JJG(交通) 133-2023 落錘式彎沉儀

JJG(交通)133—2023落錘式彎沉儀檢定規(guī)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歸口單位:全國公路專用計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所參加起草單位:重慶市交通規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展中心中路高科交通科技集團(tuán)有限公司北京公科固橋技術(shù)有限公司甘肅省公路發(fā)展集團(tuán)有限公司本規(guī)程委托全國水運(yùn)專用計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋JJG(交通)133—2023本規(guī)程主要起草人:劉璐(交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所)竇光武(交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所)蔡嘉程(交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所)參加起草人:李鐵軍(重慶市交通規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展中心)張冰(中路高科交通科技集團(tuán)有限公司)陳磊(北京公科固橋技術(shù)有限公司)張建軍(甘肅省公路發(fā)展集團(tuán)有限公司)JJG(交通)133—2023Ⅰ引言 3計(jì)量性能要求 4通用技術(shù)要求 5計(jì)量器具控制 附錄A荷載修正系數(shù)測量方法 附錄B彎沉修正系數(shù)測量方法 附錄C落錘式彎沉儀檢定記錄表 附錄D落錘式彎沉儀檢定證書內(nèi)頁格式 附錄E落錘式彎沉儀檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式 JJG(交通)133—2023Ⅲ本規(guī)程代替JJG(交通)133—2017《落錘式彎沉儀》,與JJG(交通)133—2017相比,除編輯性修改外,主要技術(shù)內(nèi)容變化如下:—修改了落錘式彎沉儀的結(jié)構(gòu)示意圖(見第2章,2017年版的第2章);—增加了荷載傳感器示值誤差的計(jì)量性能要求和檢定方法(見3.1、5.3.4);—修改了荷載示值誤差的計(jì)量性能要求和檢定方法(見3.2、5.3.5,2017年版的3.4);—增加了彎沉傳感器幅值線性度的計(jì)量性能要求和檢定方法(見3.4、5.3.7);—修改了彎沉示值誤差的計(jì)量性能要求和檢定方法(見3.5、5.3.8,2017年版的本規(guī)程歷次發(fā)布情況:—JJG(交通)133—2017。JJG(交通)133—20231落錘式彎沉儀檢定規(guī)程本規(guī)程適用于落錘式彎沉儀的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。落錘式彎沉儀用于測試路基路面的動(dòng)態(tài)彎沉值。落錘式彎沉儀按照重錘質(zhì)量的不同分為輕型落錘式彎沉儀和重型落錘式彎沉儀,輕型落錘式彎沉儀的重錘標(biāo)稱質(zhì)量小于等于210kg,重型落錘式彎沉儀的重錘標(biāo)稱質(zhì)量大組成,其中,荷載發(fā)生裝置由重錘、橡膠緩沖裝置、荷載傳感器、承載板組成。落錘式彎沉儀的結(jié)構(gòu)示意見圖1。圖1落錘式彎沉儀結(jié)構(gòu)示意圖1—重錘;3—荷載傳感器;5—彎沉傳感器;7—路表測溫裝置;2—橡膠緩沖裝置;4—承載板;6—里程計(jì);8—控制系統(tǒng)。落錘式彎沉儀通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)荷載發(fā)生裝置,使固定質(zhì)量的重錘從一定高度自由落下,沖擊力作用于承載板上并傳遞到路基路面。通過施加脈沖荷載,使得路基路面表面產(chǎn)生瞬時(shí)變形,水平分布于距重錘不同距離的彎沉傳感器檢測結(jié)構(gòu)層表面的最大變形。3計(jì)量性能要求3.1荷載傳感器的示值誤差荷載傳感器的示值相對誤差應(yīng)不超過±3%。荷載示值相對誤差應(yīng)不超過±5%。荷載重復(fù)性應(yīng)不大于2%。3.4彎沉傳感器的幅值線性度彎沉傳感器的幅值線性度應(yīng)不超過±3%。JJG(交通)133—202323.5彎沉示值誤差彎沉示值相對誤差應(yīng)不超過±5%。3.6彎沉重復(fù)性彎沉重復(fù)性應(yīng)不大于2%。3.7溫度示值誤差當(dāng)溫度為(-10~20)℃時(shí),溫度示值誤差應(yīng)不超過±2℃;當(dāng)溫度為(20~80)℃時(shí),溫度示值相對誤差應(yīng)不超過±10%。3.8距離示值誤差4通用技術(shù)要求落錘式彎沉儀的外觀應(yīng)無影響使用的缺陷。落錘式彎沉儀的銘牌應(yīng)清晰,內(nèi)容應(yīng)包括儀器名稱、型號、制造廠和出廠編號等?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)正?？刂七\(yùn)行,能夠采集溫度以及距離的數(shù)據(jù),并能夠根據(jù)修正系數(shù)計(jì)算荷載和彎沉數(shù)據(jù)。5計(jì)量器具控制環(huán)境要求如下:a)環(huán)境溫度:(-10~50)℃;b)周圍應(yīng)無影響工作的振動(dòng)源存在;檢定器具要求如下:a)測力儀:測量范圍(10~120)kN,最大允許誤差不超過±0.5%;b)測力儀:測量范圍(30~300)kN,最大允許誤差不超過±0.5%;c)加速度計(jì):測量范圍(10~2000)μm,靈敏度幅值線性度不超過±3%;d)輻射溫度計(jì):測量范圍(-10~80)℃,最大允許誤差不超過±1℃;e)鋼卷尺或測距儀:測量范圍(0~100)m,最大允許誤差不超過±0.1m;f)電壓表:測量范圍(0~100)V,最大允許誤差不超過±5.0%;5.2檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目見表1,檢定記錄表格式見附錄C。JJG(交通)133—20233表1檢定項(xiàng)目一覽表檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查通用技術(shù)要求外觀+++銘牌+++運(yùn)行情況+++荷載傳感器的示值誤差+ 荷載示值誤差++ 荷載重復(fù)性+++彎沉傳感器的幅值線性度+ 彎沉示值誤差++ 彎沉重復(fù)性+++溫度示值誤差++-距離示值誤差+-+目測和手感檢查。啟動(dòng)并運(yùn)行落錘式彎沉儀,操作落錘式彎沉儀檢測,觀察是否可以正常運(yùn)行,數(shù)據(jù)是否可以正常采集,能否根據(jù)修正系數(shù)計(jì)算荷載和彎沉數(shù)據(jù)。當(dāng)檢定工作中需要獲得修正系數(shù)時(shí),可按照附錄A、附錄B規(guī)定的方法分別測得荷載修正系數(shù)以及彎沉修正系數(shù)。檢定步驟如下:a)將荷載傳感器與測力儀同軸安裝在沖擊力激勵(lì)平臺(tái)上,測力儀在荷載傳感器的正下方;b)啟動(dòng)沖擊力激勵(lì)平臺(tái),調(diào)整重錘高度,使其產(chǎn)生額定沖擊力值(輕型落錘式彎沉儀為50kN,重型落錘式彎沉儀為90kN),預(yù)沖擊3次;c)控制重錘落下,同時(shí)采集荷載傳感器與測力儀測得的沖擊力值;d)按公式(1)計(jì)算沖擊時(shí)荷載傳感器沖擊力值的單次示值誤差;ΔF式中:ΔF—荷載傳感器沖擊力值的單次示值相對誤差;Fbi—沖擊時(shí),荷載傳感器測得的沖擊力值,kN;JJG(交通)133—20234fbi—沖擊時(shí),測力儀測得的沖擊力值,kN。e)重復(fù)步驟c)~d)3次,計(jì)算單次示值誤差的算術(shù)平均值作為荷載傳感器的示值誤差。檢定步驟如下:a)將測力儀平放于水平路面,操作落錘式彎沉儀,使其承載板位于測力儀的正上方;b)設(shè)置輕型落錘式彎沉儀的荷載為50kN(重型落錘式彎沉儀的測點(diǎn)為90kN),啟動(dòng)落錘式彎沉儀的控制系統(tǒng),穩(wěn)定落錘3次(不提升承載板)后,重復(fù)落錘10次;c)記錄重復(fù)落錘時(shí)每次測力儀和落錘式彎沉儀荷載傳感器的測量結(jié)果,分別計(jì)算10次測量結(jié)果的算術(shù)平均值;d)按公式(2)計(jì)算荷載示值相對誤差。式中:F—荷載示值相對誤差;Fi—落錘式彎沉儀荷載測量結(jié)果的平均值,kN;fi—測力儀測量結(jié)果的平均值,kN。采用5.3.5中落錘式彎沉儀10次重復(fù)測量測得的荷載值Fi,按公式(3)計(jì)算荷載重復(fù)性。式中:CF—荷載重復(fù)性,用變異系數(shù)表示;Fi—落錘式彎沉儀第i次測量測得的荷載值,kN;n—測量次數(shù),此處取n=10。檢定步驟如下:a)將彎沉傳感器與振動(dòng)激勵(lì)平臺(tái)的加速度傳感器同時(shí)安裝在振動(dòng)激勵(lì)平臺(tái)的臺(tái)面中心;b)操作振動(dòng)激勵(lì)平臺(tái),使其在50Hz的頻率和5cm/s的速度下進(jìn)行正弦激振;c)用電壓表記錄彎沉傳感器輸出的電壓值,按公式(4)計(jì)算彎沉傳感器的參考速度靈敏度。在允許的速度范圍內(nèi),另選取7個(gè)速度值進(jìn)行正弦激振,分別測量各速度點(diǎn)彎沉傳感器輸出的電壓值,按式(4)計(jì)算每個(gè)測點(diǎn)的速度靈敏度;(4)式中:v—彎沉傳感器的參考速度靈敏度,mV/(cm·s-1);JJG(交通)133—20235E—彎沉傳感器的輸出電壓,mV;v—振動(dòng)速度值,cm/s。d)按公式(5)計(jì)算每個(gè)測點(diǎn)參考速度靈敏度的相對偏差。ri式中:ri—第i個(gè)測點(diǎn)的速度靈敏度與參考速度靈敏度的相對偏差;Si—第i個(gè)測點(diǎn)的速度靈敏度,mV/(cm·s-1)。檢定步驟如下:a)將加速度計(jì)平放于水平路面,操作落錘式彎沉儀,使落錘式彎沉儀的彎沉傳感器位于加速度計(jì)的正上方;b)重復(fù)步驟5.3.5b),記錄每次落錘時(shí)加速度計(jì)和落錘式彎沉儀彎沉傳感器的測量結(jié)果,分別計(jì)算10次測量結(jié)果的算術(shù)平均值;c)按公式(6)計(jì)算彎沉示值誤差。式中:L—彎沉示值相對誤差;Li—落錘式彎沉儀彎沉測量結(jié)果的平均值,μm;li—加速度計(jì)測量結(jié)果的平均值,μm。采用5.3.8中落錘式彎沉儀10次重復(fù)測量測得的彎沉值Li,按式(7)計(jì)算彎沉重復(fù)性。式中:CL—彎沉重復(fù)性,用變異系數(shù)表示;Li—落錘式彎沉儀第i次測量測得的彎沉值,μm。檢定步驟如下:a)將路表測溫裝置和輻射溫度計(jì)對準(zhǔn)被測路面,盡量保持輻射溫度計(jì)與路表測溫裝置距離路面的高度相同;b)啟動(dòng)落錘式彎沉儀,待示值穩(wěn)定后,1min內(nèi)分別讀取路表測溫裝置和輻射溫度計(jì)3次測量的溫度示值;c)當(dāng)溫度為(-10~20)℃時(shí),按公式(8)計(jì)算該溫度點(diǎn)的溫度示值誤差Δt1;當(dāng)溫度為(20~80)℃時(shí),按公式(9)計(jì)算該溫度點(diǎn)的溫度示值相對誤差Δt2。c-tb(8)JJG(交通)133—20236式中:Δt1—t℃時(shí)的溫度示值誤差,℃;c—路表測溫裝置測量結(jié)果的平均值,℃;b—輻射溫度計(jì)測量結(jié)果的平均值,℃。式中:Δt2—t℃時(shí)的溫度示值相對誤差。檢定步驟如下:b)把落錘式彎沉儀停在路段的一端,前輪軸心位置對齊起點(diǎn)線,設(shè)置里程計(jì)的初始讀數(shù)為0;c)啟動(dòng)落錘式彎沉儀,沿直線駛向路段終點(diǎn),接近終點(diǎn)時(shí)放慢車速,使前輪軸心正好與終點(diǎn)線對齊;d)計(jì)算里程計(jì)測量結(jié)果與路段距離的差值作為距離示值誤差。經(jīng)檢定合格的落錘式彎沉儀,發(fā)給檢定證書,檢定證書內(nèi)頁格式見附錄D。檢定不合格的落錘式彎沉儀,發(fā)給檢定結(jié)果通知書,并注明不合格項(xiàng)目,檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式見附錄E。落錘式彎沉儀的檢定周期一般不超過一年。當(dāng)荷載或彎沉傳感器維修或更換后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢定。JJG(交通)133—20237荷載修正系數(shù)測量方法測量方法如下:a)在路面上放置測力儀,使落錘式彎沉儀的承載板位于測力儀的正上方。b)3次穩(wěn)定落錘后(不記錄數(shù)據(jù)),進(jìn)行第1組不同高度的重復(fù)落錘試驗(yàn)(不提升落錘式彎沉儀承載板),選擇4個(gè)落錘高度,其最低落錘高度為總高度的20%~40%,最高落錘高度應(yīng)大于總高度的60%,每個(gè)高度都進(jìn)行10次重復(fù)落錘試驗(yàn)。試驗(yàn)高度由低到高依次開始,記錄每個(gè)試驗(yàn)高度下測力儀和落錘式彎沉儀荷載傳感器的測量結(jié)果。c)分別計(jì)算每個(gè)高度下測力儀測量結(jié)果的平均值和荷載傳感器測量結(jié)果的平均值,按公式(A.1)計(jì)算第1組試驗(yàn)得出的荷載傳感器修正系數(shù)。(A1)式中:a—荷載傳感器修正系數(shù);xi—第i個(gè)試驗(yàn)高度下,荷載傳感器測量結(jié)果的平均值,kN;yi—第i個(gè)試驗(yàn)高度下,測力儀測量結(jié)果的平均值,kN。d)按照步驟b)~c),進(jìn)行第2組試驗(yàn)。若兩組試驗(yàn)得出的荷載傳感器修正系數(shù)之差不大于0.003,則取兩組試驗(yàn)的平均值為落錘式彎沉儀的荷載傳感器修正系數(shù)。e)若兩組試驗(yàn)得出的荷載傳感器修正系數(shù)之差大于0.003,則再按照步驟b)~c)進(jìn)行第3組試驗(yàn)。f)按公式(A.2)計(jì)算該3組試驗(yàn)所得荷載傳感器修正系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差。若該標(biāo)準(zhǔn)差不大于0.003,則取3組試驗(yàn)的平均值為荷載傳感器的修正系數(shù);若該標(biāo)準(zhǔn)差大于0.003,則標(biāo)記荷載傳感器無法取得修正系數(shù),調(diào)修后,再次進(jìn)行修正系數(shù)測量。(A.2)式中:s—荷載傳感器修正系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差;ai—第i組試驗(yàn)的荷載傳感器修正系數(shù);—荷載傳感器3組試驗(yàn)的修正系數(shù)平均值;m—試驗(yàn)組數(shù),此處取m=3。JJG(交通)133—20238彎沉修正系數(shù)測量方法測量方法如下:a)在檢定之前,應(yīng)對加速度計(jì)進(jìn)行自校,且在檢定過程中氣溫變化不能超過5℃。b)球形接頭錨通過錨栓穩(wěn)固連接在路面上,串架放置在球形接頭錨上。將加速度計(jì)固定放置于串架的中間位置,并連接加速度計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);卸下落錘式彎沉儀的彎沉傳感器,依次放置在串架上,示意見圖B.1。采用2組不同的彎沉傳感器排列次序進(jìn)行測量,一組順序,另一組倒序。2組排列次序中同一彎沉傳感器排列位置以中間位置上下對稱。圖B.1串架傳感器布置示意圖1—荷載發(fā)生裝置;3—第2號彎沉傳感器;5—第4號彎沉傳感器;7—加速度計(jì);2—第1號彎沉傳感器;4—第3號彎沉傳感器;6—第5號彎沉傳感器;…—第…號彎沉傳感器。c)每組試驗(yàn)前進(jìn)行3次穩(wěn)定落錘(不記錄數(shù)據(jù)),每組都進(jìn)行不同高度的重復(fù)落錘試驗(yàn)(不提升落錘式彎沉儀承載板),選擇4個(gè)落錘高度,其最低落錘高度為總高度的20%40%,最高落錘高度應(yīng)大于總高度的60%,每個(gè)高度都進(jìn)行10次重復(fù)落錘試驗(yàn)。試驗(yàn)高度由低到高依次開始。試驗(yàn)過程中,保持串架垂直于路面。記錄加速度計(jì)和各落錘式彎沉儀彎沉傳感器的測量結(jié)果。d)分別計(jì)算每個(gè)高度下加速度計(jì)測量結(jié)果的平均值和彎沉傳感器測量結(jié)果的平均值,按公式(A.1)計(jì)算第1組試驗(yàn)得出的彎沉傳感器修正系數(shù)。e)對于同一個(gè)彎沉傳感器,兩組不同排列順序試驗(yàn)所得的修正系數(shù)之差不大于0.005,則取兩次試驗(yàn)的平均值為該彎沉傳感器的修正系數(shù);若兩組試驗(yàn)得出彎沉傳感器修正系數(shù)之差大于0.005,則按照步驟b)~d)進(jìn)行第2次試驗(yàn)。若彎沉傳感器兩次試驗(yàn)測得的修正系數(shù)之差均大于0.005,則該彎沉傳感器無法取得修正系數(shù),調(diào)修后,再次進(jìn)行修正系數(shù)測量。JJG(交通)133—20239落錘式彎沉儀檢定記錄表樣品名稱樣品編號型號/規(guī)格出廠編號制造單位檢定依據(jù)檢定時(shí)間檢定地點(diǎn)檢定前器具情況檢定后器具情況環(huán)境條件溫度:℃;其他:所用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)/主要儀器設(shè)備名稱測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差證書編號證書有效期至使用前情況(是否良好)使用后情況(是否良好)序號檢定項(xiàng)目檢定結(jié)果1外觀2銘牌3運(yùn)行情況荷載修正系數(shù)□是□否由用戶提供彎沉修正系數(shù)□是□否由用戶提供4荷載傳感器的示值誤差測力儀測量結(jié)果(kN)荷載傳感器(kN)單次示值相對誤差荷載傳感器的示值誤差1235荷載示值誤差測量次數(shù)測力儀測量結(jié)果(kN)落錘式彎沉儀荷載測量結(jié)果(kN)荷載示值誤差123456789平均值JJG(交通)133—2023續(xù)上表序號檢定項(xiàng)目檢定結(jié)果6荷載重復(fù)性7彎沉傳感器的幅值線性度測點(diǎn)彎沉傳感器的輸出電壓(mV)振動(dòng)速度值(cm/s)靈敏度(cm·s-1)幅值線性度參考測點(diǎn)1測點(diǎn)2測點(diǎn)3測點(diǎn)4測點(diǎn)5測點(diǎn)6測點(diǎn)78彎沉示值誤差測量次數(shù)加速度計(jì)的測量結(jié)果(μm)落錘式彎沉儀的測量結(jié)果(μm)彎沉示值誤差123456789平均值9彎沉重復(fù)性溫度示值誤差(℃)溫度點(diǎn)路表測溫裝置的測量結(jié)果輻射溫度計(jì)的測量結(jié)果溫度示值誤差次第2次第3次次第2次第3次距離示值誤差(m)里程計(jì)測量結(jié)果路段距離距離示值誤差檢定員:核驗(yàn)員:檢定日期: