应用落锤式挠度仪Fwd检测机场刚性铺面课件.ppt

1、立德管理學院u一般而言，剛性鋪面的特性為：耐衝擊力較大、耐高溫（尤其戰鬥機，其引擎噴射火焰溫度極高，不適合於柔性鋪面）、承載力高、使用壽命較長、維修頻較少等優點。國內機場設計規劃多為軍用機場，後因任務需要才改為軍民合用機場，所以跑道多採用剛性道面設計。u機場剛性鋪面需承受強大的荷重與環境因素影響，當剛性道面版塊因強度不足、底基層承載力不足或溫度等因素造成版塊破（斷）裂時，就必須要進行適當的修補，以確保航空器的安全。u近飛機設計逐漸有大型化、重型化趨勢，確掌握道面強度現況與變化趨勢，將可判斷正確維護時機，及時進行剛性鋪面養護工作。錘式uFalling Weight Deflectometer(簡

2、稱FWD)錘式撓度儀為現今各國常用於鋪面撓度檢測儀器。uFWD能有效獲得撓度資與各層回彈模。uFWD用於鋪面養護管以分析鋪面結構進而推估鋪面剩餘壽命。u鋪面重撓度儀（FWD）由於為衝擊式荷重，造成的振頻範圍較廣，施載的力幅也較高，被公認為最能代表鋪面承受航空器（重）行駛時所顯現情況。世界各國亦陸續將其為大型試驗或現地撓度檢測之主要設備，以有效地掌握現地鋪面之力學現象。u常用的非破壞性撓度法試驗大致分為穩態力與衝擊力試驗。前項試驗以道評審儀為主，後者則以重撓度儀（FWD）為主，由於其荷重為衝擊式荷重，造成的振頻範圍較廣，施載的力幅也較高，被公認為最能代表鋪面承受航空器（重）行駛時所顯現情況。u錘

3、式撓度儀工作原 錘式撓度儀（Falling Weight Deflectometer,簡稱FWD）基本原，是用重錘敲擊於荷重平鈑上所產生之衝擊能，模擬輛或航機機作用於鋪面結構各層組成材上，並由佈設於錘平鈑單側之地音探測器（Geophones）測地表振動速度，經積分獲得鋪面表面在受衝擊時之各點撓度值，即一般所熟知的撓度盤（Deflection Basin）。此一撓度資，經運算可求得鋪面結構之各種評指標，進而瞭解鋪面承載能力以及剩餘壽。u重撓度儀使用與校估 非破壞檢測資的可貴在於能夠記各個測試位置的鋪面強度相關變化。一般鋪面強度變化，受到面層、底基層厚度，鋪面材溫度效應，季節性作用，地下水位高度，

4、霜凍深度，以及非破壞檢測設備情況的多因素影響。u由於機場鋪面設計時所依據之設計載重遠高於一般鋪面設計，也因此機場鋪面結構厚度與強度普遍高於一般鋪面，而執行機場撓度檢測，所需之模擬衝擊載重亦相對增加。有鑑於機場鋪面之鋪面結構需求，荷重能力高於一般公所用之重撓度儀之重型重撓度儀（Heavy Falling Weight Deflectometer，簡稱HWD）。柔性鋪面溫度預測模式 溫度對瀝青鋪面長影響甚劇，能左右柔 性鋪面於高（低）氣溫下之鋪面強度，因 此撓度檢測過程中需用鋪面溫度資 決定代表性瀝青鋪面溫度，並作為後續分 析鋪面強度的一重要指標。柔性鋪面溫度預測模式 此篇探討溫度預測模式對於瀝青

5、鋪面 中點深度位置之有效溫度預測成效，為收 集鋪面溫度資，選擇國道高速公局中 壢工務段與關西工務段區內瀝青鋪面進行 溫度測。另外，並探討紅外線溫度槍 測表面溫度方式及天候型態對溫度之影響。u輕便型錘式撓度儀(PFWD)此研究採用 PFWD於高雄市內多條重要道檢測，用其撓度資彙整出鋪面結構性分析指標，選擇適用於PFWD 三點撓度測之指標如面層曲指標(SCI)、底層破壞指標(BDI)進行運算，透過動態圓錐貫入儀(DCP)檢測底層與基求得回彈模，並用鋪面分析軟體Kenlayer 模擬分析鋪面施測下應變反應，以結合施測成果建立鋪面撓度指標反應模式。u堅硬層深度對於FWD之影響 此篇於台灣大學實驗道不同

6、厚度之剛性鋪面，以重撓度儀進行非破壞性撓度試驗，用動力有限元素法與靜力反算程式分析撓度資，比較鋪面動力與靜力反應之差，以及堅硬層有關之鋪面動力行為，並考堅硬層對反算之影響，建立動力修正係，以改善靜力線彈性反算程式之分析成效。u堅硬層深度對於FWD之影響 FWD 檢測荷重分析部分，針對不同剛性鋪面結構提出重撓度儀檢測荷重範圍之建議。期望透過本研究有關靜力線彈性反算改善之探討，並針對不同鋪面結構提出FWD檢測荷重建議，有助於提升重撓度資收集與分析之品質，以及鋪面反算結果之可靠度。錘式撓儀簡介錘式撓儀簡介重型錘式撓儀檢測重型錘式撓儀檢測FWD錘作用示意錘作用示意FWD Dynatest 8000型型

7、u荷重範圍:7-120 KN（1500 27000 lbf）u接收器目:主要有7個，最多可達9個，其位置可調整。u載重脈衝波形：半個正弦波形u載重時：0.025 0.03 秒FWD檢測儀器配備簡圖檢測儀器配備簡圖FWD儀器優缺點儀器優缺點u施作迅速且精確，最高每小時可檢測60個點。u載重選擇範圍很廣，7 120 kN。u不同功能的鋪面結構也能應用，重現性佳。u不適用軟弱基土壤之鋪面結構。u低頻時難以確實掌握。FWD撓資訊應用撓資訊應用u撓度值研判鋪面結構成效。u撓度盤透過指標法結果分析鋪面結構成效。u透過撓度獲得鋪面各層回彈模。u加鋪厚度設計撓度法評估結構。非破壞性鋪面結構撓法分析模式非破壞性

8、鋪面結構撓法分析模式 u撓度指標法（Deflection Index Method）係以經驗公式及統計分析進行定性研判。u應力分析法（Stress Analysis Method）建立於力學分析與學模式上。指標法與應分析法之優缺點指標法與應分析法之優缺點重撓度試驗測示意圖 D2D3D4D5D6D7FW D Load Plate(Sensor D1 Located In Load Plate)Sensor Designation Pavement SurfaceSensor-25-20-15-10-50-72-60-48-36-24-120122436486072PAVEMENT 1PAVEME

9、NT 2PAVEMENT 3 8 PCC E-4,000,000 psi 6 AGG E-80,000 psiSG E-12,000 psi 4 HMA E-500,000 psi 8 AGG E-20,000 psiSG E-24,000 psiPAVEMENT 1PAVEMENT 215,000lbsPAVEMENT 3 4 HMA E-500,000 psi 8”AGG E-80,000 psiSG E-12,000 psiFWD檢測區域標示圖 衝擊勁度模（ISM）及載重傳遞效（LTE）檢測分析結果 uFWD撓度值可有效預測鋪面各層指標與應變關係，藉以研判鋪面結構強度，為鋪面養護作業的考

10、準則。u用FWD監測鋪築品質，仍須考施工速度與時間。uFWD從最初撓度檢測與回彈模的計算，至今用其檢測資做進一步與鋪面況績效做一詮釋，從鋪面新建至養護管，FWD檢測資能提供工程上的評斷準則與考。u廖啟州、林登峰廖啟州、林登峰PFWD 鋪面撓度指標鋪面撓度指標反應模式建立之研究反應模式建立之研究第十四屆鋪面工第十四屆鋪面工程學術研討會暨程學術研討會暨2007 世界華人鋪面專家聯世界華人鋪面專家聯合學術研討會合學術研討會u廖啟州、廖啟州、黃致瑋、黃致瑋、黃偉慶黃偉慶鋪面溫度模鋪面溫度模式預測成效之探討式預測成效之探討第十四屆鋪面工程第十四屆鋪面工程學術研討會暨學術研討會暨2007 世界華人鋪面專家聯合世界華人鋪面專家聯合學術研討會學術研討會u林志棟、耀斌林志棟、耀斌非破壞性檢測於鋪面績效評非破壞性檢測於鋪面績效評估之應用估之應用 以重式撓度儀為以重式撓度儀為 u周家蓓、陳翔周家蓓、陳翔重撓度儀施測荷重範圍及重撓度儀施測荷重範圍及堅硬層對反算結果之影響堅硬層對反算結果之影響u張德文張德文、胡光、胡光 鋪面重撓度試驗動鋪面重撓度試驗動力分析與應用力分析與應用u陳怡先陳怡先道面重撓度檢測分析實務與道面重撓度檢測分析實務與機場機場PCN分析分析