摘要：近年来，弯沉检测设备及其相应的检测技术得到了迅速的发展。采用落锤式弯沉仪测定路面的动态弯沉并用来反算路面的回弹模量，作为目前世界上较先进的路面强度无损检测设备之一得到了广泛的应用，其代替传统的贝克曼梁法已越来越得到人们的认可。
关键词：落锤式弯沉仪；公路工程；检测
1.公路工程检测的重要性和必要性
1.1公路工程试验检测能帮助施工方检测建设所需材料质量的好坏，对于个别的一些施工材料也可就地取材，如此，其好处不言而喻。不但可以保证施工材料的质量，同时大大节约了成本，缩短了工期。比如，试验检测可对工程材料中的任意一种材料进行质量检测，从而取得了公路工程用材质量的基础保证。
1.2公路工程发展迅速，很多新工艺层出不穷，但是很多工程源于一些新技术、新工艺，其未经过实践检验，为了保证施工安全只能忍痛不用。而试验检测却可以有效地对这些新技术和新工艺进行可行性、适用性以及有效性的鉴定，如此不但推动了道路工程技术和工艺的发展，而且也加快了工程进度。
1.3试验检测的一项重要工作即是对道路工程竣工后的验收检测。它可以科学而有效地对一项竣工的公路工程进行评定验收，不但大大节约了人力、物力、财力，而且实践证明，结果更符合事实。
2.落锤式弯沉仪的工作原理及特点
2.1工作原理
落锤式弯沉仪通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路表面产生瞬时变形。分布于距测点不同距离的传感器检测到结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路基路面各结构层材料的动态弹性模量，从而比较科学地评价路面的承载能力。
2.2特点
2.2.1数据采集传输通过高精度传感器完成，路面结构不同，弯沉盆半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距荷载中心2.5米范围内即可。目前，我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构，弯沉影响半径已达3～5米，传感器分布范围应布置在距荷载中心3～4米范围内，以量测路面弯沉盆形状；
2.2.2 FWD主要的技术特点是测速快（每测点约40多秒），精度高（分辨率为1微米），并较好地模拟了实地行车荷载对路面的动力作用，能根据上一锤荷载和压强数值自动调整下一锤的荷载，向设定荷载逼近，从而能准确地测定较完整的弯沉盆信息。
2.2.3操作方式为计算机控制下的自动量测，所有测试数据均可显示在屏幕上或打印出来或存储在软盘上。可输出作用荷载、弯沉（盆）、路表温度及测点间距等。可打印弯沉平均值、标准差、变异系数及代表弯沉值等数据。
3.落锤式弯沉仪在公路工程检测中的具体应用
3.1落锤式弯沉仪试验检测准备工作
3.1.1 FWD拖车的检查
首先将落锤置于运输锁定的最高位置，同时重点检查拖车与牵引车之间的锁定连接，确保落锤式弯沉仪处于运输锁定状态并将FWD拖车的手刹完全松开。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在牵引行走过程中，应该将牵引行走速度控制在50Km/h以下。
3.1.2 FWD的试验检测准备
检查了落锤式弯沉仪的连接以及调整了落锤质量与高度能反应正常之后，在前往试验检测场地之前，必须确保落锤式弯沉仪的轮胎压力适当，液压油面以及电池酸液面处于正常水平，荷载盘能够正常旋转，继续通过调整落锤的重量及高度，确保落锤式弯沉仪在试验过程中能够产生满足要求的冲击荷载。同时检查弹簧以及传感器装置，确保弹簧弹力适当，检查FWD加载板的提升以及下降是否顺畅。
3.2落锤式弯沉仪检测路基路面弯沉值
3.2.1测点的布置
在需要测试的公路路基或者路面布置测点，测点的位置应该根据实际需要确定。对于公路工程路表面的弯沉测点，宜将测点布置在路面的行车道轮迹带上，同时也可以采用距离传感器进行定位。在将落锤式弯沉仪牵引至测定地点之后，即可打开仪器设备进入工作状态，同时再次对设备的使用性能进行现场检查，确保各项技术指标满足要求。
3.2.2 FWD的试验检测
在试验过程中，调整落锤式弯沉仪的承载板中心位置使其对准测试点，在承载板自动落下之后，将落锤式弯沉仪的各个传感器放下。之后开启落锤装置，落锤瞬时自由下落并对承载板产生一定的冲击力，之后便会自动提升至原来的高度。传感器能够自动检测到落锤冲击产生的荷载引起的路面结构层表面的变形，同时还可以及时将路面结构层表面的位移变形情况输入至控制计算机之中，即可得到变形峰值并获得路面的动态弯沉盆。在试验过程中，应该对同一测点进行至少三次的冲击试验，并将除第一次之外的测试值的平均值作为计算依据。在对某一测点完成试验检测之后，便可提升落锤式弯沉仪的传感器以及承载板，继续其他测点的试验检测。
3.2.3 FWD试验结果对比
为了确保落锤式弯沉仪试验检测的精度，在利用落锤式弯沉仪进行公路工程的弯沉试验检测过程中，应该选择贝克曼梁弯沉仪进行对比试验分析。在试验过程中，应该准确控制测点的位置，将偏差控制在3cm以内，为了提高对比的准确性，落锤式弯沉仪试验检测与贝克曼梁测试之间时间间隔应该控制在10min以内。在获得试验结果数据之后，按照下列公式进行回归分析，确保相关系数在90%以内。
（Lb为贝克曼梁弯沉值，LFWD为弯沉仪弯沉值）
3.3水泥混凝土路面的落锤式弯沉仪试验检测
在进行水泥混凝土路面调查时，同样可以采用落锤式弯沉仪进行试验检测。如果是对水泥混凝土路面的接缝传荷能力进行调查，则可以将测点布置在水泥混凝土路面面板接缝一侧，传感器布置在接缝的另一侧。如果是对水泥混凝土路面的板底脱空进行调查时，测点的位置宜随机选择，强调测试的全面性。在测试过程中要准确记录测点的弯沉及弯沉盆数据，同时对测试结果的平均值、标准值以及变异系数等进行分析，然后按照传感器测定的变形值的差异以及弯沉盆的形状，对水泥混凝土路面的接缝传荷能力以及板底脱空进行准确的评价判断。
结束语：综上所述，本文对落锤式弯沉仪应用到道路检测中的基本原理以及操作要点进行了研究，FWD有着较多的优势，如速度快、较高的精准度等，在大规模的测试中较为适合，在某种程度上为道路设计提供了重要的参考依据，属于一种新型的检测技术，相信在未来的发展道路上有着广泛的前景。
参考文献
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[3]张克永，欧东宝.落锤式弯沉仪在公路工程检测中的应用[J].交通标准化.2014.
论文作者:肖小泉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/11
标签：路面论文; 落锤论文; 荷载论文; 传感器论文; 公路工程论文; 路基论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;