道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第5章路基路面强度与弯沉检测-课件

,*,出版社,道路与桥梁工程试验检测技术,单击此处编辑母版文本样,第,5,章 路基路面强度与弯沉检测,第5章 路基路面强度与弯沉检测,土基的强度可用若干指标来表达（如抗剪强度、,CBR,值、回弹模量等）。土基回弹模量的确定可以通过现场实测、室内实验法或通过经验公式计算确定。我国现行沥青路面设计规范中各层材料的模量、路面材料的回弹模量值应在不利季节进行测定。测定方法有两种：一种是整层材料测定法；另一种是由层状体理论反算法。,5.1,承载板法测定土基回弹模量,公路土基的回弹模量是路面厚度计算的重要参数，它对于正确设计路面有决定性的影响。,5.1.1主要测试仪器,1,）加载设施，用载有铁块或集料等重物、后轴重不小于,60 kN,的汽车,1,辆,土基的强度可用若干指标来表达（如抗剪强度、CBR值、回弹模量,作加载设备（轮胎内压,0.5 MPa,），在汽车大梁的后轴之后约,80 cm,处,附设加劲小横梁一根作为反力架。,作加载设备（轮胎内压0.5 MPa），在汽车大梁的后轴之后约,2,）刚性承载板,1,块，直径为,30 cm,，板厚,20 mm,，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座，供安放弯沉仪测头。,3,）路面弯沉仪,2,台，由贝克曼梁百分表及其支架组成，其构造如图,1.5.1,所示。,4,）油压千斤顶,1,台，规格,80100 kN,，装有经过标定的压力表或测力环。,5,）其他仪具，如秒表、水平尺、细砂、毛刷、铲等。,5.1.2,测定步骤,1,）选定有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土基均匀，不含杂物。,2,）仔细平整土基表面，撒细砂填土基凹处。砂子不可覆盖土基表面，以避免形成一层。,3,）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板呈水平状态。,2）刚性承载板1块，直径为30 cm，板厚20 mm，直径,道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第5章路基路面强度与弯沉检测-课件,4,）将试验车置于测点上，使系于加劲小横梁中部的垂球对准承载板中心，然后收起垂球。,5,）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒、钢板，并将球座置于顶部与加劲横梁接触。,6,）将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上，百分表对零或其他合适位置。,7,）测绘土基的压力变形曲线。采用逐级加载卸载法，用经过标定的压力表或测力环控制加载值。各级压力所需的加载值见表,1.5.1,。首先预压,0.05 MPa,，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸荷。百分表稳定,1 min,后，将指针对零或记录初始读数。,4）将试验车置于测点上，使系于加劲小横梁中部的垂球对准承载,道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第5章路基路面强度与弯沉检测-课件,再按下列程序逐级加载、卸载测定：加载 卸载,0 0.05 00 0.10 00 0.15 00 0.20 00 0.30 00 0.40 00 0.50 0,每级卸载后百分表不再对零。当回弹变形值超过,1 mm,时，即可停止加载。,再按下列程序逐级加载、卸载测定：加载 卸载,回弹变形按下式计算：,式中,:l,i,各级荷载下实测的回弹变形，,0.01 mm,；,l,1,各级荷载下百分表读数平均值，,0.01 mm,；,l,2,各级荷载卸荷后对应的百分表读数平均值，,0.01 mm,。,8,）测定总影响量,a,。加载结束后取走千斤顶，重新读取百分表的初读数，再将汽车开出,510 m,以外，读取终读数，两个百分表的初、终读数之差即为总影响量,a,。各级压力的计算回弹变形值为,式中：,l,i,各级荷载下实测的回弹变形，,0.01 mm,；,a,i,各级荷载下相应的影响量，,0.01 mm,。,回弹变形按下式计算：式中:li各级荷载下实测的,5.1.3,资料整理,承载板法试验记录格式如表,1.5.3,所示。（,1,）绘制,pl,曲线 图,1.5.3,压力,回弹变形曲线将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除异常点，并绘出压力,p,与回弹变形,l,曲线，,5.1.3资料整理承载板法试验记录格式如表1.5.3,道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第5章路基路面强度与弯沉检测-课件,（,2,）计算,E0,值按下式计算土基回弹模具,E0,值：,式中：,D,承载板直径，,30 cm,；,p,承载板压力，,MPa,；,l,相对于,p,的回弹变形，,cm,；,0,泊松比，取,0.35,。由,pl,曲线可知，土基回弹横量不是一个定值。规范规定：当,l,1 mm,时用线性归纳法计算,E0,值：,式中：,P,i,对应于,l,i,的压力值之和；,l,i,1 mm,变形前的各级实测值之和。,（2）计算E0值按下式计算土基回弹模具E0值：式中：,5.2,贝克曼梁测定路基路面回弹模量,本方法适用于在土基、厚度不小于,1 m,的粒料整层表面，用弯沉仪测定各测点的回弹弯沉值，通过计算求得该材料的回弹模量值的试验；也适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。,5.2.1,仪器和仪具,1,）标准车。,2,）路面弯沉仪。,4,）接长杆。,5,）其他。皮尺、口哨、粉笔、指挥旗等。,5.2.2,准备工作,（,1,）确定测点选择洁净的路基路面表面作为测点，在测点处作好标记并编号。,5.2贝克曼梁测定路基路面回弹模量本方法适用于在土基、厚,道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第5章路基路面强度与弯沉检测-课件,（,2,）试槽要求无结合料粒料基层的整层试验段（试槽）应符合下列要求：,1,）整层试槽可修筑在行车范围内或路肩及其他合适处，也可在室内修筑，但均应适于用汽车测定弯沉。,2,）试槽应选择在干燥或中湿路段处，不得铺筑在软土基上。图,1.5.4,试槽表面的测点布置（单位：,mm,）,（2）试槽要求无结合料粒料基层的整层试验段（试槽）应符合下,3,）试槽面积不小于,3 m2 m,，厚度不宜不于,1 m,。,4,）试槽表面的测点间距可按图,1.5.4,布置在中间,2 m1 m,的范围内，可测定,23,点。,5.2.3,测试步骤,选择适当的标车，实测各测点处的路面回弹弯沉值,Li,。,5.2.4,资料整理,各测点回弹弯沉值,Li,的记录格式与表,1.5.6,基本相同。全部测点的回弹弯沉值测定后，分别计算其算术平均值、单次测量的标准差,S,和自然误差,r0:,3）试槽面积不小于3 m2 m，厚度不宜不于1 m。4,式中,:L,回弹弯沉的平均值，,0.01 mm,；,S,回弹弯沉测定值的标准差，,0.01 mm;r,0,回弹弯沉测定值的自然误差，,0.01 mm;L,i,各测点的回弹弯沉，,0.01 mm,；,n,测点总数。分别计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值,d,i,=L,i,-L,并计算较大的偏差与自然误差之比,d,i,/r,0,。当某个测点观测值的,d,i,/r,0,值大于表,1.5.5,中的,d/r,极限值时，则应舍弃该测点，然后重新计算所余各测点的值。,式中:L回弹弯沉的平均值，0.01 mm；,按下式计算代表弯沉值：式中,:L,1,代表弯沉值；,L,舍弃不合要求的测点后所余各测点弯沉的算术平均值；,S,舍弃不合要求的测点后所余各测点弯沉的标准差。土基、整层材料的回弹模量（,E,1,）或旧路的综合回弹模量为,式中,:E,1,计算的土基、整层材料回弹模量或旧路的综合回弹模量，,MPa,；,p,测定车的轮胎充气压力，,MPa,；,测定车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径，,cm,；,测定层材料的泊松比，土基取,0.35,，路面材料取,0.25;,弯沉系数，,=0.712,。,按下式计算代表弯沉值：式中:L1代表弯沉值；L,5.3,路基与柔性路面弯沉测定,5.3.1,概述,弯沉是指路基或路面表面在规定的标准车作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形（回弹弯沉），以,0.01 mm,为单位。弯沉测定的方法有贝克曼梁弯沉仪测定法、自动弯沉仪测定法及落锤式弯沉仪测定法等，我国目前采用贝克曼梁或自动弯沉仪测定，本节介绍这两种方法。,5.3.2,贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉,（,1,）仪器设备,1,）标准车。,2,）弯沉仪。,5.3路基与柔性路面弯沉测定5.3.1概述弯沉是指路基,3,）皮尺及温度计。,4,）其他工具与物品。千斤顶、加载重物、手旗、口哨、粉笔、油漆等。（,2,）准备工作,1,）检查测定用标准车的车况并保持其刹车性能良好，轮胎内胎符合规定压力。,2,）向汽车车槽中装载重物（如铁块或集料），并在地磅上称量后轴总重量，应达到规定的轴重要求。,3,）测定轮胎接地面积，在平整光滑的硬质路面上，用千斤顶将汽车后轴顶起，在轮下方铺一张新的复写纸，轻轻落下千斤顶，即在方格纸上印上轮胎印痕。,4,）在沥青路面上测定时，要测定试验时气温和路表温度，并通过气象台了解前,5,天平均气温。,3）皮尺及温度计。4）其他工具与物品。千斤顶、加载重物、,5,）记录沥青路面修建或改建时材料、结构、厚度、施工及养护等情况。（,3,）测试步骤,1,）在测试路段布置测点，其距离随测试需要而定。,2,）将试验车后轮轮隙对准测点后,35 cm,处的位置上。,3,）将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，与汽车方向一致，梁臂不得碰到轮胎。,4,）测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进，百分表随路面变形的增加而持续向前转动，当表针转动到最大值时，迅速读取初读数,L1,。汽车仍在继续前进，表针反向回转，待汽车驶出弯沉影响半径（,3 m,以上）后，令汽车停止。待表针回转稳定后，再读取终读数,L2,。,5,）令汽车驶至下一测点，重复（,2,）,（,4,）步骤，测完所有点。,6,）将各点读取的数值记录到回弹弯沉试验记录表中,5）记录沥青路面修建或改建时材料、结构、厚度、施工及养护等,道路与桥梁工程试验检测技术第一篇第5章路基路面强度与弯沉检测-课件,因弯沉仪的杠杆比为,21,，故所测的回弹弯沉值为,若是两台弯沉仪，则每测点弯沉值为,式中：,L,T,左,左侧车轮的弯沉值；,L,T,右,右侧车轮的弯沉值。（,4,）弯沉仪的支点变形修正当采用长度为,3.6 m,的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面等进行弯沉测定时，有可能引起弯沉仪支座处变形，因此，测定时应检查支点有无变形。若检验用的弯沉仪百分表有读数，即应该记录并进行支点变形修正。,因弯沉仪的杠杆比为21，故所测的回弹弯沉值为 若是两台,弯沉仪支点变形修正值为,式中：,L,3,车轮中心临近弯沉仪测头时检验用弯沉仪的最大读数；,L,4,汽车驶出弯沉影响半径后检验用弯沉仪的终读数。当需要进行弯沉仪支点变形修正时，路面测点的回弹弯沉为,当采用长度为,5.4 m,的弯沉仪测定时，可不进行变形修正。（,5,）回弹弯沉的温度修正沥青路面的弯沉以路表温度,20,时为准。当沥青面层厚度小于或等于,5 cm,时，不需温度修正；当路面温度在（,202,）时，也不进行温度修正；其他情况下测定的弯沉值均应进行温度修正。,弯沉仪支点变形修正值为 式中：L3车轮中心临近弯,采用不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正常数,K,，根据沥青层平均气温,T,及沥青层厚度查图确定。沥青路面回弹弯沉为,式中：,L,20,换算为,20,的沥青路面回弹弯沉值，,0.01 mm,；,L,T,测定时沥青面层内平均温度为,T,时的回弹弯沉值，,0.01 mm,；,K,温度修正系数。（,6,）路基、柔性路面弯沉值评定每一双车道评定路段（不超过,1 km,）检查,80100,个点，多车道公路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点数。每一个评定路段的代表弯沉取弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：,采用不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正常数K，根据沥青层平,式中：,L,r,一个评定路段的代表弯沉，,0.01 mm,；,L,一个评定路段内经各项修正后的各测点弯沉的平均值；,S,一个评定路段内经各项修正后的各测点弯沉的标准差；,Za,与保证率有关的系数。,5.3.3,自动弯沉仪测定路面弯沉,用自动弯沉仪在标准条件下每隔一定距离连续测试路面的总弯沉，并计算总弯沉值的平均值，以此作为尚无坑洞等