路基強度的快速無損檢測與控制分析

1、<p>　　路基強度的快速無損檢測與控制分析</p><p>　　摘要：公路是一種線性工程的構造物，其主要承受交通車輛作用以及外部環(huán)境以及設備的影響，公路由路基、路面、橋涵、隧道、防護工程、以及排水設備組成。路基是公路的基礎結構，是重要組成部分。路基的穩(wěn)定與安全是保證公路正常運行的基本條件，不同級別的公路，路基具有不同的強度以及穩(wěn)定性。本文介紹了PFWD無損檢測設備的使用過程，分析了路基強度控制標準。

2、</p><p>　　關鍵詞：強度、密實度、措施、分析 </p><p>　　中圖分類號：B025文獻標識碼： A </p><p>　　路基是路面結構的支撐體，路基強度不夠、穩(wěn)定性差以及外荷載過大都會使路基損壞。路基的施工質量是保證其不易受損的基礎因素，如何快速可靠地進行路基施工質量評價，有效地進行路基施工過程質量控制，及時消除路基施工質量隱患，是確保公路高質量的

3、關鍵因素。確定路基強度方法主要是通過測量回彈模量，目前工程建設中常用的方法有查表法、現(xiàn)場承載板測試法、貝克曼測試換算法、室內試驗測定法、CBR法以及路表彎沉反算法。查表法不需要試驗測定，其余幾種均需通過試驗測定。針對于反算法中的彎沉試驗的無損檢測，常用的儀器設備是落錘式彎沉儀(FWD)，在此基礎上發(fā)展出來了PFWD(動力模量快速無損檢測設備)，本文通過對PFWD設備使用介紹了路基強度無損檢測的過程，在此基礎上介紹了相關的控制措施。 &l

4、t;/p><p>　　一、PFWD無損檢測的過程分析 </p><p>　　1、PFWD無損檢測的機理分析 </p><p>　　PFWD能夠比較真實的反映出車輪對路面的實際作用情況，目前這種方法在我國公路工程建設過程中的應用也是非常廣泛。但是PFWD無損檢測也遇到一項比較棘手的問題，那就是此方法需要對不同的填料進行配置，才能夠獲得比較好的測試效果，這個問題也給我們公路

5、彈性模量測試帶來了一些問題。PFWD無損檢測原理是：某一高度自由下落的重錘會對路基表面的承載板以及底座產(chǎn)生一定的沖擊作用，此時承載板以及路基表面將會出現(xiàn)一定的位移，PFWD無損檢測設備上面的壓力傳感器以及位移傳感器將會及時記錄位移、荷載等數(shù)據(jù)，然后利用計算機對數(shù)據(jù)進行整理分析，可以通過壓力以及位移的峰值反映出彈性模量的大小。PFWD無損檢測沖擊荷載大小與重錘重量、自由下落高度以及承載板直徑大小都有一定的關系，路基路面結構的分層強度以及剛

6、度可以通過增加位移傳感器進行測試，數(shù)據(jù)傳輸方式根據(jù)情況靈活選用。所有對于路基模量進行測試，根據(jù)路基的應力應變特性、力學分析模型和實際受力狀況進行具體分析。 </p><p>　　2、PFWD無損檢測過程分析 </p><p>　　PFWD無損檢測過程可以簡單分為儀器設備準備、測試過程以及結束三個過程?，F(xiàn)場測試設備的準備主要是PFWD無損檢測設備的組裝，需要將數(shù)據(jù)連接線的兩端與計算機的RS2

7、32串口與PFWD底座數(shù)據(jù)I/O端口，啟動PFWD以及計算機電源，并啟動計算機上面的數(shù)據(jù)采集程序，在進行數(shù)據(jù)測試時，需要嚴格的設備檢測，啟動PFWD以及計算機設備，還要啟動計算機上面的數(shù)據(jù)采集以及分析程序，只有上述準備過程嚴格操作，才能保證數(shù)據(jù)準確性以及可代表性。當PFWD設備檢測完畢后，此時設備就進入了待機狀態(tài)，然后就可以按照我們的工作計劃進行實際測試了。 </p><p>　　1）在需要測試的路面上，每隔20

8、cm作為一個測試點。 </p><p>　　2）PFWD安裝需要人工或者小拖車進行配合，安裝點位要經(jīng)過提前安排。 </p><p>　　3）在計算機中進行PFWD數(shù)據(jù)采集和分析，需要求出路面測試段的特征以及測試參數(shù)，參數(shù)包括測點序號、測點位置氣溫值大小、承載板半徑、泊松系數(shù)以及備注說明情況等等。 </p><p>　　4）按下計算機鍵盤上面的F12鍵，此時計算機就可

9、以立即進入數(shù)據(jù)采集工作狀態(tài)。 </p><p>　　5）操作人員將重錘向上提起到一定高度，鎖定桿將自動卡緊，以避免重錘松落砸傷設備或者施工操作人員。 </p><p>　　6）用手控制好PFWD手柄，同時鎖定桿保護插銷，快速扳動鎖定桿。 </p><p>　　7）計算機會自動采集荷載和以及位移數(shù)據(jù)，并繪制相關變化曲線，同時還會記錄最大壓力P以及最大彎沉值l，并由此計

10、算路基彈性模量值，另外可以獲得落錘沖擊橡膠墊塊的沖擊時間。 </p><p>　　8）測量人員可以檢測電腦測定數(shù)據(jù)是否滿足要求，如果滿足相關要求，那么可以按F2鍵或者保存菜單項，或者按下控制面板上面的紅鍵，及時保存路面彈性模量測量數(shù)據(jù)。如果不能滿足測試要求，那么可以按ESC或者cancel鍵取消測試結果。 </p><p>　　9）返回第四步的測試過程，進行下一個錘擊過程，每個測試點不能少

11、于4個樣本，有效數(shù)據(jù)應該保證在3組或者3組以上。 </p><p>　　10）當此路面測試點檢測完畢后，需要在計算機數(shù)據(jù)采集軟件中設置下一個測點序號，或者按控制面板的藍鍵2次改變測點序號 </p><p>　　11）返回第2步測試過程，進行下一測試過程。 </p><p>　　上面就是一個完整的測試過程，待測試完畢后，應該在保存完最后一錘測試數(shù)據(jù)后，點擊關閉菜單選項

12、，關閉計算機計算程序以及控制面板。 </p><p>　　3、強度檢測結果分析 </p><p>　　公路路基一般是彈塑性體，其本構關系一般是呈現(xiàn)非線性的。但是在PFWD荷載作用下的時間是比較短暫的，一般不會超過25ms，也就是說路基還沒有充分時間進行形變，作用過程就已經(jīng)結束了，所以我們可以知道這個變形過程主要是以回彈變形為主。 </p><p>　　二、路基施工質

13、量控制標準分析 </p><p>　　我國針對于路基強度標準研究的三個重要指標是土基回彈模量、回彈彎沉以及現(xiàn)場CRB值，這三個數(shù)值分別表示了土基彈性變形、承載能力、強度三個性質。公路設計人員路基強度參數(shù)選用土基回彈模量，設計標準采用的是路基回彈彎沉，檢驗土基強度是CRB值。 </p><p>　　路基建設指標中的壓實度與含水率是有著一定關聯(lián)的，當路基處于最佳含水率時才可以進行壓實作業(yè)，路基

14、施工才能最經(jīng)濟并能確保質量。另外，在路基運營過程中，含水率對路基的穩(wěn)定性、強度以及剛度起著非常重要的作用。含水率過低的路基，使用性能會比較差，相反來說，含水率高的路基回填量大，使用效果比較好。路基含水率變化，其剛度、強度以及穩(wěn)定性也會產(chǎn)生比較大的變化，此時可以采用多元對數(shù)關系進行路基強度分析： </p><p>　　y=a.Kb.wc </p><p>　　此公式中的y為因變量，這是一個經(jīng)

15、驗數(shù)值，K是壓實度，w為路基的含水率，a為系數(shù)項，b和c均為冪系數(shù)項。 </p><p>　　由于我國幅員廣闊，不同地區(qū)的路基具有不同的土質類型，各個成型路基上建立的土基回彈模量與彎沉值關系式只適用于本地區(qū)的同種土質情況，當土質相似時可以借鑒之前的相關數(shù)據(jù)加以驗證分析。本文從路基強度無損檢測設備分析入手，介紹了PFWD的工作特性以及應用性能指標、測試程序，在此基礎上分析了壓實度與強度、含水率的關系，以此闡述了路基

16、施工質量控制的可行性。相信隨著科技的進步以及施工技術的快速發(fā)展，我國公路路基施工質量將會越來越好。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　【1】戴惠民;高偉;王興隆;楊猛;滕竣 常季凍區(qū)公路基墊層材料與路基強度變化規(guī)律探討【J】東北公路，2004,07 </p><p>　　【2】田小波;魏建明;張俊 粉煤灰路

17、基強度特性影響因素分析與研究【J】中外公路，2007,04 </p><p>　　【3】晁德志;吳雄飛;趙永國;蔣宗 岑山區(qū)一級公路升級改造工程路基穩(wěn)定性評價及加固技術 【J】公路，2010,03 </p><p>　　【4】謝國棟;朱洪洲;陳森FWD和承載板在路基強度檢測中的對比分析【J】公路工程，2004,07 </p><p>　　【5】賀永利 提高高等級公路