落錘式彎沉儀在公路檢測中的運用研究

李文娟，劉亞軍

（天水市交通運輸局，天水市交通建設投資集團有限公司，甘肅 天水 741000）

在開展公路工程施工作業期間，實施路面驗收評價的基本依據為路面的彎沉值，科學合理地檢驗路面彎沉值有利于明確基本的路網養護方案和改造計劃以及路面結構設計優化要點，對于以往傳統的路面彎沉值檢測來講，是以貝克曼梁法為主，但是，該項方式有著一定的弊端存在，具體表現為檢測速度較為緩慢，普遍受到主觀因素的影響，處理階段較為復雜，獲取的數據不準確，不利于彎沉值檢測整體效果的體現，面臨著極大程度的風險，自從引進了落錘式彎沉儀后，可以有效彌補之前方式的缺陷，在獲取準確數據的基礎上實現基本目標。

1 落錘式彎沉儀的運行原理

通過相關分析來看，落錘式彎沉儀的工作原理表現在以下幾點，在實施實驗檢測作業期間，借助計算機控制系統控制液壓系統將重錘釋放，使重錘全面作用在彈簧或者是橡膠墊中，利用和路面緊挨的承載板把重錘產生的沖擊力逐漸傳遞到路面中，基于計算機控制現狀下重錘將半正弦脈沖荷載施加到路面中，公路路表形成瞬時變形，基于落錘式彎沉儀的優勢處于效應傳感器中檢驗變形情況，從而獲取動態荷載作用下形成的動態彎沉現象，其中落錘式彎沉儀屬于公路工程動態性彎沉中非常重要的一項實驗檢測設備，因為落錘半正弦荷載沖擊和公路行測荷載相同，因此可以對公路行測荷載進行有效的模擬，調整加載級別，有關的檢測數據都是利用計算機收集數據，采集和處理效率極高，能夠確保測試的準確性，比較適合廣泛應用在公路工程大規模完成實驗檢測環節中。另外，應用落錘式彎沉儀能夠綜合性地評價多層路面結構相互組成的路面彎沉現象，通過探究表明，落錘式彎沉的技術優勢體現在以下幾點：

（1）具備實驗檢測效率高優勢。在公路檢測應用落錘式彎沉儀期間，高效性是一項基本的特征表現，應用該項檢測技術期間高效性表現為數據檢測的實時性方面以及檢測作業的推進速度，結合落錘彎沉儀檢測工序流程來看，整體上分為四項步驟，分別是設備安裝、搭建平臺設置、傳感器檢測作業等，與此同時，從人員作業強度和技術要點加以分析，技術應用中的人工作業強度比較小，人工作業技能要求特別低，所以將落錘式彎沉儀廣泛應用到公路檢測期間有著極高的推廣價值，而且出現檢測數據誤差的概率也是非常低的。一般情況下，彎沉儀單點測試時間在30s以內，因此，可以有效提升公路工程實驗檢測效率。

（2）荷載控制準確率較高，在落錘式彎沉儀應用目標和在目標高度以及長設定高度實施試驗控制作業有利于確保控制實驗的準確性。

（3）實驗結果的準確性特別高，落錘式彎沉儀荷載發生器產生的波形標準因為應用了性能良好的傳感器和精度高的儀表，所以能夠進一步控制公路工程實驗檢測的精度。

（4）數據處理效率較高，速度快，因為落錘式彎沉儀有著專門的數據處理軟件，借助該項軟件可以統一管理各項數據，降低誤差出現概率，將整體功能全面體現出來，為后期公路工程路面結構和材料設計提供良好的參數以及指標。

2 采取的檢測方式以及基本的流程

公路工程檢測作業的開展對后期工程穩定實施以及工程養護制度的創建有著極高的作用，在公路檢測期間，應用落錘式彎沉儀時因為作業流程比較少，操作便利，因此得到了檢測人員和研究人員的廣泛重視，本文主要分析了落錘式彎沉儀在公路檢測中的作業流程，具體涉及三方面，分別是前期準備、測試、作業、數據分析等，結合這幾項內容以及操作中需要注意的要點展開了分析。

2.1 準備工作

（1）結合工程實際開展情況明確重錘的落高，嚴格控制整體質量，以此保障重錘落下產生的沖擊荷載與標準要求相一致。

（2）從測試路線上布置測點，嚴格依照工程基本要求選取測點的位置和距離，當在路面表面進行檢測期間，測點的位置可以設置于行車輪跡帶中，測試期間還可以借助距離傳感器進行定位。

（3）重點檢驗落錘式彎沉儀設備，檢查以手動操作檢驗方式為主，明確各項指標，使其和規定要求相符合，以此發揮出設備的整體功能以及使用性能。

（4）把落錘式彎沉儀牽引到測試點。開啟設備，使其處于穩定的工作運行狀態，在進行彎沉儀牽引期間必須嚴格控制速度，保持合理性。

2.2 基本的測試流程

（1）放置承載板中心點的位置必須與測點相一致，自動落下承載板，然后放下彎沉裝置中的各項傳感器。

（2）遵循落高的要求合理提升重錘，符合標準高度以后啟動落錘裝置，讓落錘根據自由下落的方式對承載板形成沖擊荷載，提高重錘到原有的位置嚴格固定，在沖擊荷載作用下結構層表面將會產生一定的變形現象，利用高效傳感器能夠有效檢驗變形問題，通過記錄系統將檢驗的位移數據信號反饋于計算機內位移內的數據，峰值表現為路面彎沉，進行三次以上的重復測定即可，將第一個測定值去除，取出后面幾項測定值的平均值，或者是取出第三次落錘的測定值，使其作為基本的計算依據。

（3）完成測試工作后提起傳感器和承載板，把彎沉儀器移動到下一個測點中，重復以上論述的幾個步驟即可就能夠完成另一點彎沉的測定。

（4）在公路檢測作業中落實期間包含的點位檢測要點非常多，這就需要作業期間做好公路工程路面彎沉數據的評定工作，結合整體檢測數據綜合性分析，并且在具體檢測作業開展期間為了將技術的優勢體現出來，從而獲取準確的結果，可以采取貝克曼梁彎沉儀同期測試對比方式對比分析落錘式彎沉儀檢測方法，在應用貝克曼梁灣成衣檢測技術期間，相關人員必須落實貝克曼梁彎沉儀測定車后輪雙軸荷載，與落錘式彎沉儀重錘沖擊力保持一致性，明確了基本的荷載參數后，標定前期落錘式彎沉儀測定領域，之后借助貝克曼梁檢測法檢測同一點位，為了避免點位誤差而引起的不良現象，就需要加大兩者的控制力度，與此同時，為了保障兩項測定數據外在環境和地面現狀的一致性，兩項檢測在實際作業中時間間隔必須控制在10min左右，以此確保兩項實驗檢測項目有著良好的相關性。

3 與常規檢測方式的比較分析

路面彎沉值屬于路面驗收評價的一項基本參考依據，面對傳統路面彎沉值測定方式貝克曼梁法存在的各項弊端，如檢測速度緩慢、檢測環節普遍受到主觀因素影響等，而自從應用了落錘式彎沉儀方式后，可以將貝克曼梁法的缺陷有效解決。在本文中，依照實際情況系統性探究了該項檢測方式的實際實施，結合包含的各項要點以及工程實施效果看出，落錘式彎沉儀檢測方式既可以確保準確的數據，同時，產生的效果還是極高的，比較適合在大規模路面彎沉值檢測中進行應用。

3.1 常規檢測方式——貝克曼梁法

當前階段，我國路面彎沉常規檢測方式為貝克曼梁法，該項方式的原理以杠桿原理為主，基于標準軸載作用下路基或者是路面表面車輪輪隙位置形成的垂直變形被稱為回彈彎沉，根據載重汽車加載，人工讀取百分表的讀數，使用貝克曼梁有效的檢驗路基或者是路面表面的回彈彎沉值，貝克曼梁法檢測回彈彎沉儀也有一些難點存在，主要涉及以下幾方面。

（1）該項方式以人工操作為主，面臨著極高的工作難度，可靠性穩定性較差一些。

（2）對檢測數據有著直接的影響，難以改正支點變形數據，只可以獲取靜態汽車荷載作用下的路基路面單點回彈彎沉值，并沒有將路面結構處于行車荷載作用下的動力特征和整個彎沉盆形狀清楚地體現出來，與此同時，也不適合長期觀察和追蹤路網。

3.2 高效檢測方式落錘式彎沉儀

（1）在收集數據期間，可以借助高精度的傳感器完成，因為路面結構不一樣，因此彎沉盆半徑也是不相同的，路基或者是柔性基層瀝青路面傳感器分別在距離荷載中心2.5的范圍內即可，我國高等級公路一般是應用半剛性基層瀝青路面結構，影響半徑達到了5m左右，傳感器分布范圍應當部設在距離荷載中心4m左右內，動態性的兩側路面彎沉盆形狀。

（2）落錘式彎沉儀技術測速快、精度高，可以將行車荷載對路面的動力作用清楚地模擬出來，依照垂荷載和壓強數值自動調整下一錘的荷載，朝著設定荷載靠近，以此精準地檢驗出完整的信息。

3.3 兩項方式的對比實驗

落錘式彎沉儀測取的彎沉儀動態總彎沉和貝克曼梁測取得靜態回彈彎沉有著諸多的不同之處，可以采取對比實驗的方式獲取兩者之間的聯系性，并且把落錘式彎沉儀測定的動態彎沉換算為貝克曼梁測定的靜態回彈彎沉值。

4 結語

從以上論述來看，在公路檢測對落錘式彎沉儀進行應用期間是普遍存在的一項公路工程檢測技術，在具體應用過程中，有著工藝操作便利、檢測效率極高的作用，并且創建規范性的荷載平臺是一項基本的工作內容，安裝傳感器、設定選取檢測點位這些都是非常重要的，一方面，在實際作業期間，為了提升檢測效率，將作業效果發揮出來，工程檢測人員還需要注重重復性檢測操作，比如，單點位檢測必須在3點以上，為了避免單一檢測作業造成的分析數據單一性，檢測人員可以將貝克曼梁檢測和落錘式彎沉儀檢測方式相互結合到一起綜合性對比，分析評估檢測方式，從而確保公路工程彎沉檢測結果的準確性，在一定程度上推動公路工程安全開展。