落锤弯沉仪在公路工程检测的应用

　　落锤弯沉仪介绍

　　在路面设计和承载力评价中，落锤式弯沉仪(简称FWD)是目前国际上最先进的路面强度无破损检测设备之一，其测量结果比较精确，且信息量大。与传统的贝克曼梁测量弯沉相比，具有使用方便、快速、安全、节省人力、模拟实际情况施加动态荷载的特点。

　　美国联邦公路局经过分析对比，确认FWD是较好的路面承载能力动载评定设备，并选定FWD作为实施SHRP计划时路面强度评定的重要设备。壳牌石油公司已正式将FWD纳入壳牌路面设计手册。由此可见落锤式弯沉仪在测量路面承载能力的重要作用。

　　工作原理

　　FWD通过计算机系统控制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，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点Ψ不同距离的传感器检测结构层表面的变形，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面结构层模量，从而科学地评价路面的承载能力。

　　在工程检测中的实际应用

　　● 施工过程控制检测

　　某段公路路基工程施工结束并经检测交工后，转入路面底基层施工，在底基层施工结束后，利用FWD对该层进行了弯沉检测，发现其中400m路段底基层顶面弯沉值较大，通过采集的弯沉盆资料进行路面结构层模量反算，其结果显示底基层的模量值极不均匀且数值大部分比土基模量值小。根据路面结构层设计模量值自上而下递减的规律，判定该层施工质量存在问题。建设单位可据此检测结果及时责令施工单位进行返工，杜绝了质量隐患，避免了不良的社会影响和更大的经济损失。

　　● 在刚性路面脱空识别上的应用

　　当混凝土板下产生唧泥、脱空后，采用压浆或封底是一种有效的修复方法，但这应当是以准确评定脱空状况为基础的，否则有可能造成路面使用性能下降甚至加速破坏。因此，对使用中的水泥混凝土路面，以可靠的方法评定板下基础脱空的位置及严重性，及时采取有效的措施，恢复路面正常的使用性能，是水泥混凝土路面养护管理中普遍面临的问题。

　　采用FWD测试板角弯沉，作用荷载设定为3级，以弯沉为横坐标，荷载为纵坐标，把对应3个荷载级别的弯沉值标注在平面图上;画出线性拟合直线，并延长直线与坐标轴相交;如果板下支撑情况较好，延长线将穿过坐标原点，或距离原点0.05mm以内，大于0.05mm将认为脱空存在，通常越偏离原点，脱空情况越严重，这种方法的理论基础是:理论计算和现场测试均表明，在值得注意的板角脱空出现之前，回归曲线推算的0荷载板角弯沉应当为0，或接近于0。该方法的优点是快速简便，不需要较深的理论基础，适合于现场评定，在国内外实际应用中均取得了较好的效果，是一种值得推广的方法。

　　推荐设备——PRIMAX落锤式弯沉仪

　　● 品牌历史

　　Phønix → Carlbro → Grontmij → Sweco

　　1965年→ 1999年 → 2005年→ 2015年

　　Sweco是欧洲建筑和工程领域最大的咨询公司。Grontmij A/S于2015年成为Sweco集团的一员。荷兰Grontmij荷隆美公司是一家领先世界的可持续性设计、工程及管理咨询公司，活跃于可持续性发展的规划和设计、水、能源、运输和监控等领域。荷隆美公司兼并了创立于1987年的丹麦Carl Bro道路咨询顾问公司。Carl Bro公司在路面技术和测试设备领域经验丰富，生产的落锤弯沉仪在国际上享有胜誉，已在全球超过45个国家使用。

　　1965年，世界上第一台手动操作落锤弯沉仪;

　　1968年，世界上第一台拖车式落锤弯沉仪;

　　1981年，世界上第一次开始使用多个地震检波器来测量弯沉盆;

　　1984年，世界上第一台车载式落锤弯沉仪;

　　1997年，世界上第一台轻型落锤弯沉仪;

　　2005年，世界上第一台300kN以上的超重型落锤式弯沉仪;

　　2007年至今，PRIMAX系列落锤弯沉仪;

　　● 用途

　　★ 交竣工验收时，评估承载力是否达标

　　★道路养护阶段，预测路面剩余使用寿命，决策维修路段

　　★ 评估水泥混凝土路面的脱空及接缝传力情况

　　★ 获取机场道面等级PCN值来对机场道面强度进行评价