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【摘 要】 市政道路在进行建设的过程中,使用最为广泛的便是水泥混凝土,这一材料已经被广泛的应用到了市政道路施工中。水泥混凝土是市政道路在进行建设过程中不可或缺的重要组成部分,混凝土质量是否达到,对于市政道路的寿命和使用效果有着直接的影响。因此,必须要对水泥混凝土路面中所存在的病害加以解决,并且采取相应的防范措施来提升水泥混凝土路面质量。本文通过对落锤式弯沉仪进行综述,分析其在治理水泥混凝土路面病害中的作用,使其更好地在水泥混凝土路面治理中发挥作用。
【关键词】 水泥混凝土路面;病害处理;落锤式弯沉仪
引言:
水泥混凝土在市政道路修建中广泛使用的情况下,就不可避免某个批次混凝土出现质量问题,所以,现代施工企业在进行道路建设的过程中,必须深入的分析导致病害出现的原因,并且采取较为有效的解决措施。此外,还需要不断加强其施工队伍的自身素质和能力,以此来保证工程质量有所保障。
近年来,各国道路界的普遍关注的人们课题就是采用落锤式弯沉仪测定路面的动态弯沉,并反算路面的回弹模量。落锤式弯沉仪(FWD),其优点就是无破损、精度高以及测速快等,是目前国际上最先进的路面弯沉检测设备,并且还模拟了行车荷载的作用,最终检测的结果就是弯沉盆数据,所以在国际上的应用也是越来越广泛,其主要应用的范围是在路面后期的养护管理方面及其后续的路面结构设计,并且在很大程度上为其提供了一个坚实的依据。
一、水泥混凝土路面板底脱空状况的评定
水泥混凝土路面中常会出现板底脱空的问题,这是一种常见的水泥混凝土路面病害,对使用中的水泥混凝土路面,只有采用可靠的方法评定板底脱空的位置及范围,方能采取有效修复措施,恢复路面使用性能。而通过运用落锤式弯沉仪就可以很好地探测板底脱空的位置,然后对症下药,进行路面治理。
板底脱空问题的产生是在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,水泥混凝土路面板下基础会产生一定的塑性唧泥和变形,致使局部范围内的混凝土板不再与基层保持连续接触,板下出现脱空,板底脱空对混凝土板的受力造成很大的影响,会导致混凝土板的破碎、断裂。
二、落锤式弯沉仪的工作原理
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,使得落锤从高度自由落下,冲击力是作用在承载板上并且将其传递到路面之上,从而也就在路面产生了脉冲荷载,在路面上产生瞬时变形。分布于距测点不同距离的传感器通过检测结构层表面的变形,然后将信号传输至计算机记录系统。也就是说要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,从而比较科学地评价路面的承载能力。
三、落锤式弯沉仪技术特性
根据检测结果反算路面结构层模量一直是国际上的前沿课题。与其它弯沉检测设备相比,落锤式弯沉仪技术特点主要表现在测速快、精度高、分辨率高,而且很好地地模拟了行车荷载的动力作用。落锤式弯沉仪在现在看来,被业界广泛认为是比较理想的路面无损检测设备,尤其是它可以准确测定测定冲击,多点弯沉和作用下的弯沉盆,避免了人工操作的误差,并为路面结构的分析提供了一个有益的基础。在落锤式弯沉仪在实际应用中的主要困难是如何解决反演过程的收敛性与稳定性问题。检测系统主要根据弹性层状连续体系每一结构弯沉可以进行叠加反映市政道路上来。通过测定不同位置的弯沉并根据路面层厚和材料性质,就可以进行模量的反算。检测结果示意图如图所示:
四、落锤式弯沉仪应用于混凝土路面板地基脱空状况的评定方法
(一)水泥混凝土路面板在荷载作用下的弯沉,可以通过弯沉盆曲线判断。弯沉盆板角脱空状况是受到荷载作用力的均匀支承,并随着作用点距离的增大而减小。假如在某一荷载作用点,离荷载作用点较远位置的弯沉值变大,则说明此地可能存在脱空现象。原理如图所示:
(二)路表弯沉盆评定混凝土板下基础的刚度参数确定脱空状况
市政道路水泥混凝土地基脱空对路表弯沉盆的影响是显而易见的,而路表弯沉盆是则路面结构刚度参数的具体体现,所以,混凝土路面板的脱空状况可以通过路表弯沉盆来评定。运用比较分析的方法,就是通过用落锤式弯沉仪先对缝边板角弯沉进行实际测量,然后评定出水泥混凝土板下基础的刚度参数,再将测试出的刚度参数值与基础均匀支承时的标准值进行分析比较,由此可以检测脱空的尺寸和位置,并对其预测,通过对实际工作的试验分析,得到混凝土路面板脱空状况评定的回归公式如下:
式中Cw为接缝的传力杆系数,δc为板角荷载作用下的弯沉,Kc为板角荷载作用下地基反应模量,Ew为传荷系数,H3为路面板厚度(cm)。
五、落锤式弯沉儀保养及维护
要想确保检测仪器的精准度,就需要对仪器的传感器标定进行定期的养护。养护工作对于仪器来讲是非常重要的,特别是对传感器标定的养护。标定分为距离传感器标定和位移传感器标定,距离传感器的标定能够保证弯沉检测桩号准确,为工程提供科学、精确的弯沉数据做保证,位移传感器的标定能够保证弯沉检测数据精确。
(一)车轮/车刹系统保养与维护
1.检查轮胎的压力,正常的轮胎压力应介于2.2-2.5巴之间,冬季时要达到2.2巴;
2.螺母的松或者紧对于系统来说是很重要的,在检查时要注意轮胎的螺母是否拧紧;
3.刹车系统中有一部分不见是裸露在外面的,所以在维护时要确保外露的所有螺母、螺栓、销固定完好,没有松脱的现象;
4.刹车调节器也是很重要的,检查时要确保拖车是靠自身重量停下的,并且碰不到牵引车;
5.每年应对惯性手刹系统润滑一次或两次(手刹附近有两个注油孔)。
(二)落锤组件维护和保养
1.要对承载板部分定期注入一定的润滑油,方法是通过荷载传感器插头上面的注油孔,将油注入;
2.对落锤中的所有露在外面的螺栓、螺母应当进行定期的检查,必要时要重新拧紧;
3.承载板上的橡胶稳定装置在一定时间内也要进行检查,如需对其上的四个注油孔注润滑油,要及时的注入,并且防止出现损坏、断裂、丢失的情况;
4.检查升/降杆钢丝绳有无弯曲或断裂的情况发生,要确保钢丝绳的放置位置是在两个导向轮上,还要检查升/降钢丝绳长度,及时调整其在合适位置,并且固定好固定夹,以及检查钢丝绳弹簧是否拉近或者损坏;
5.检查可移动式传感器的底部的测量探头是否有损坏情况,以及其他所有的部件;
6.两个外侧的重锤导向轮要定期润滑,且防止在检测中拖拽重锤。
六、结束语
城市市政道路建设事业不断繁荣,对于道路路面的维护工作相应的受到关注,针对市政道路中的水泥混凝土路面病害的预防处理需要从各方面出发。通过上述文章对落锤式弯沉仪的分析,可以看出,FWD的主要目的,就是利用计算机按弹性层状体系理论的计算模式和程序,再由各传感器的表面弯沉测定值反算路面各层材料的弹性模量,然后评定出道路的承载能力。此外FWD外还有许多其他的用途,如预测路面的残余寿命,即疲劳使用寿命,以及其他各种检查等。科技大发展是日新月异的,道路病害检测技术也在不断提高,落锤式弯沉在检测水泥混凝土路面病害中的应用也会越来越多,并且在实践中不断发展,不断地促进市政道路保护事业的发展。
参考文献:
[1]潘志勇,董岩松.市政道路水泥混凝土路面病害处理分析[J].城市建筑,2014,01:270.
[2]张美颖.落锤式与贝克曼梁式弯沉仪的对比试验[J].中国市政工程,2013,04:83-85+88+98.
[3]范勇.落锤式弯沉仪的使用[J].交通科技与经济,2007,03:19-20+23.
【关键词】 水泥混凝土路面;病害处理;落锤式弯沉仪
引言:
水泥混凝土在市政道路修建中广泛使用的情况下,就不可避免某个批次混凝土出现质量问题,所以,现代施工企业在进行道路建设的过程中,必须深入的分析导致病害出现的原因,并且采取较为有效的解决措施。此外,还需要不断加强其施工队伍的自身素质和能力,以此来保证工程质量有所保障。
近年来,各国道路界的普遍关注的人们课题就是采用落锤式弯沉仪测定路面的动态弯沉,并反算路面的回弹模量。落锤式弯沉仪(FWD),其优点就是无破损、精度高以及测速快等,是目前国际上最先进的路面弯沉检测设备,并且还模拟了行车荷载的作用,最终检测的结果就是弯沉盆数据,所以在国际上的应用也是越来越广泛,其主要应用的范围是在路面后期的养护管理方面及其后续的路面结构设计,并且在很大程度上为其提供了一个坚实的依据。
一、水泥混凝土路面板底脱空状况的评定
水泥混凝土路面中常会出现板底脱空的问题,这是一种常见的水泥混凝土路面病害,对使用中的水泥混凝土路面,只有采用可靠的方法评定板底脱空的位置及范围,方能采取有效修复措施,恢复路面使用性能。而通过运用落锤式弯沉仪就可以很好地探测板底脱空的位置,然后对症下药,进行路面治理。
板底脱空问题的产生是在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,水泥混凝土路面板下基础会产生一定的塑性唧泥和变形,致使局部范围内的混凝土板不再与基层保持连续接触,板下出现脱空,板底脱空对混凝土板的受力造成很大的影响,会导致混凝土板的破碎、断裂。
二、落锤式弯沉仪的工作原理
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,使得落锤从高度自由落下,冲击力是作用在承载板上并且将其传递到路面之上,从而也就在路面产生了脉冲荷载,在路面上产生瞬时变形。分布于距测点不同距离的传感器通过检测结构层表面的变形,然后将信号传输至计算机记录系统。也就是说要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,从而比较科学地评价路面的承载能力。
三、落锤式弯沉仪技术特性
根据检测结果反算路面结构层模量一直是国际上的前沿课题。与其它弯沉检测设备相比,落锤式弯沉仪技术特点主要表现在测速快、精度高、分辨率高,而且很好地地模拟了行车荷载的动力作用。落锤式弯沉仪在现在看来,被业界广泛认为是比较理想的路面无损检测设备,尤其是它可以准确测定测定冲击,多点弯沉和作用下的弯沉盆,避免了人工操作的误差,并为路面结构的分析提供了一个有益的基础。在落锤式弯沉仪在实际应用中的主要困难是如何解决反演过程的收敛性与稳定性问题。检测系统主要根据弹性层状连续体系每一结构弯沉可以进行叠加反映市政道路上来。通过测定不同位置的弯沉并根据路面层厚和材料性质,就可以进行模量的反算。检测结果示意图如图所示:
四、落锤式弯沉仪应用于混凝土路面板地基脱空状况的评定方法
(一)水泥混凝土路面板在荷载作用下的弯沉,可以通过弯沉盆曲线判断。弯沉盆板角脱空状况是受到荷载作用力的均匀支承,并随着作用点距离的增大而减小。假如在某一荷载作用点,离荷载作用点较远位置的弯沉值变大,则说明此地可能存在脱空现象。原理如图所示:
(二)路表弯沉盆评定混凝土板下基础的刚度参数确定脱空状况
市政道路水泥混凝土地基脱空对路表弯沉盆的影响是显而易见的,而路表弯沉盆是则路面结构刚度参数的具体体现,所以,混凝土路面板的脱空状况可以通过路表弯沉盆来评定。运用比较分析的方法,就是通过用落锤式弯沉仪先对缝边板角弯沉进行实际测量,然后评定出水泥混凝土板下基础的刚度参数,再将测试出的刚度参数值与基础均匀支承时的标准值进行分析比较,由此可以检测脱空的尺寸和位置,并对其预测,通过对实际工作的试验分析,得到混凝土路面板脱空状况评定的回归公式如下:
式中Cw为接缝的传力杆系数,δc为板角荷载作用下的弯沉,Kc为板角荷载作用下地基反应模量,Ew为传荷系数,H3为路面板厚度(cm)。
五、落锤式弯沉儀保养及维护
要想确保检测仪器的精准度,就需要对仪器的传感器标定进行定期的养护。养护工作对于仪器来讲是非常重要的,特别是对传感器标定的养护。标定分为距离传感器标定和位移传感器标定,距离传感器的标定能够保证弯沉检测桩号准确,为工程提供科学、精确的弯沉数据做保证,位移传感器的标定能够保证弯沉检测数据精确。
(一)车轮/车刹系统保养与维护
1.检查轮胎的压力,正常的轮胎压力应介于2.2-2.5巴之间,冬季时要达到2.2巴;
2.螺母的松或者紧对于系统来说是很重要的,在检查时要注意轮胎的螺母是否拧紧;
3.刹车系统中有一部分不见是裸露在外面的,所以在维护时要确保外露的所有螺母、螺栓、销固定完好,没有松脱的现象;
4.刹车调节器也是很重要的,检查时要确保拖车是靠自身重量停下的,并且碰不到牵引车;
5.每年应对惯性手刹系统润滑一次或两次(手刹附近有两个注油孔)。
(二)落锤组件维护和保养
1.要对承载板部分定期注入一定的润滑油,方法是通过荷载传感器插头上面的注油孔,将油注入;
2.对落锤中的所有露在外面的螺栓、螺母应当进行定期的检查,必要时要重新拧紧;
3.承载板上的橡胶稳定装置在一定时间内也要进行检查,如需对其上的四个注油孔注润滑油,要及时的注入,并且防止出现损坏、断裂、丢失的情况;
4.检查升/降杆钢丝绳有无弯曲或断裂的情况发生,要确保钢丝绳的放置位置是在两个导向轮上,还要检查升/降钢丝绳长度,及时调整其在合适位置,并且固定好固定夹,以及检查钢丝绳弹簧是否拉近或者损坏;
5.检查可移动式传感器的底部的测量探头是否有损坏情况,以及其他所有的部件;
6.两个外侧的重锤导向轮要定期润滑,且防止在检测中拖拽重锤。
六、结束语
城市市政道路建设事业不断繁荣,对于道路路面的维护工作相应的受到关注,针对市政道路中的水泥混凝土路面病害的预防处理需要从各方面出发。通过上述文章对落锤式弯沉仪的分析,可以看出,FWD的主要目的,就是利用计算机按弹性层状体系理论的计算模式和程序,再由各传感器的表面弯沉测定值反算路面各层材料的弹性模量,然后评定出道路的承载能力。此外FWD外还有许多其他的用途,如预测路面的残余寿命,即疲劳使用寿命,以及其他各种检查等。科技大发展是日新月异的,道路病害检测技术也在不断提高,落锤式弯沉在检测水泥混凝土路面病害中的应用也会越来越多,并且在实践中不断发展,不断地促进市政道路保护事业的发展。
参考文献:
[1]潘志勇,董岩松.市政道路水泥混凝土路面病害处理分析[J].城市建筑,2014,01:270.
[2]张美颖.落锤式与贝克曼梁式弯沉仪的对比试验[J].中国市政工程,2013,04:83-85+88+98.
[3]范勇.落锤式弯沉仪的使用[J].交通科技与经济,2007,03:19-20+23.