落锤式弯沉仪测量路面弯沉的方法

落锤式弯沉仪可用于测定路面动态弯沉,即路表在冲击荷载作用下产生的瞬时变形,从而评价路基路面的承载能力。

1)仪器设备

落锤式弯沉仪(FWD)由荷载发生装置、弯沉检测装置、控制系统与牵引车等组成。

①荷载发生装置:主要包括重锤、承载板以及传感器组成,其中重锤的质量及落高可根据使用目的与道路等级选择。 若无特殊需要,重锤的质量为(200 ±10)kg,可产生(50 ±2.5)kN的冲击荷载。 承载板呈十字对称分开成4 部分,且底部固定有橡胶片,直径一般为300 mm,也可为450 mm。

②弯沉检测装置:由一个或多个位移传感器组成,位移分辨力不大于0.001 mm,如图4.3所示。 承载板中心应设一个位移传感器,其他位移传感器与中心处传感器呈线性布置,一般分布在距离承载板中心2 500 mm 内。 用于反算路面结构层模量时,位移传感器总数应不少于7 个,且应包括0 mm、300 mm、600 mm、900 mm 处4 个位置。

③控制系统:主要作用是在冲击荷载作用的时间内,测量并记录冲击荷载及各个位移传感器所在位置的动态变形。

④牵引车:牵引FWD 并安装控制装置的车辆。

图4.3　落锤式弯沉仪传感器布置及应力作用状态示意图

2)准备工作

①调整重锤的质量及落高,使重锤的质量及产生的冲击荷载符合要求。

②检查FWD 的车况及使用性能,确保功能正常。(www.xing528.com)

③将FWD 牵引至测试地点,牵引FWD 行驶的速度不宜超过50 km/h。

④开启FWD,对传感器进行标定。

3)试验步骤

①将FWD 牵引至测试路段起始位置,输入测试位置信息,设定好状态参数。

②将承载板中心位置对准测点,测点一般应布置在车道轮迹带处。 落下承载板,放下弯沉检测装置的各传感器。

③启动荷载发生装置,落锤瞬即自由落下,冲击力作用于承载板上,又立即自动提升至原来位置固定。 同时,记录荷载数据,各个位移传感器测量并记录路表变形数据,变形峰值即为弯沉值。 每个测点重复测试应不少于3 次。

④提起传感器及承载板,牵引车向前移动至下一个测点,重复②~③步骤完成测试路段的测试。

4)数据处理

①舍去承载板中心位移传感器的首次测值,计算其后几次测值的平均值作为该点的弯沉值。

②按照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)的规定,对弯沉值进行温度修正。

③计算一个测试路段的弯沉平均值、标准差及代表值。