并且每个测试点的时间均被调整在了1min之内。

2.2 路面结构层模量反算

目前，国内外学者在对公路基层施工质量进行检测的过程中，已经越来越认识到新型落锤式弯沉仪的优势，并且已经逐渐将研究工作方向转到了根据落锤式弯沉仪检测弯沉盆数据的方式，弯沉路面各个结构层模量的反算。比如，我国相关领域的学者在进行研究的过程中，提出了应用系统识别的原理方式，在基础静力线弹性层状体系的基础上，研发出了路面反算软件。

系统的识别原理基本上是根据系统输入和输出的方式进行确定。通常情况下，在利用落锤式弯沉仪进行路面结构层模量反算的过程中，首先，要建立一个未知系统的数学模量，并对其进行模拟。此种方式可以充分提高数据的精准度，可根据模型里相关的数据进行适当调节。这一方法能降低系统的误差，在基于系统识别原理的基础上，构建路面结构反分析基本方案，建立更为完善的系统路面结构反分析流程。其次，利用FWD获取某一荷载作用下的路面结构弯沉盆，并结合路面结构力学模型，完成路面模拟，计算出同一荷载作用下的路面模型变形问题或者弯沉盆。最后，建立路面模型修改算法，根据系统当中模型内部的各个参数，完成适当的调整，使模型的计算结构与检测结果之间的误差被控制在合理范围之内，提升计算的精准度，完成最终的模量反算。

3 落锤式弯沉仪在公路基层施工质量检测中的应用方法

3.1 前期准备

落锤式弯沉仪正式应用前期的准备工作会对后续的工程检测质量产生重大的影响。对此，施工单位的工作人员，要充分地认识到前期工作主要内容的规范性与合理性。比如，根据工程项目的施工质量与等级管理现状，确定重锤重量和落锤式弯沉仪的落地高度。此种方式能够确保实际冲击力可以满足作业有效性。在完成了基本准备工作之后，要进一步对检测点进行选择。检测点的选择要与车轮的行进范围保持一致，检测点位选择结束之后，要开启检测仪器，准备开始进行基层施工质量的检测[1]。

2019年第13期3.2 测试操作

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（1）测点布置。落锤式弯沉仪应用时要在公路基层位置设置测试点，测试点的位置要根据实际的情况进行设定。公共路面工程的表面弯沉值测定中，测点要布设在路面行车轮轨道行车的轨迹上，使用距离传感器完成定位，对路面的弯沉值进行测定。当落锤式弯沉仪处于工作状态时，可以对设备的使用性能进行设定。确保各项技术检测的指标都满足实际的工作需求。

（2）试验操作。落锤式弯沉仪试验操作中，要根据仪器承压板的位置，对测试点进行校准。当承压板对准了测试点之后，要将各个部位的传感器放下，并开启落锤装置，落锤式弯沉仪在自由落体运动中，冲击力会调整提升到原来的高度。此种冲击作用做功之后，传感器能够自动捕捉到落锤式弯沉仪对于路面结构所产生的冲击以及造成的位移变形。同时，将变形数据录入到计算机设备中，可以获取到实时的动态公路基层弯沉盆，用于对公路路基的施工质量进行判断。在实验开展的过程中，施工单位对一个测试点进行3次以上的操作，将除去第一次测试之外所得到的全部结果取平均值，用于最终的弯沉状况记录。3.3 数据分析

在完成了前期准备和测试操作后，施工单位的工作人员还需要对收集到的数据进行整理与分析。在检测中实施了多点位检测的方式，后续的施工操作中，关于工程路面检测弯沉数据的测评，要通过整体数据综合分析的方式进行评估[2]。比如，施工单位的工作人员可以使

用落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉仪进行同期测试对比，此种方法能够使检测得到的结果更加精准和有效。在这一过程中，工作人员要注意到两种仪器设备应用时，后轴双轮的荷载一致性，如果二者的荷载不一致，则数据结果不具有可比性。在使用落锤式弯沉仪完成一轮测试之后，还要使用另一测试仪进行再次测试，同点位的测试位置误差要控制在3cm之内，对同点位的测试结果进行对比分析。可使用公式（1）进行计算：

（1）

式中：LBB为贝克曼梁测试结果；LFED为落锤式弯沉仪测试结果；a和b分别为拟合系数。

4 结束语

落锤式弯沉仪是当前我国路面弯沉检测工作中最为先进最为有效的一种工具类型。在应用中，要充分地掌握落锤式弯沉仪的应用原理和优势之后，根据不同工程项目的实际情况，分析出落锤式弯沉仪的实际应用方法。在前期准备、测试操作和数据分析等多个环节完成施工技术操作与工程项目管理，提高该项设备的应用效率，推动行业整体向前发展。

参考文献：

[1]董欣利.公路基层施工质量检测中落锤式弯沉仪的应用[J].

交通世界(建养.机械),2015(5):100-101.[2]王伟.落锤式弯沉仪在公路基层施工质量检测中的应用[J].

华东公路,2018(1):51-52.

（上接第84页）如若存在大量灰尘、积水或者草木等，均需要做好记录后续处理；在干湿交替处是否存在露筋、磨损等情况。第三，防撞设施的检查。对防撞护圈的插销加固情况进行检查，判断其是否存在松动、位移、变形等情况，确保铁链与护圈之间有效连接，如若护圈节段的连接处出现松动或者异常，则需要根据受损情况采取相应的整治措施；对腔体的损坏程度进行检验，确保各个构件的正常连接。

（3）桥面系。第一，钢桥面铺装的检查。对于沥青混凝土结构的桥面来说，在铺装检查中重点要判断其是否存在波浪拥包、变形、坑槽、泛油、裂缝等情况；桥梁护栏的检查中，应检查钢护栏表面涂层的平整度，看其是否存在锈蚀、起皮等情况，护栏是否存在脱落、松动、损坏、缺件或者断裂等问题；在检修道护栏方面，重点检查检修道的外观是否整洁、无锈蚀情况，护栏是否存在局部损坏、松动、缺件等情况。第二，排水系统的检查。在排水孔方面，检查其是否能够畅通无阻，篦子是否破损、锈蚀；集水槽是否堵塞，表面涂层是否存在锈蚀；排水管与泄水孔处是否存在堵塞、变形等病害；螺丝是否缺件、松动等；集水池内是否干净整洁，不存在垃圾堵塞情况；还应对全部排水孔与泄水孔进行逐一的检查，对堵塞、缺失、破损等处进行记录和维修。第三，伸缩缝的检查。悬索桥为DS1760型模数式毛勒伸缩缝装置，检查伸缩缝处是否存在杂物、垃圾等导致缝隙被堵死；橡胶件是否存在开裂、老化等情况；连接处的加固程度是否到位，局部位置是否存在松动、脱落等；伸缩缝的平整度是否符合标准；还应判断密封条的有效性，

有无破损、老化、污染等病害[3]。

3 桥梁检测结果及养护建议

通过对上述多处位置的检测：（1）钢箱梁、锚杆、散索鞍、防撞护栏等钢构件处均存在不同程度的锈蚀、脱落等情况，对此应针对病害处重新防腐涂装。（2）在南、北混凝土塔中均存在竖向裂缝，对此，应采用专业灌注胶对裂缝进行修补，观察裂缝是否有继续开裂的趋势，若有，则需要联系设计单位，对其进行加固处理。（3）养护管理部门应定期巡查，提高巡查频率与力度，及时发现桥梁运营中存在的各类病害，提早采取有效的预防和处理手段，确保桥梁安全。

4 结束语

桥梁作为确保公路畅通的重要因素，其结构水平是沟通全线的关键。技术人员在完成桥梁设计与施工工作后，还应采取科学的检查方法，对桥梁中的各项内容进行检查，提高桥梁承载力与通行能力，为社会发展与人们生活做出更大的贡献。

参考文献：

[1]高伟光.大跨悬索桥安全监测方法及体系研究与应用[D].

武汉:武汉理工大学,2016.[2]王娜.大跨径悬索桥空气静力稳定性研究[D].成都:西南

交通大学,2015.[3]罗红.大跨径悬索桥结构参数估计及施工控制技术研究

[D].重庆:重庆交通大学,2014.