路面無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的研究與應(yīng)用

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1、DOI:10.16262/j.cnki.1000-8217.1998.02.005中國(guó)科學(xué)基金l卯8年·學(xué)科進(jìn)展·路面無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的研究與應(yīng)用王復(fù)`明劉文廷,(鄭州工業(yè)大學(xué)鄭州45X(X)2。[摘要〕木文綜合介紹路面無(wú)損檢測(cè)與結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)方面的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景主要內(nèi)容包括:路;IWD;而強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況路面檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理路面結(jié)構(gòu)反分析基本。方法和路而評(píng)價(jià)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用〔關(guān)鍵詞〕路面,無(wú)損檢測(cè),落錘式彎沉儀,反算1路面強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)是公路建設(shè)與管理中的關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)。它不僅對(duì)檢驗(yàn)和控制工程質(zhì)量是至關(guān)

2、重要的,而且決定著路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)決策的科學(xué)化水平,從而直接影響?zhàn)B路資金分配的。,,合理性近20年來(lái)路面無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的研究和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外受到日益廣泛的重視。其中路面強(qiáng)度檢測(cè)與結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)一直是道路工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題,。彎沉作為反映路面強(qiáng)度的重要力學(xué)指標(biāo)其檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展十分迅速自從1953年貝,ee克曼(Bknlman)發(fā)明了梁式彎沉儀以來(lái)路面彎沉檢測(cè)設(shè)備已從靜態(tài)彎沉儀發(fā)展到模擬行車(chē)荷載作用的落錘式彎沉儀(I〕,。,FW)從單點(diǎn)彎沉測(cè)試發(fā)展到完整彎沉盆的測(cè)試相應(yīng)地路面結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)也從以最大彎沉為依據(jù)評(píng)價(jià)路面整體強(qiáng)度,發(fā)展到以彎沉盆為基礎(chǔ)反演路。l旬結(jié)構(gòu)層剛度

3、組成目前,D已被普遍認(rèn)為是較理想的彎沉檢測(cè)設(shè)備川。至今已有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)先哪。I),130,后應(yīng)用FW)I<美國(guó)是FW應(yīng)用最為廣泛的國(guó)家現(xiàn)己擁有余套FWD檢測(cè)系統(tǒng)并在。卜WD數(shù)據(jù)分析和路面結(jié)構(gòu)層剛度反演方面開(kāi)展了大量的研究工作,,198年美國(guó)實(shí)施了著名的戰(zhàn)略性公路研究計(jì)劃(SHRP)其中路面跟蹤檢測(cè)與長(zhǎng)期使川性能研究將進(jìn)行20年,近20個(gè)國(guó)家和地區(qū)參加了該項(xiàng)目的國(guó)際合作研究。該項(xiàng)研究在美,閑和加拿大部分地區(qū)建立了n4o個(gè)長(zhǎng)期觀測(cè)路段選用FWI〕作為路面彎沉檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,并對(duì)FWI〕檢測(cè)規(guī)程、精度指標(biāo)及標(biāo)定方法制定了具體的要求和規(guī)定,從而使FWD檢測(cè)

4、技術(shù)的應(yīng)用步入了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的階段圖。由于我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)起步較晚,路面檢測(cè)技術(shù)總體上還比較落后。以彎沉檢測(cè)為.11洲奴i年度國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者本課題獲國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家教委優(yōu)秀年輕教師基金資助,并被列人“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目.幾本文Jl望)7年4月7日收到第期〔復(fù)明等路面無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的研究與應(yīng)用,。例至今國(guó)內(nèi)仍依賴60年代引進(jìn)的貝克曼梁這種以人工操作為主的檢測(cè)手段不僅難以準(zhǔn)確檢驗(yàn)工程質(zhì)量,而且也無(wú)法滿足養(yǎng)護(hù)管理工作對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)期、大范圍檢測(cè)的需要。因,,此雖然我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)規(guī)范要求對(duì)二級(jí)以上的公路每年必須全部實(shí)測(cè)現(xiàn)有強(qiáng)度但實(shí)

5、際上難。,以實(shí)施由于缺乏先進(jìn)而實(shí)用的路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)手段公路管理部門(mén)主要根據(jù)對(duì)現(xiàn)有路況的,,。直觀或定性了解采用經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)制定路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)對(duì)策因而難免受主觀因素的影響這種傳統(tǒng)的決策方法,不僅效率低,而且存在明顯的不合理性,難以使有限的養(yǎng)路資金充分發(fā)揮效。,、、、益80年代后期以來(lái)交通部公路研究所東南大學(xué)航天部第一計(jì)量測(cè)試研究所同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱建筑大學(xué)、,先后開(kāi)展了。I、們〕鄭州工業(yè)大學(xué)等單位FWD應(yīng)用技術(shù)研究在設(shè)備研制、測(cè)試技術(shù)開(kāi)發(fā)、路面結(jié)構(gòu)反分析理論與方法研究和路面評(píng)價(jià)軟件開(kāi)發(fā)等方面均取得。了顯著的成果,,近年來(lái)我國(guó)正興起一場(chǎng)大規(guī)模的高等級(jí)公路建設(shè)熱潮發(fā)展高

6、新檢測(cè)技術(shù)是高等級(jí)公,、。路建設(shè)與管理的必然要求不少單位已引進(jìn)科盯〕等快速無(wú)破損路面檢測(cè)系統(tǒng)新實(shí)施的,、,路面路基現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程將FWD貝克曼梁和自動(dòng)彎沉儀一起列入路面彎沉檢測(cè)基本設(shè)備。對(duì)于加快FWI)檢測(cè)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用將起到有力的推動(dòng)作用2PWD路面檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理,。,本文以l萬(wàn)natestIWI〕為例簡(jiǎn)要介紹FWD的工作原理DyllatestlWl〕是由l〕yllatest國(guó)際,集團(tuán)公司研制開(kāi)發(fā)的高科技路面強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)其技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性和可靠性代表了當(dāng)前路,。面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展水平并在國(guó)際上得到廣泛應(yīng)用。Dynatfwl)檢測(cè)系統(tǒng)主要包

7、括FWI)掛車(chē)夕以x〕型信息處理系統(tǒng)和微機(jī)操作系統(tǒng)FWI〕est。,:通過(guò)液壓系統(tǒng)提升一重錘然后釋放掛車(chē)由加載系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)構(gòu)成其基本工作原理是,。,下落從而對(duì)路面施加一沖擊荷載荷載的大小通過(guò)改變提升高度或錘重來(lái)調(diào)節(jié)并由壓力傳。。感器精確測(cè)定這種加荷方式較好地模擬了行車(chē)荷載對(duì)路面的作用路面的變形(彎沉)由一。組傳感器測(cè)定】〕ynatestFwl〕通常在距荷載中心1.sm的范圍內(nèi)布置7一習(xí)個(gè)速度傳感器。表1功仙etstl、~D主要技術(shù)指標(biāo)吠眾07一12.0t)型信息處理系統(tǒng)記錄荷載和路面變形的荷載范圍-。全部時(shí)程信息整個(gè)操作過(guò)程均通過(guò)微機(jī)實(shí)位移傳感器分辨

8、率1腳。、士現(xiàn)位移傳感器系統(tǒng)誤差2%1)yllatestD主系統(tǒng)測(cè)速每測(cè)點(diǎn)約wF