Czym jest deflektometr uderzeniowy (FWD)?

Deflektometr uderzeniowy (FWD) to urządzenie badawcze, które zrzuca ciężar na nawierzchnię i mierzy, jak bardzo jej powierzchnia się ugina.

Jak działa

Ciężar opada na zestaw gumowych sprężyn. Daje to nawierzchni obciążenie impulsowe. Wielkość obciążenia zależy od masy ciężaru i wysokości upadku. Inżynierowie zmieniają oba parametry, tak aby obciążenie było zbliżone do obciążenia koła na głównym podwoziu statku powietrznego.

Czujniki ugięcia rejestrują ruch powierzchni pod płytą obciążającą i w odległościach od niej. Na nawierzchniach lotniskowych zwykle stosuje się odległości od 12 cali (30 cm) do 72 cali (180 cm). Czujnik pod płytą pokazuje sztywność całej konstrukcji nawierzchni. Najbardziej zewnętrzny czujnik pokazuje sztywność podłoża gruntowego.

FWD i HWD

Obciążenie FWD jest często niewystarczające dla grubej nawierzchni lotniskowej. Ciężki deflektometr uderzeniowy (HWD) działa na tej samej zasadzie, z obciążeniem prawie 70 kips. FAA stwierdza, że HWD jest powszechnie używany w ocenie nawierzchni lotniskowych. Lekki deflektometr (LWD) to przenośna wersja. Jego ogniwo obciążenia ogranicza go do materiałów niezwiązanych, takich jak warstwy podbudowy i podłoże gruntowe.

Do czego inżynierowie lotniskowi go używają

FAA wymienia następujące zastosowania danych z FWD i HWD:

• Ocena nośności istniejącej nawierzchni i obliczenie jej pozostałej trwałości.
• Obliczenie efektywności przenoszenia obciążeń przez pęknięcia i spoiny.
• Wykrywanie pustek w narożnikach i spoinach nawierzchni betonowej.
• Wyznaczenie właściwości materiałowych warstw i podłoża gruntowego do projektowania nakładki.

Wsteczna analiza ugięć przekształca zmierzone ugięcia we właściwości warstw, takie jak moduł sprężystości. Robi to oprogramowanie FAA BAKFAA. Wyniki zależą od modelu konstrukcji i oprogramowania, więc są szacunkami.

Dane pomagają też obliczyć wskaźnik klasyfikacji nawierzchni (PCR). Załącznik 14 wymaga określenia nośności nawierzchni. Dla statków powietrznych o masie na płycie postojowej powyżej 5 700 kg wynik podaje się metodą ACR-PCR. Załącznik 14 nie wskazuje nazwy urządzenia badawczego.

Czego nie pokazuje

FWD nie pokazuje stanu powierzchni nawierzchni. Przegląd według ASTM D5340 ocenia stan wizualny nawierzchni przez wskaźnik stanu nawierzchni (PCI). Grubość warstw wymaga odwiertów rdzeniowych lub georadaru. FAA zwraca uwagę, że nawierzchnia może mieć niski PCI i nadal mieć wystarczającą konstrukcję dla ruchu, który po niej jeździ. Dane FWD i dane PCI odpowiadają więc na różne pytania.

Normy

ASTM D4694 to metoda badania ugięć urządzeniem obciążenia impulsowego typu opadającego ciężaru. ASTM D4695 to przewodnik po ogólnych pomiarach ugięć nawierzchni. ASTM D5858 to przewodnik po obliczaniu równoważnych modułów sprężystości in situ metodą teorii sprężystości wielowarstwowej.