学文网摘 要：本文主要对对落锤式弯沉仪的有关原理进行研究，并和贝壳曼梁实验进行了比较，从实验中清楚的表明落锤式弯沉仪在道路检测中的使用所具有的显著效果，笔者依据多年经验总结相关建议，提供给相关人士，供以借鉴。
关键词：落锤式弯沉仪；原理；方法
由于落锤式弯沉仪（FWD）在对路基路面进行检测的过程中，能够将梁式弯沉仪所存在的不足之处加以弥补，并且使用现代化设备收集相应的数据，有着速度快、精准性高的特点，并且在相关领域获得了较多的认可。对此，本文主要对FWD在道路检测中的具体使用情况进行分析，进而提出合理化的建议，供相关人士借鉴。
1、工作原理
相关人员利用提锤装置，将具有一定质量的重锤抬高到一定的高度，接着重锤落到指定的平台上，就会产生冲击荷载。而所产生的荷载量通过承载板的形式输送到路面中。这种荷载较好的将行车对路面所产生的动态荷载详细的模拟出来。而路面会因为在荷载的影响下而产生一定的变形情况，就是一个弯沉盆。
测量系统是使用力传感器以及相应的传感器将最大冲击荷载所产生的数值以及相应的弯沉值测量出来，将被测路面所具有的动态变形模量值详细的计算出来。
2、主要设备
一般情况下，落锤式弯沉仪主要分为两个种类，一种是拖挂式，另一种是内置式，有诸多装置共同组成，如荷载发生装置、车辆牵引体系等。
（1）荷载发生装置。由于重锤所具有的质量以及下落的高度是依据具体使用情况以及道路而进行选取的，荷载一般都是由传感器进行检测的。通常情况下，重锤的质量普遍在200kg±10kg的范围内，可利用相应的冲击荷载，由于承载板直接大概为30cm左右，因此对路面所产生的压强恰好是0.7MPa。
（2）对于弯沉检测装置来说，是具有狗啊精度位移传感器构成的检测装置。
（3）就运算控制系统而言，可以在冲击荷载作用的基础上，将冲击荷载以及不同位置所产生的动态变形情况仔细的记载下来，利用现代化设备加以处理。
3、方法和步骤
3.1准备工作
a）调整重锤的质量及落高，使重锤的质量及产生的冲击荷载符合第2条的要求。b）在测试路段布置的测点，其位置或距离随测试需要而定。当在路面表面测定时，测点布置在行车道的轮迹带上。测试时，还可利用距离传感器定位。c）检查FWD的车况及使用性能，用手动操作检查，各项指标符合仪器规定要求。d）将FWD牵引至测定地点，将仪器打开，进入工作状态。牵引FWD行驶的速度不宜超过50km/h。e）对位移传感器按仪器使用说明书进行标定，使之达到规定的精度要求。
3.2测试步骤
a）承载板中心位置对准测点，承载板自动落下，放下弯沉装置的各个传感器。b）启动落锤装置，落锤瞬即自由落下，冲击力作用于承载板上，又立即自动提升至原来位置固定。同时，各个传感器检测结构层表面变形，记录系统将位移信号输入计算机，并得到峰值，即路面弯沉，同时得到弯沉盆。每一测点重复测定应不少于3次，除去第一个测定值，取以后几次测定值的平均值或直接取第3次落锤测值作为计算依据。c）提起传感器及承载板，牵引车向前移动至下一个测点，重复上述步骤，进行测定。
4、对比实验
4.1路段选择
因为不同路面中所具有的材料、路基的基本情况、水文条件等方面都存在较大的差异性，所呈现出来的对比关系也是不一致的。为了将数据的精确度加以提升，相关人员应当依据各个地区的具体情况而选择具有典型意义的路段，并将FWD与贝克曼梁弯沉仪（BB）进行详细的比较，为动弯沉换转变成回弹弯沉值提供方便。相关人员选择了一段距离在300～1000m范围内的路段，而相应的弯沉值应当具备变化的幅度。
4.2对比试验步骤
a）采用与实际使用相同且符合要求的FWD及BB弯沉仪测定车，FWD的冲击荷载应与BB弯沉仪测定车的后轴双轮荷载相同。b）用油漆标记对比路段起点位置。c）按规程用BB定点测定回弹弯沉，测定车开走后，以测点为圆心画一个半径为15cm的圆，嗣鞑獾阄恢谩d）将FWD的承载板对准圆圈，位置偏差不超过30mm。两种仪器对同一点弯沉测试的时间间隔不超过10min。
4.3对比试验结果
不妨设x和y之间具有良好的线性关系，即y=Ax+B，通过对比数据的回归计算确定A、B值，并计算其线性相关系数R。
式中：Ex、Ey、Exy分别为xi、yi和（xi×yi）的算术平均值；Sx、Sy分别为xi、yi的标准差；A为线性回归系数，B为常数，R为线性相关系数。
在计算时首先计算出Ex、Ey、Exy、Sx、Sy5个随机变量的数字特征值，然后利用公式（2）、（3）、（4）分别得出R、A、B的值。
根据《公路路基路面现场测试规程》，当R≥0.95时，两种检测方法具有线性相关性，可以使用落锤式弯沉仪进行道路检测和评价。
为方便起见，可利用CASIOFx-4850P微型计算机“双变量统计计算”法，将相应的的125组数据输入其中计算，得出Ex、Ey、Exy、Sx、Sy5个随机变量的数字特征值。
5、检测报告
当相关人员在对落锤式弯沉仪进行检测的过程中，将相应的工作界面打开，然后找到有关信息，将A=0.9337、B=-2.7338这一参数输入到界面中，并且依据地域中具有的季节、温度等因素选择恰当的参数以后，就可以依据“方法和步骤”的操作形式依次检测。当所有内容都检测完毕以后，现代化设备就立刻形成了一份报告，具体的内容请看下面：
a）与贝克曼梁弯沉仪对比试验的相关关系式、相关系数。b）各测点的最大弯沉测定数据。c）每一个评定路段全部测点弯沉的平均值、标准差、代表弯沉值和评定结果及特异值点情况。
6、结语
通过以上内容的论述，可以得知：本文主要将FWD应用到道路检测中的基本原理以及操作要点进行了研究，FWD有着较多的优势，如速度快、较高的精准度等，在大规模的测试中较为适合，在某种程度上为道路设计提供了重要的参考依据，属于一种新型的检测技术，相信在未来的发展道路上有着广泛的前景。
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