道路工程檢測(cè)新技術(shù)簡(jiǎn)介（54頁(yè)）

1、道路工程檢測(cè)新技術(shù)簡(jiǎn)介 道路工程檢測(cè)新技術(shù)簡(jiǎn)介主要內(nèi)容 1 彎沉檢測(cè)新技術(shù) 2 平整度檢測(cè)新技術(shù) 3 抗滑性檢測(cè)新技術(shù) 4 探地雷達(dá)和瑞雷波檢測(cè)技術(shù)1 彎沉檢測(cè)新技術(shù)1.1 彎沉定義彎沉是指路基或路面表面在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)車作 用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂 直變形。1.2 常用的測(cè)定彎沉的方法彎沉檢測(cè)設(shè)備分為兩類四種：第一類為靜態(tài)彎沉，包括回彈彎沉和總彎沉兩種，回彈彎沉由貝克曼梁檢測(cè)，總彎沉用自動(dòng)彎沉儀檢測(cè)。第二類為動(dòng)態(tài)彎沉，有沖擊彎沉和滾動(dòng)彎沉，沖擊彎沉由落錘式彎沉儀(FWD)檢測(cè)，滾動(dòng)彎沉由激光彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)。1.2.1 落錘式彎沉儀（Falling Weight Deflectome

2、ter） 近幾年來(lái)，采用落錘式彎沉儀測(cè)定路面的動(dòng)態(tài)彎沉，并用來(lái)反算路面的回彈模量，已經(jīng)成為世界各國(guó)道路界的熱門話題，這種設(shè)備特別適用于高等級(jí)公路路面的彎沉測(cè)量和承載能力評(píng)定，落錘式彎沉儀是目前國(guó)際上最先進(jìn)的路面強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)設(shè)備之一。（1）主要設(shè)備 落錘式彎沉儀分為拖車式(便于維修存放)和內(nèi)置式（小巧、靈便）。 落錘式彎沉儀由荷載發(fā)生裝置、彎沉檢測(cè)裝 置、運(yùn)算及控制裝置及車輛牽引裝置等組成。 其測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(原理)荷載發(fā)生裝置： 重錘的質(zhì)量及落高根據(jù)使用目的和道路的等級(jí)選擇，荷載由傳感器測(cè)定。如無(wú)需特殊需要，重錘的質(zhì)量為200kg，沖擊荷載為50kN，承載板為十字對(duì)稱分開(kāi)為4部分。彎沉檢測(cè)裝置

3、： 由57個(gè)高精度位移傳感器組成。運(yùn)算及控制裝置： 能在沖擊荷載作用的瞬間內(nèi)，記錄沖擊荷載及各個(gè)傳感器所在位置測(cè)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變形。牽引裝置：牽引FWD并安裝運(yùn)算及控制裝置等的車輛。（2）測(cè)定方法 a.承載板中心位置對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)，承載板自動(dòng)落下，放下彎沉裝置的各個(gè)傳感器。 b.啟動(dòng)落錘裝置，落錘瞬即自動(dòng)落下，沖擊力作用于承載板上，又立即自動(dòng)提升至原來(lái)位置固定。同時(shí)，各個(gè)傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)層表面變形，記錄系統(tǒng)將位移信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并得到峰值，即路面彎沉，同時(shí)得到彎沉盆。 c.提起傳感器及承載板，牽引車向前移動(dòng)至下一個(gè)測(cè)點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行測(cè)定。 1.2.2 自動(dòng)彎沉儀自動(dòng)彎沉儀是測(cè)定路面彎沉的高效自動(dòng)化設(shè)備

4、，可以對(duì)路面進(jìn)行高密集點(diǎn)的強(qiáng)度測(cè)量，適用于路面施工質(zhì)量控制、尚無(wú)坑洞等嚴(yán)重破壞的道路驗(yàn)收檢查及舊路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)，以及路面養(yǎng)護(hù)管理。(1)主要儀器設(shè)備 自動(dòng)彎沉儀測(cè)定車：洛克魯瓦型，由測(cè)試汽車、測(cè)量機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)三部分組成。測(cè)試機(jī)構(gòu)如圖：自動(dòng)彎沉儀測(cè)定車的主要技術(shù)參數(shù)如下： 測(cè)試車軸距 6.75m； 測(cè)臂長(zhǎng)度 1.752.40m； 后軸荷載 100kN； 測(cè)定輪對(duì)路面的壓強(qiáng) 0.7MP； 最小測(cè)試布距 410m； 測(cè)試精度 0.01mm； 測(cè)試速度 1.54.0km/h。（2）工作原理 采用簡(jiǎn)單的杠桿原理。自動(dòng)彎沉儀測(cè)定車在檢測(cè)路段以一定的速度行駛，將安裝在測(cè)試車前后軸之間底盤下的彎沉測(cè)定

5、梁放到車輛底盤的前端并支于地面保持不動(dòng)，當(dāng)后軸雙輪輪隙通過(guò)測(cè)頭時(shí)彎沉通過(guò)位移傳感器等裝置被自動(dòng)記錄下來(lái)，這時(shí)，測(cè)定梁被拖動(dòng)，以兩倍的汽車速度拖到下一測(cè)點(diǎn)，周而復(fù)始地向前連續(xù)測(cè)定，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出彎沉檢測(cè)統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果。（3）測(cè)定方法 a.將自動(dòng)彎沉儀測(cè)定車開(kāi)到檢測(cè)路段的測(cè)定車道上，測(cè)點(diǎn)應(yīng)在路面行車道的輪跡帶上。 b.安放測(cè)量機(jī)構(gòu)。 c.開(kāi)始測(cè)時(shí)，汽車以一定的速度行進(jìn)，測(cè)量頭連續(xù)檢測(cè)汽車后軸左右輪隙下產(chǎn)生的路面瞬間彎沉。通過(guò)位移傳感器將位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳送到數(shù)據(jù)記錄器，待汽車后輪通過(guò)測(cè)量頭后，檢程器上顯示彎沉峰值，打印機(jī)輸出彎沉峰值及測(cè)定距離。 d.第一點(diǎn)測(cè)定完畢后，車輛前面的牽引裝置以兩倍于汽

6、車行進(jìn)的速度把測(cè)量機(jī)構(gòu)拉到測(cè)定輪前方，汽車?yán)^續(xù)行進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，周而復(fù)始地向前測(cè)定。 （4）數(shù)據(jù)處理 測(cè)定結(jié)果應(yīng)按計(jì)算區(qū)間輸出計(jì)算結(jié)果（標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算區(qū)間為100m）。在測(cè)定時(shí)應(yīng)將測(cè)試數(shù)據(jù)保存，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果，即每個(gè)區(qū)間的平均總彎沉值、標(biāo)準(zhǔn)差、代表總彎沉值。 例如對(duì)國(guó)道312線K4091+100K4091+500的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下表：記錄號(hào)路線號(hào)公里樁百米樁平均總彎沉值（0.01mm）標(biāo)準(zhǔn)差（0.01mm）代表總彎沉值（0.01mm）131240911004119.2567923124091200459.91665331240913005518.44292431240914005712.7

7、398253124091500429.09660國(guó)道312線K4091+100K4091+500實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)彎沉車實(shí)現(xiàn)了測(cè)量、記錄和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化，測(cè)量數(shù)據(jù)不受人為因素的干擾，與貝克曼梁的對(duì)比回歸相關(guān)性較好，測(cè)試結(jié)果可靠，檢測(cè)效率高，但不能檢測(cè)路基、路面底基層的彎沉，由于國(guó)產(chǎn)自動(dòng)彎沉車的設(shè)備的制造工藝不過(guò)關(guān)，多數(shù)設(shè)備在使用時(shí)故障率較高，而進(jìn)口設(shè)備又比較昂貴，影響了自動(dòng)彎沉車的使用。2 平整度檢測(cè)新技術(shù)2.1平整度定義路面平整度是以幾何平面為基準(zhǔn)，以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，間斷地或連續(xù)地測(cè)定路面的表面縱、橫方向的凹凸量，它是評(píng)價(jià)路面使用品質(zhì)和施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)。2.2 常用的平整度測(cè)定方法常用的測(cè)定方

8、法有3m直尺測(cè)定法、顛簸累積儀測(cè)定法和激光平整度測(cè)定儀等方法用3m直尺測(cè)定路面平整度，雖然簡(jiǎn)單、直觀，但是測(cè)試速度太慢，所用勞動(dòng)力過(guò)多。目前顛簸累積儀是應(yīng)用最廣泛的反映類設(shè)備，激光平整度測(cè)定儀則是最先進(jìn)的斷面類設(shè)備。2.2.1 激光平整度檢測(cè)儀激光路面平整度測(cè)定儀是一種與路面無(wú)接觸的測(cè)量?jī)x器，測(cè)速快、精度高。 （1）主要儀器 激光平整度測(cè)定儀是一臺(tái)裝備有激光傳感器、加速度計(jì)和陀螺儀的測(cè)試車，它同時(shí)具備有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。（2）工作原理 測(cè)試車以一定（20120km/h）的速度在路面上行駛，固定在車底盤上的一排激光傳感器通過(guò)測(cè)試激光反射回讀數(shù)器的角度來(lái)測(cè)試路面。信號(hào)處理系統(tǒng)將來(lái)自激光傳感

9、器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號(hào)并記錄下來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可顯示出平整度的檢測(cè)結(jié)果。（3）測(cè)定方法 a.首先使用激光構(gòu)造深度儀上的傳感器校合程序在待測(cè)路面上進(jìn)行校核，其峰值（百分?jǐn)?shù)）應(yīng)分布在112114范圍內(nèi)。 b.根據(jù)被測(cè)路面的狀況，選擇一般路面測(cè)量程序或大孔隙粗糙度大的路面測(cè)量程序進(jìn)行測(cè)量 c.測(cè)定車以穩(wěn)定的速度行駛，儀器按每一個(gè)計(jì)算區(qū)間（標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為100m）打印出該段構(gòu)造深度的平均值，激光構(gòu)造儀的適宜行駛速度為35km/h。注意：不要直視激光孔或觀察通過(guò)拋物面發(fā)射回來(lái)的激光束，防止損傷眼睛。只能通過(guò)紅外線顯卡或光譜變換眼睛才可以觀察光束是否存在。2.2.2 車載式顛簸累積儀車載式顛簸累積儀

10、測(cè)定路面的平整度速度快、操作簡(jiǎn)便?？捎闷錂z測(cè)結(jié)果評(píng)定路面施工質(zhì)量和適用期的舒適性。（1）主要設(shè)備 顛簸累積儀：機(jī)械傳感器（固定在測(cè)試車底板上）、數(shù)據(jù)處理器及微型打印機(jī)。 測(cè)試車：旅行車、越野車或小轎車（2）工作原理 測(cè)試車以一定的速度在路面上行駛，路面上的凹凸不平引起汽車的激振，通過(guò)機(jī)械傳感器可測(cè)量后軸同車箱之間的單向位移累計(jì)值VBI，以cm/km為單位，VBI值越大，說(shuō)明路面平整度越差，乘車時(shí)越不舒服。（3）測(cè)試方法 a.汽車停在測(cè)量起點(diǎn)前約300500m處，打開(kāi)處理器的電源，打印機(jī)打印出“VBI”等字頭，在數(shù)碼管上顯示“p”字樣，表示儀器已經(jīng)準(zhǔn)備好。 b.發(fā)動(dòng)汽車向被測(cè)路段駛?cè)?，慢慢加速?/p>

11、保證在到達(dá)測(cè)試起點(diǎn)前穩(wěn)定在選定的測(cè)試范圍內(nèi)。 c.到達(dá)測(cè)試起點(diǎn)時(shí)，按下開(kāi)始測(cè)量鍵“B”，儀器即開(kāi)始自動(dòng)累積被測(cè)路面的單向顛簸值。 d.到達(dá)測(cè)試終點(diǎn)時(shí)，按下所選的測(cè)試路段計(jì)算區(qū)間長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵。 e.連續(xù)測(cè)試。（一般測(cè)試一次即可，如果誤差較大，應(yīng)重復(fù)測(cè)試23次，取平均值作為測(cè)試結(jié)果） 注意：本方法適用于測(cè)定平面表面平整度，以評(píng)定路面的施工質(zhì)量和適用期的舒適性，不適用于在已有較多坑槽、破損嚴(yán)重路面上測(cè)定。3 抗滑性能檢測(cè)新技術(shù)3.1摩擦系數(shù)測(cè)定車測(cè)定路面橫向力系數(shù)由于擺式儀測(cè)定擺值受人為因素影響很大，而且檢測(cè)速度很慢，只適用于一般公路不具備摩擦系數(shù)測(cè)定車時(shí)的抗滑性能檢測(cè)。摩擦系數(shù)測(cè)定車測(cè)定的路

12、面橫向力系數(shù)既表示車輛在路面上制動(dòng)時(shí)的路面抗力，還表征車輛在路面上發(fā)生側(cè)滑時(shí)的路面抗力，因此它是路面縱橫向摩擦系數(shù)的綜合指標(biāo)，反映較高速度下的路面抗滑能力。適用于高速公路和一級(jí)公路上進(jìn)行測(cè)試。（1）主要設(shè)備摩擦系數(shù)測(cè)定車：SCRIM型，主要組成有車 輛底盤、測(cè)量機(jī)構(gòu)、供水系統(tǒng)、荷載傳感器、儀表、操作記錄系統(tǒng)及標(biāo)定裝置等組成。測(cè)量機(jī)構(gòu)：可以為單側(cè)或雙側(cè)各安裝一套，測(cè)試車輪與車輛行駛方向成20角，作用于測(cè)試輪上的標(biāo)準(zhǔn)荷載為2kN，測(cè)試輪胎應(yīng)為3.0020的光面輪胎，其標(biāo)準(zhǔn)氣壓為0.350.01Mpa。 （2）工作原理測(cè)定車上裝有與車輛行駛方向成20角的測(cè)試輪，測(cè)定時(shí)，供水系統(tǒng)灑水，降下測(cè)試輪，并對(duì)

13、其施加一定的荷載，荷載傳感器測(cè)量與測(cè)試輪輪胎面成垂直的橫向力，此力與輪荷載之比即為橫向力系數(shù)。（3）檢測(cè)方法測(cè)試車在測(cè)試路段起點(diǎn)約500m處停住，開(kāi)機(jī)預(yù)熱不少于10min。降下測(cè)試輪，打開(kāi)水閥檢查水流情況是否正常，檢查儀表指數(shù)是否正常，然后提升測(cè)試輪。將車輛行駛到測(cè)試路段，提前100200m處降下測(cè)試輪，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試車速為50km/h，測(cè)試中必須保持勻速。進(jìn)入測(cè)試段后，按開(kāi)始鍵，開(kāi)始測(cè)試。 注意：本方法適用于以標(biāo)準(zhǔn)的摩擦系數(shù)測(cè)定車測(cè)定瀝青路面或水泥混凝土路面的橫向力系數(shù)，測(cè)試結(jié)果可作為竣工驗(yàn)收或使用期評(píng)定路面抗滑能力的依據(jù)。使用時(shí)應(yīng)特別注意在水流還未到測(cè)試輪前方路面時(shí)，不得降下測(cè)試輪，測(cè)試輪降到位

14、后，嚴(yán)禁車輛倒行。3.2 激光構(gòu)造深度儀路面宏觀構(gòu)造深度可用鋪砂法和激光構(gòu)造深度儀測(cè)定。鋪砂法測(cè)定誤差大，效率低。激光構(gòu)造深度測(cè)定儀測(cè)定的構(gòu)造深度與鋪砂法有良好的相關(guān)關(guān)系，而且速度快，精度高。激光構(gòu)造深度儀是小型手推式路面構(gòu)造深度測(cè)試儀器，也稱激光紋理測(cè)試儀，具有運(yùn)輸方便，操作快捷，費(fèi)用低，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。（1）主要設(shè)備激光構(gòu)造深度儀：在兩輪的手推小車上裝有光電測(cè)試設(shè)備、打印機(jī)及操作裝置。最大測(cè)量范圍為20mm，精度0.01m。掃帚、打氣筒、充電器、打印紙、色帶、標(biāo)志板、小紅旗等。（2）工作原理高速脈沖半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生紅外線投射到路面，從投影面上散射的光線由接收透鏡聚焦到以線性布置的光敏二極管

15、上，接收光線最多的二極管位置給出了這一瞬間到路表面的距離，通過(guò)一系列計(jì)算可得出構(gòu)造深度。（3）檢測(cè)方法使用傳感器校核程序在待測(cè)路面上進(jìn)行傳感器校核，其峰值應(yīng)分布在112144范圍內(nèi)。根據(jù)路面被測(cè)情況，選擇一般路面測(cè)量程序或大孔隙粗糙度大的路面測(cè)量程序進(jìn)行測(cè)量。以穩(wěn)定的速度推車行駛進(jìn)行測(cè)定，適宜的行駛速度為35km/h。注意：本方法適用于測(cè)定瀝青路面干燥表面的構(gòu)造深度，用以評(píng)價(jià)路面抗滑及排水能力，但其測(cè)出的構(gòu)造深度不能直接用于評(píng)定路面的抗滑性能，必須換算為鋪砂法的構(gòu)造深度后才能判斷路面抗滑性能是否滿足要求。4 探地雷達(dá)和瑞利波檢測(cè)技術(shù)4.1 路面雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)路面雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)，能在高速公路快速行車情況下，實(shí)施收集公路雷達(dá)信息，然后將信息輸入電腦程序內(nèi)，在很短時(shí)