JJG(交通) 133-2023 落锤式弯沉仪

JJG(交通)133—2023落锤式弯沉仪检定规程分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分分JJG(交通)133—2023分分分分分分分分分分分分分分分分分归口单位:全国公路专用计量器具计量技术委员会主要起草单位:交通运输部公路科学研究所参加起草单位:重庆市交通规划和技术发展中心中路高科交通科技集团有限公司北京公科固桥技术有限公司甘肃省公路发展集团有限公司本规程委托全国水运专用计量器具计量技术委员会负责解释JJG(交通)133—2023本规程主要起草人:刘璐(交通运输部公路科学研究所)窦光武(交通运输部公路科学研究所)蔡嘉程(交通运输部公路科学研究所)参加起草人:李铁军(重庆市交通规划和技术发展中心)张冰(中路高科交通科技集团有限公司)陈磊(北京公科固桥技术有限公司)张建军(甘肃省公路发展集团有限公司)JJG(交通)133—2023Ⅰ引言 3计量性能要求 4通用技术要求 5计量器具控制 附录A荷载修正系数测量方法 附录B弯沉修正系数测量方法 附录C落锤式弯沉仪检定记录表 附录D落锤式弯沉仪检定证书内页格式 附录E落锤式弯沉仪检定结果通知书内页格式 JJG(交通)133—2023Ⅲ本规程代替JJG(交通)133—2017《落锤式弯沉仪》,与JJG(交通)133—2017相比,除编辑性修改外,主要技术内容变化如下:—修改了落锤式弯沉仪的结构示意图(见第2章,2017年版的第2章);—增加了荷载传感器示值误差的计量性能要求和检定方法(见3.1、5.3.4);—修改了荷载示值误差的计量性能要求和检定方法(见3.2、5.3.5,2017年版的3.4);—增加了弯沉传感器幅值线性度的计量性能要求和检定方法(见3.4、5.3.7);—修改了弯沉示值误差的计量性能要求和检定方法(见3.5、5.3.8,2017年版的本规程历次发布情况:—JJG(交通)133—2017。JJG(交通)133—20231落锤式弯沉仪检定规程本规程适用于落锤式弯沉仪的首次检定、后续检定和使用中检查。落锤式弯沉仪用于测试路基路面的动态弯沉值。落锤式弯沉仪按照重锤质量的不同分为轻型落锤式弯沉仪和重型落锤式弯沉仪,轻型落锤式弯沉仪的重锤标称质量小于等于210kg,重型落锤式弯沉仪的重锤标称质量大组成,其中,荷载发生装置由重锤、橡胶缓冲装置、荷载传感器、承载板组成。落锤式弯沉仪的结构示意见图1。图1落锤式弯沉仪结构示意图1—重锤;3—荷载传感器;5—弯沉传感器;7—路表测温装置;2—橡胶缓冲装置;4—承载板;6—里程计;8—控制系统。落锤式弯沉仪通过控制系统启动荷载发生装置,使固定质量的重锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传递到路基路面。通过施加脉冲荷载,使得路基路面表面产生瞬时变形,水平分布于距重锤不同距离的弯沉传感器检测结构层表面的最大变形。3计量性能要求3.1荷载传感器的示值误差荷载传感器的示值相对误差应不超过±3%。荷载示值相对误差应不超过±5%。荷载重复性应不大于2%。3.4弯沉传感器的幅值线性度弯沉传感器的幅值线性度应不超过±3%。JJG(交通)133—202323.5弯沉示值误差弯沉示值相对误差应不超过±5%。3.6弯沉重复性弯沉重复性应不大于2%。3.7温度示值误差当温度为(-10~20)℃时,温度示值误差应不超过±2℃;当温度为(20~80)℃时,温度示值相对误差应不超过±10%。3.8距离示值误差4通用技术要求落锤式弯沉仪的外观应无影响使用的缺陷。落锤式弯沉仪的铭牌应清晰,内容应包括仪器名称、型号、制造厂和出厂编号等。控制系统应正常控制运行,能够采集温度以及距离的数据,并能够根据修正系数计算荷载和弯沉数据。5计量器具控制环境要求如下:a)环境温度:(-10~50)℃;b)周围应无影响工作的振动源存在;检定器具要求如下:a)测力仪:测量范围(10~120)kN,最大允许误差不超过±0.5%;b)测力仪:测量范围(30~300)kN,最大允许误差不超过±0.5%;c)加速度计:测量范围(10~2000)μm,灵敏度幅值线性度不超过±3%;d)辐射温度计:测量范围(-10~80)℃,最大允许误差不超过±1℃;e)钢卷尺或测距仪:测量范围(0~100)m,最大允许误差不超过±0.1m;f)电压表:测量范围(0~100)V,最大允许误差不超过±5.0%;5.2检定项目检定项目见表1,检定记录表格式见附录C。JJG(交通)133—20233表1检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查通用技术要求外观+++铭牌+++运行情况+++荷载传感器的示值误差+ 荷载示值误差++ 荷载重复性+++弯沉传感器的幅值线性度+ 弯沉示值误差++ 弯沉重复性+++温度示值误差++-距离示值误差+-+目测和手感检查。启动并运行落锤式弯沉仪,操作落锤式弯沉仪检测,观察是否可以正常运行,数据是否可以正常采集,能否根据修正系数计算荷载和弯沉数据。当检定工作中需要获得修正系数时,可按照附录A、附录B规定的方法分别测得荷载修正系数以及弯沉修正系数。检定步骤如下:a)将荷载传感器与测力仪同轴安装在冲击力激励平台上,测力仪在荷载传感器的正下方;b)启动冲击力激励平台,调整重锤高度,使其产生额定冲击力值(轻型落锤式弯沉仪为50kN,重型落锤式弯沉仪为90kN),预冲击3次;c)控制重锤落下,同时采集荷载传感器与测力仪测得的冲击力值;d)按公式(1)计算冲击时荷载传感器冲击力值的单次示值误差;ΔF式中:ΔF—荷载传感器冲击力值的单次示值相对误差;Fbi—冲击时,荷载传感器测得的冲击力值,kN;JJG(交通)133—20234fbi—冲击时,测力仪测得的冲击力值,kN。e)重复步骤c)~d)3次,计算单次示值误差的算术平均值作为荷载传感器的示值误差。检定步骤如下:a)将测力仪平放于水平路面,操作落锤式弯沉仪,使其承载板位于测力仪的正上方;b)设置轻型落锤式弯沉仪的荷载为50kN(重型落锤式弯沉仪的测点为90kN),启动落锤式弯沉仪的控制系统,稳定落锤3次(不提升承载板)后,重复落锤10次;c)记录重复落锤时每次测力仪和落锤式弯沉仪荷载传感器的测量结果,分别计算10次测量结果的算术平均值;d)按公式(2)计算荷载示值相对误差。式中:F—荷载示值相对误差;Fi—落锤式弯沉仪荷载测量结果的平均值,kN;fi—测力仪测量结果的平均值,kN。采用5.3.5中落锤式弯沉仪10次重复测量测得的荷载值Fi,按公式(3)计算荷载重复性。式中:CF—荷载重复性,用变异系数表示;Fi—落锤式弯沉仪第i次测量测得的荷载值,kN;n—测量次数,此处取n=10。检定步骤如下:a)将弯沉传感器与振动激励平台的加速度传感器同时安装在振动激励平台的台面中心;b)操作振动激励平台,使其在50Hz的频率和5cm/s的速度下进行正弦激振;c)用电压表记录弯沉传感器输出的电压值,按公式(4)计算弯沉传感器的参考速度灵敏度。在允许的速度范围内,另选取7个速度值进行正弦激振,分别测量各速度点弯沉传感器输出的电压值,按式(4)计算每个测点的速度灵敏度;(4)式中:v—弯沉传感器的参考速度灵敏度,mV/(cm·s-1);JJG(交通)133—20235E—弯沉传感器的输出电压,mV;v—振动速度值,cm/s。d)按公式(5)计算每个测点参考速度灵敏度的相对偏差。ri式中:ri—第i个测点的速度灵敏度与参考速度灵敏度的相对偏差;Si—第i个测点的速度灵敏度,mV/(cm·s-1)。检定步骤如下:a)将加速度计平放于水平路面,操作落锤式弯沉仪,使落锤式弯沉仪的弯沉传感器位于加速度计的正上方;b)重复步骤5.3.5b),记录每次落锤时加速度计和落锤式弯沉仪弯沉传感器的测量结果,分别计算10次测量结果的算术平均值;c)按公式(6)计算弯沉示值误差。式中:L—弯沉示值相对误差;Li—落锤式弯沉仪弯沉测量结果的平均值,μm;li—加速度计测量结果的平均值,μm。采用5.3.8中落锤式弯沉仪10次重复测量测得的弯沉值Li,按式(7)计算弯沉重复性。式中:CL—弯沉重复性,用变异系数表示;Li—落锤式弯沉仪第i次测量测得的弯沉值,μm。检定步骤如下:a)将路表测温装置和辐射温度计对准被测路面,尽量保持辐射温度计与路表测温装置距离路面的高度相同;b)启动落锤式弯沉仪,待示值稳定后,1min内分别读取路表测温装置和辐射温度计3次测量的温度示值;c)当温度为(-10~20)℃时,按公式(8)计算该温度点的温度示值误差Δt1;当温度为(20~80)℃时,按公式(9)计算该温度点的温度示值相对误差Δt2。c-tb(8)JJG(交通)133—20236式中:Δt1—t℃时的温度示值误差,℃;c—路表测温装置测量结果的平均值,℃;b—辐射温度计测量结果的平均值,℃。式中:Δt2—t℃时的温度示值相对误差。检定步骤如下:b)把落锤式弯沉仪停在路段的一端,前轮轴心位置对齐起点线,设置里程计的初始读数为0;c)启动落锤式弯沉仪,沿直线驶向路段终点,接近终点时放慢车速,使前轮轴心正好与终点线对齐;d)计算里程计测量结果与路段距离的差值作为距离示值误差。经检定合格的落锤式弯沉仪,发给检定证书,检定证书内页格式见附录D。检定不合格的落锤式弯沉仪,发给检定结果通知书,并注明不合格项目,检定结果通知书内页格式见附录E。落锤式弯沉仪的检定周期一般不超过一年。当荷载或弯沉传感器维修或更换后,应及时进行检定。JJG(交通)133—20237荷载修正系数测量方法测量方法如下:a)在路面上放置测力仪,使落锤式弯沉仪的承载板位于测力仪的正上方。b)3次稳定落锤后(不记录数据),进行第1组不同高度的重复落锤试验(不提升落锤式弯沉仪承载板),选择4个落锤高度,其最低落锤高度为总高度的20%~40%,最高落锤高度应大于总高度的60%,每个高度都进行10次重复落锤试验。试验高度由低到高依次开始,记录每个试验高度下测力仪和落锤式弯沉仪荷载传感器的测量结果。c)分别计算每个高度下测力仪测量结果的平均值和荷载传感器测量结果的平均值,按公式(A.1)计算第1组试验得出的荷载传感器修正系数。(A1)式中:a—荷载传感器修正系数;xi—第i个试验高度下,荷载传感器测量结果的平均值,kN;yi—第i个试验高度下,测力仪测量结果的平均值,kN。d)按照步骤b)~c),进行第2组试验。若两组试验得出的荷载传感器修正系数之差不大于0.003,则取两组试验的平均值为落锤式弯沉仪的荷载传感器修正系数。e)若两组试验得出的荷载传感器修正系数之差大于0.003,则再按照步骤b)~c)进行第3组试验。f)按公式(A.2)计算该3组试验所得荷载传感器修正系数的标准差。若该标准差不大于0.003,则取3组试验的平均值为荷载传感器的修正系数;若该标准差大于0.003,则标记荷载传感器无法取得修正系数,调修后,再次进行修正系数测量。(A.2)式中:s—荷载传感器修正系数的标准差;ai—第i组试验的荷载传感器修正系数;—荷载传感器3组试验的修正系数平均值;m—试验组数,此处取m=3。JJG(交通)133—20238弯沉修正系数测量方法测量方法如下:a)在检定之前,应对加速度计进行自校,且在检定过程中气温变化不能超过5℃。b)球形接头锚通过锚栓稳固连接在路面上,串架放置在球形接头锚上。将加速度计固定放置于串架的中间位置,并连接加速度计数据采集系统;卸下落锤式弯沉仪的弯沉传感器,依次放置在串架上,示意见图B.1。采用2组不同的弯沉传感器排列次序进行测量,一组顺序,另一组倒序。2组排列次序中同一弯沉传感器排列位置以中间位置上下对称。图B.1串架传感器布置示意图1—荷载发生装置;3—第2号弯沉传感器;5—第4号弯沉传感器;7—加速度计;2—第1号弯沉传感器;4—第3号弯沉传感器;6—第5号弯沉传感器;…—第…号弯沉传感器。c)每组试验前进行3次稳定落锤(不记录数据),每组都进行不同高度的重复落锤试验(不提升落锤式弯沉仪承载板),选择4个落锤高度,其最低落锤高度为总高度的20%40%,最高落锤高度应大于总高度的60%,每个高度都进行10次重复落锤试验。试验高度由低到高依次开始。试验过程中,保持串架垂直于路面。记录加速度计和各落锤式弯沉仪弯沉传感器的测量结果。d)分别计算每个高度下加速度计测量结果的平均值和弯沉传感器测量结果的平均值,按公式(A.1)计算第1组试验得出的弯沉传感器修正系数。e)对于同一个弯沉传感器,两组不同排列顺序试验所得的修正系数之差不大于0.005,则取两次试验的平均值为该弯沉传感器的修正系数;若两组试验得出弯沉传感器修正系数之差大于0.005,则按照步骤b)~d)进行第2次试验。若弯沉传感器两次试验测得的修正系数之差均大于0.005,则该弯沉传感器无法取得修正系数,调修后,再次进行修正系数测量。JJG(交通)133—20239落锤式弯沉仪检定记录表样品名称样品编号型号/规格出厂编号制造单位检定依据检定时间检定地点检定前器具情况检定后器具情况环境条件温度:℃;其他:所用的计量标准/主要仪器设备名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号证书有效期至使用前情况(是否良好)使用后情况(是否良好)序号检定项目检定结果1外观2铭牌3运行情况荷载修正系数□是□否由用户提供弯沉修正系数□是□否由用户提供4荷载传感器的示值误差测力仪测量结果(kN)荷载传感器(kN)单次示值相对误差荷载传感器的示值误差1235荷载示值误差测量次数测力仪测量结果(kN)落锤式弯沉仪荷载测量结果(kN)荷载示值误差123456789平均值JJG(交通)133—2023续上表序号检定项目检定结果6荷载重复性7弯沉传感器的幅值线性度测点弯沉传感器的输出电压(mV)振动速度值(cm/s)灵敏度(cm·s-1)幅值线性度参考测点1测点2测点3测点4测点5测点6测点78弯沉示值误差测量次数加速度计的测量结果(μm)落锤式弯沉仪的测量结果(μm)弯沉示值误差123456789平均值9弯沉重复性温度示值误差(℃)温度点路表测温装置的测量结果辐射温度计的测量结果温度示值误差次第2次第3次次第2次第3次距离示值误差(m)里程计测量结果路段距离距离示值误差检定员:核验员:检定日期: