- Tấm ép: Tấm ép truyền tác dụng của tải trọng lên mặt đường có dạng hình tròn, đường kính D=30cm. Tấm ép được chế tạo bằng hợp kim, mặt đáy tấm ép có dán một lớp cao su mỏng. Tại tâm của tấm ép có lỗ rỗng để đặt cảm biến.
- Các cảm biến đo võng: Độ võng trên mặt đường dưới tác dụng của xung lực được đo bằng các đầu đo cảm biến. Các đầu đo võng được lắp đặt thẳng hàng trên một giá đỡ dọc theo hướng xe đo. Có một đầu đo đặt tại tâm tấm ép, các đầu đo khác cách tâm một khoảng cách quy định. Số lượng đầu đo võng thông thường là 10 đầu đo. Khoảng cách giữa các đầu đo so với đầu đo đầu tiên là 0, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210 (cm).
- Cảm biến đo lực: Độ lớn của xung lực phụ thuộc không những vào trọng lượng quả rơi, độ cao rơi, mà còn còn phụ thuộc vào các yếu tố khác (ma sát giữa quả nặng với thanh dẫn hướng, khả năng tiếp xúc giữa tấm ép và mặt đường, ...) nên cần được đo bằng cảm biến. Bộ phận cảm biến đo lực có khả năng đo được giá trị xung lực lớn
- 17 -
nhất tác dụng lên mặt đường tại mỗi lần khối tải trọng rơi. Cảm biến đo lực làm việc theo nguyên lý điện trở hoặc hiệu điện thế của dòng điện, có độ chính xác đo cao.
- Cảm biến đo nhiệt độ: Cho phép ghi lại nhiệt độ bề mặt tấm BTXM, nhiệt độ không khí tại thời điểm đo đạc.
- Hệ thống ghi, lưu trữ và xử lý số liệu: Các dữ liệu như độ lớn tải trọng (xung lực) tác dụng, áp lực tác dụng lên mặt đường, trị số độ võng của mặt đường đo được,… được phần mềm chuyên dụng ghi lại vào máy tính. Các thông tin hỗ trợ khác như nhiệt độ không khí, nhiệt độ mặt đường, khoảng cách giữa các vị trí đo, lý trình vị trí đo được lưu lại bằng phần mềm hoặc ghi lại vào sổ tay.
1.3.1.2. Nguyên lý hoạt động của thiết bị HWD [44]
Phần chính của thiết bị là bộ phận gia tải, các đầu đo độ võng và phần mềm tính toán. Tải trọng va đập tác dụng lên mặt đường do vật nặng có khối lượng Q nhất định rơi từ độ cao H tạo nên một xung lực P (kN) xuống tấm ép có bán kính a (cm), thông qua bộ phận giảm chấn gây ra một áp lực p (kPa) lên mặt đường trong khoảng thời gian từ 0.025 đến 0.04 giây. Đầu đo tải trọng gắn tại tâm truyền tải, xác định giá trị tải trọng P tác dụng xuống mặt đường. Chuyển vị đứng tại tâm truyền tải và tại các điểm cách tâm truyền tải các khoảng cách nhất định được ghi lại bằng các đầu đo chuyển vị (sensor). Áp lực tác dụng lên mặt đường được điều chỉnh theo khối lượng và chiều cao rơi của vật nặng. Độ võng trên bề mặt và giá trị mô đun đàn hồi động được tính toán từ số liệu đầu ra của các đầu đo [72]. Các thông số chính được ghi lại bao gồm: tải trọng P (kN), áp lực p (kPa) tác dụng lên mặt đường và độ võng mặt đường l (μm) tại các vị trí đặt đầu đo, nhiệt độ không khí và nhiệt độ bề mặt tấm BTXM (hình 1.10, 1.11, 1.12).
- 18 -
Hình 1.10. Mô tả xung tải tạo ra bởi thiết bị HWD [40]
Hình 1.11. Các đầu đo hướng tâm từ tấm nén [44]