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对《公路水运工程试验检测等级管理表》JT/T 1181-2018第十项—弹性模量仪器选用解读

发布时间: 2022-03-23 14:40:59
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《公路水运工程试验检测等级管理表》JT/T 1181-2018第十项—弹性模量指出,在路基路面回弹模量的检测中,甲级单位可采用:a、承载板法b、贝克曼梁法c、落锤式弯沉仪(或d、落球仪法);乙级单位可采用:a、承载板法b、贝克曼梁法c、落球仪法(或d、落锤式弯沉仪法);丙级单位可采用:a、承载板法b、贝克曼梁法c、落锤式弯沉仪d、落球仪法。

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图一 管理表中回弹模量检测方法

其中承载板法和贝克曼梁法属于传统检测方法,落球仪法和落锤式弯沉仪法属于新兴的无损检测技术,下面对四种方法做一个简介:

1)承载板法:适用于在现场土基表面,通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法,测出每级荷载下相应的土基回弹变形值,通过计算求得土基回弹模量;该方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。该检测方法已经较为成熟,大家对其检测结果的认可度也较高。需要后轴重不小于60kN的载重汽车一辆,测试过程较为复杂。

2)贝克曼梁法:适用于测定各类路基、路面的回弹弯沉,用以评定其整体承载能力,可供路面结构设计使用;该方法测定的路基、柔性路面的回弹弯沉值可供交工和竣工验收使用;该方法测定的路面回弹弯沉可为公路养护管理部门制定养路修路计划提供依据。该检测方法较为成熟,检测结果认可度高。但是需要根据不同检测对象配备额定质量的测试车,测试过程也较为繁琐。

3)落球仪法:通过金属的刚性球体落下,经过岩土材料的塑性修正,能够直接测定材料的变形模量和回弹模量。同时,根据弹性理论和相关经验公式,还可以推算地基系数、贝克曼梁弯沉和其他物理指标。该方法最早应用于日本机场地区,在国内应用较少。该方法每次需要人工把落球体提高至测试面一定距离,再自由垂直下落,不适合进行大面积的检测。

4)落锤式弯沉仪法:落锤式弯沉仪(FallingWeightDeflectormeter,简称FWD)产生于上世纪70年代初,是一种脉冲动力弯沉仪,它模拟汽车荷载对路面施加瞬时冲击作用,得到路面瞬时变形情况。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,适于长距离、连续测定的特点。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。我国从80年代中后期从国外引进FWD,至今已有十年多时间,在此期间围绕FWD的开发和应用,在大量的理论和试验研究工作中已取得了一些重要成果,《路基路面现场测试规程》(JTJ 059 — 95)中已将FWD列为弯沉检测设备。

通过对比我们可以看到传统的承载板法以及贝克曼梁法通过前人不断的实践、验证,已经较为成熟,且测试结果具有较高的认可度。但是这两种方法都需要大量的前期准备工作,以及额定重量的测试车来配合检测,后期数据还需处理计算,过程比较繁琐。

落球仪法作为一种无损检测方法,较传统的承载板法和贝克曼梁弯沉法来讲,操作较为简单,但一般采用人力进行提升,下落角度和检测精度难以控制,对骨料粒径,材料含水率,测试面要求较高,地区差异性大,且测试结果争议较大,难以统一,目前为未广泛应用于实体工程,认可度较低。对于小范围检测来讲较为便捷,不适用于大面积或者长距离检测。

落锤式弯沉仪法较传统的方法及落球仪法来讲更加高效快捷,更能测试出动态条件下的弯沉值,检测结果在国内也经受了十多年的考验。检测时,仪器在计算机控制下,把一定质量的重锤由液压传动装置提升至一定高度后自由落下,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。

所以,对于资质评审的客户,选用进口的落锤式弯沉仪性价比更高。在后期检测中,落锤式弯沉仪也凭借其更加科学、高效、便捷的检测手段,能为实际生产带来更大的效益。



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