Войти
Дефлектометр падающего груза, буксируемый грузовиком A Дефлектометр падающего груза (FWD) - используемое испытательное устройство инженерами-строителями для оценки физических свойств дорожного покрытия на автомагистралях, местных дорогах, покрытиях аэропортов, портовых территориях, железнодорожных путях и в других местах. Данные, полученные от FWD, в основном используются для оценки структурной способности покрытия, для облегчения проектирования перекрытия или определения того, перегружено ли покрытие. В зависимости от конструкции переднеприводной автомобиль может располагаться внутри буксируемого прицепа или может быть встроен в самоходное транспортное средство, такое как грузовик или фургон. Транспортные средства комплексного дорожного обследования обычно состоят из переднего привода, установленного на тяжелом грузовике, вместе с георадиолокацией и глушителем ударов.
. Во время испытаний FWD подвергает поверхность дорожного покрытия воздействию импульса нагрузки, который имитирует нагрузку от катящегося колеса автомобиля. Импульс нагрузки создается опусканием большого груза на «буфер», который формирует импульс, а затем передается на дорожное покрытие через круглую пластину нагрузки. Данные собираются с различных датчиков для использования при анализе свойств дорожного покрытия после испытаний. Датчики прогиба используются для измерения деформации покрытия в ответ на импульс нагрузки. В некоторых FWD величина приложенного импульса нагрузки является предполагаемой постоянной величиной, определяемой конструкцией системы; в других случаях сила измеряется датчиками веса.
Нагрузочная пластина может быть цельной или сегментированной. Сегментированные грузовые пластины адаптируются к форме дорожного покрытия для более равномерного распределения нагрузки на неровных поверхностях. Диаметр нагрузочной пластины обычно составляет 300 мм на дорогах и 450 мм в аэропортах, а нагрузка для дорожных испытаний составляет около 40 кН, создавая давление около 567 кПа под нагрузочной пластиной (50 кН / 707 кПа в соответствии с европейским стандартом).
Существует два разных типа систем воздействия нагрузки; Одномассовая и двухмассовая.
В системе с одной массой груз опускается на единственный буфер, соединенный с нагрузочной пластиной, которая, в свою очередь, опирается на испытуемую поверхность. Одномассовые FWD обычно меньше, быстрее и дешевле, но при использовании на мягких почвах могут переоценивать пропускную способность дорожного покрытия из-за инерции массы материала дорожного покрытия.
В двухмассовой системе вес падает на сборку, состоящую из первого буфера, второго веса и второго буфера. Это обеспечивает более длительную продолжительность нагрузки, которая более точно моделирует нагрузку на колесо, обеспечивает более высокую воспроизводимость и дает более точные результаты на покрытиях, построенных на мягких грунтах.
Во всех системах важны форма импульса нагрузки и время нарастания. потому что это может повлиять на пиковые значения центрального прогиба от 10% до 20%.
Датчики отклонения используются для измерения деформации покрытия в ответ на нагрузку пульс. Датчики устанавливаются радиально от центра нагрузочной пластины на типичных смещениях 0, 200, 300, 450, 600, 900, 1200 и 1500 мм (прогибы, измеренные на этих смещениях, обозначаются D0, D200, D300 и т. Д.).
Используются два типа датчиков отклонения: геофоны и сило-балансные сейсмометры. Сейсмометры имеют встроенные калибровочные устройства и более высокие диапазоны измерения прогиба (5 мм против 2 мм). В геофонах нет встроенных калибровочных устройств, и они более чувствительны к возмущениям непосредственно перед ударом, поскольку первоначальная ошибка интегрирована, но они намного дешевле, чем сейсмометры.
Данные FWD наиболее часто используются для расчета параметров, связанных с жесткостью конструкции дорожного покрытия. Процесс расчета модулей упругости отдельных слоев в многослойной системе (например, асфальтобетон поверх базового слоя поверх земляное полотно ), основанное на прогибах поверхности, известно как «обратный расчет», поскольку нет решения в закрытой форме. Вместо этого предполагаются начальные модули, вычисляются прогибы поверхности, а затем модули регулируются итеративным способом, чтобы сойтись с измеренными прогибами. Этот процесс требует больших вычислительных ресурсов, хотя на современных компьютерах он быстр. Это может дать весьма вводящие в заблуждение результаты и требует наличия опытного аналитика. Обычно используются следующие программы обратного расчета:
Многие аналитики используют упрощенные методы для расчета связанных параметров, которые носят эмпирический характер. Наиболее распространенным является максимальное отклонение под центром нагрузочной пластины (D0), которое связано с эмпирическими измерениями, такими как отклонение балки Бенкельмана (после незначительной корректировки различий в двух устройствах). Исторически некоторые использовали радиус кривизны (D0-D200), но сейчас это не в чести, потому что ясно, что стальная загрузочная пластина диаметром 300 мм влияет на форму отклоняющей чаши между центром (D0) и датчиком D200 на 200 мм.. Однако это означает, что много полезной информации о форме отклоненной чаши теряется. Хорак и Эмери опубликовали индексы, использующие эту информацию: BLI = D0-D300 и дает представление о производительности базового курса, MLI = D300-D600 и дает представление о производительности подбазы, а LLI = D600-D900 и дает указание производительность земляного полотна. Эти и другие подобные показатели известны как факторы формы. Данные FWD также могут быть очень полезны, помогая инженеру разделить длину дорожного покрытия на однородные участки.
Данные FWD также можно использовать для расчета степени передачи нагрузки между соседними бетонными плитами и для обнаружения пустот под плитами.
Легкий дефлектометр (LWD) - это портативный дефлектометр с падающим грузом, используемый в основном для проверки модулей основания и земляного полотна на месте во время строительства. Измерение LWD выполняется быстрее, чем метод измерения изотопов, и не требует эталонных измерений. Оборудование не имеет радиоактивных источников и может эксплуатироваться одним человеком, что позволяет проводить анализ данных на месте и распечатывать отчеты. Некоторые LWD не имеют датчика нагрузки и предполагают номинальное значение нагрузки, тогда как другие используют датчик нагрузки для измерения фактической нагрузки. В зависимости от системы, LWD может иметь один геофон, расположенный в центре, или может иметь два геофона, обычно расположенных в положениях 300 и 600 мм.
Дефлектометр для быстрого падающего груза (FFWD) - это FWD с пневматическим или электрическим приводом, а не гидравлическим, что делает механику в несколько раз быстрее.
Дефлектометр тяжелого груза (HWD) - это отклонитель падающего груза, который имеет более высокие нагрузки (обычно от 300 кН до 600 кН) и используется в основном для испытания покрытий в аэропортах. Распространенное заблуждение состоит в том, что для проверки способности аэропорта обслуживать тяжелые воздушные суда необходимы более высокие нагрузки, но на самом деле методы испытаний предназначены не для проверки прочности конструкции, а для определения свойств материала конструкции.
Дефлектометр с подвижным грузом (RWD) - это дефлектометр, который может собирать данные на гораздо более высокой скорости (до 55 миль в час), чем FWD, что позволяет собирать данные без контроля движения и закрытия полосы движения. Он выполнен в виде тягача с прицепом с лазерными измерительными приборами, установленными на балке под прицепом. В отличие от FWD, который приостанавливает выполнение измерений, RWD собирает данные об отклонении во время движения.
Испытательные материалы описаны в ASTM D 4694, а метод испытаний определен в ASTM D 4695.140
