公路工程检测落锤式弯沉仪的应用

【摘要】随着我国公路网络的不断完善，为更好地提供交通服务，必须保证公路健康使用状况，做好公路安全评估具有重要意义。本文以落锤式弯沉仪在公路工程检测中的应用为主要研究对象，详细分析了落锤式弯沉仪的优势、工作原理以及应用步骤，并围绕工程案例展开论述，以期提供参考。

【关键词】落锤式弯沉仪；公路工程；检测

引言

近年来，我国公路交通事业发展迅猛，但是随着大量的公路投入运行后，也发现了不少问题，如：公路设计标准偏低、使用中存在超载、重载问题，以致路面结构性能降低，过早出现破损。弯沉是表征公路路基路面强度的重要参数，本文主要就落锤式弯沉仪检测方法的运用展开分析，为路面结构性能评价与维修提供可靠依据。1落锤式弯沉仪概述落锤式弯沉仪最早生产于20世纪70年代，是一种先进的路面强度检测设备。近些年，我国公路工程检测中落锤式弯沉仪运用越加广泛，并开发了国产落锤式弯沉仪。与传统贝克曼梁法相比，落锤式弯沉仪测量更便利、安全，可模拟实际情况施加动态荷载，适用范围广，可实现长距离、连续测定。落锤式弯沉仪与贝克曼梁的运用比较如表1所示。

2落锤式弯沉仪的工作原理与应用步骤

2.1落锤式弯沉仪组成

图1为车载式落锤弯沉仪，主要组成包括承载车、测试机构（荷载传感器、弯沉传感器、液压模块、缓冲块、标准落锤）以及计算机控制系统等。

2.2落锤式弯沉仪工作原理

落锤式弯沉仪工作原理如下：基于计算机控制下，将一定质量重锤（根据不同公路情况选择落锤质量、高度，一般为10～20kg）由液压传动装置提升至一定高度自由下落，冲击力作用在承载板上并传递至路面；在测点周边布设7～9个传感器，以此检测结构层表面变形情况；采集所得数据传输至计算机，反算路面结构层模量，实现路面承载能力评价。落锤式弯沉仪工作原理框图如图2所示。

2.3落锤式弯沉仪应用步骤

（1）测试车移动至指定测试地点，提前做好准备工作，启动主系统设备连接的便携式电脑并录入测试项目的相关参数，如路面温度、桩位等。（2）下放液压升降架与测架至地面，液压架与测架分离并升至指定高度。（3）开启测架上的传感器，维持待测状态，落锤在与吸铁分离后自由落体，锤击承载板，对路面造成较大的冲击力，路面形成弯沉盆。（4）传感器自动监测，对弯沉盆进行参数测量，便捷式电脑及时录入，上传至数据处理中心进行计算，获得中心弯沉值与弯沉盆。所有测试工作均由系统软件完成，主系统中的处理器可对大储量数据进行自动计算，操作难度低、效率高。需注意的是，在上述工作过程中，对于弯沉盆的测量至关重要，误差要求为精度小于0.01mm，分辨率小于0.005mm。

3实例探析落锤式弯沉仪在公路工程检测中的应用情况

本文以某公路工程检测中落锤式弯沉仪的运用为例展开详细分析。

3.1工程概况

本项目为高速公路工程，全长77.739km，沿途矿产资源丰富，重型运输车辆较多，存在严重超载情况，建成通车后不久就出现了大量早期病害。随着运营时间的增加，路面病害发展越加迅速，2010年对公路进行薄层中修罩面施工，但是补强效果有限，结构疲劳开裂、反射裂缝等病害持续发展，为此急需开展路面维修改造。

3.2落锤式弯沉仪弯沉盆检测

本项目利用落锤式弯沉仪，对K0+000～K77+739段开展弯沉检测，检测结果与弯沉分布频率如图3、4所示。结合图3、4分析可知，弯沉值15～30（0.01mm）占比40%，完成值在30（0.01mm）以上占比近乎30%，总的来说弯沉值大、变异系数大，实测值大于设计弯沉。为减小环境影响所致的计算误差，本项目考虑温度、湿度进行修正，弯沉结果分析值如下：①弯沉平均值：25（0.01mm）；②标准差：15.26（0.01mm）；③变异系数：61.02%；④代表值：50.01（0.01mm），见表2。

3.3模量反算

考虑路面结构层厚度对反算模量精度的影响，采取反算模量的方法。

3.3.1土基模量反算采用SIDMOD进行模量反算，根据全线反算模量结果显示，土基反算模量平均值小、波动大，同时由于原路面结构承载力弱，极易出现结构性损坏。

3.3.2基层模量反算本项目采用SIDMOD反算基层等有效模量，将水稳碎石上基层、水稳砂砾下基层等效为一层，总厚度不变，反算的基层等效模量反应整体结构承载力。根据基层反算模量结果显示，基层模量波动大，模量值越小，则表明该处结构损伤越严重。此外，由于本项目面层病害严重，维修时需铣刨面层，面层反算模量不具有参考价值。

3.4路面结构承载力评价

根据本次落锤式弯沉仪检测与反算结果分析可得，实测弯沉显著高于设计编程，且变异系数大。同时，根据弯沉盆面积结合分析可知，土基还具有一定承载力，但是有7处存在不足，这一结果与反算所得土基模量结果一致。

4结语

综上所述，在我国公路检测中，落锤式弯沉仪已经得到了广泛应用，依据实测弯沉盆数据可计算路面结构层模量，评价路面结构性能，由此为公路养护、维修提供可靠数据支撑，切实提高我国公路运行安全性，为社会经济发展夯实交通基础。

参考文献

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作者：刘淑琴 单位：甘肃省金昌公路局