路基路面回彈彎沉測試方法

1、路基路面回彈彎沉測試方法試驗一 貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗方法一、試驗目的1測定各類路基路面的回彈彎沉，用以評定其整體承載能力，供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用。2瀝青路面的彎沉以路表溫度20時為準，在其他溫度測試時，對厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應予溫度修正。二、試驗原理利用杠桿原理制成的杠桿式彎沉儀測定輪隙彎沉。三、儀具與材料1標準車：雙軸、后軸雙側(cè)4輪的載重車，其標準軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數(shù)應符合表11的要求。測試車可根據(jù)需要按公路等級選擇，高速公路、一級及二級公路應采用后軸100kN的BZZ100標準車；其他等級公路可采用后軸60kN的BZZ60標準車。2路面彎沉儀：

2、由貝克曼梁、百分表及表架組成。貝克曼梁由合金鋁制成，上有水準泡，其前臂（接觸路面）與后臂（裝百分表）長度比為2 ：1。彎沉儀長度有兩種：一種長3.6m，前后臂分別為2.4m和1.2m；另一種加長的彎沉儀長5.4m，前后臂分別為3.6m和1.8m.。當在半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面上測定時，宜采用長度為5.4m的貝克曼梁彎沉儀，并采用BZZ100標準車。彎沉采用百分表量得，也可用自動記錄裝置進行測量。3接觸式路表溫度計：端部為平頭，分度不大于1。4其他：皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。測定彎沉用得標準車參數(shù) 表1-1標準軸載等級BZZ100BZZ60后軸標準軸載P（kN）100

3、7;160±1一側(cè)雙輪荷載 （kN）50±0.530±0.5輪胎充氣壓力 （MPa）0.70±0.050.50±0.05單輪傳壓面當量圓直徑（cm）21.30±0.519.50±0.5輪隙寬度應滿足能自由插入彎沉儀測頭得測試要求四、試驗方法1準備工作（1）檢查并保持測定用標準車況及剎車性能良好，輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。（2）向汽車車槽中裝載（鐵塊或集料），并用地磅秤量后軸總質(zhì)量，符合要求地軸重規(guī)定。汽車行駛及測定過程中，軸載不得變化。（3）測定輪胎接地面積：在平整光滑地硬質(zhì)路面上用千斤頂將汽車后軸頂起，在輪胎下方鋪一張新的

4、復寫紙，輕輕落下千斤頂，即在方格紙印上輪胎印痕，用求積儀或數(shù)方格的方法測算輪胎接地面積，準確至0.1cm2。（4）檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況。（5）當在瀝青路面上測定時，用路表溫度計測定試驗時氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化，應隨時測定），并通過氣象臺了解前5d的平均氣溫（日最高氣溫與最低氣溫的平均值）。（6）記錄瀝青路面修建或改建時材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護等情況。2準備工作 （1）在測試路段布置測點，其距離隨測試需要而定。測點應在路面行車車道的輪跡帶上，并用白油漆或粉筆畫上標記。 （2）將試驗車后輪輪隙對準測點后約35cm處的位置上。 （3）將彎沉儀插入汽車后輪之間阿縫隙處，與汽車方

5、向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測頭置于測點上（輪跡中心前方35cm處），并安裝百分表于彎沉儀的測定桿上。百分表調(diào)零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定回零。彎沉儀可以是單側(cè)測定，也可以是雙側(cè)同時測定。 （4）測定者吹哨發(fā)令指揮汽車緩慢前進，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前移動。當表針轉(zhuǎn)動到最大值時，迅速讀取初讀數(shù)L1。汽車仍在繼續(xù)前進，表針反向回轉(zhuǎn)，待汽車駛出彎沉影響半徑（約3cm以上）后，吹口哨或揮動指揮紅旗，汽車停止。待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，再次讀取終讀數(shù)L2。汽車前進的速度宜為5km/h左右。 3.彎沉儀的支點變形修正 （1）當采用長度為3.6cm的彎沉儀對半剛性基層瀝青路面、水泥混凝

6、土路面等進行彎沉測定時，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此測定時應檢驗支點有無變形，此時應用另一臺檢驗用的彎沉儀安裝在測定用彎沉儀的后方，其測定架于測定用彎沉儀的支點旁。當汽車開出時，同時測定兩臺彎沉儀的彎沉讀數(shù)，如檢驗用彎沉儀百分表有讀數(shù)，即應該記錄并進行支點變形修正。當在同一結(jié)構(gòu)層上測定時，可在不同位置測定5次，求取平均值，以后每次測定時以此作為修正值。支點變形修正的原理如圖1-1所示。（2）當采用長度為2.5cm的彎沉儀測定時，可不進行支點變形修正。五、結(jié)果計算及溫度修正1. 路面測點的回彈彎沉值依下式計算：LT（L1L2）×2式中 LT在路面溫度T時的回彈彎沉值（0.01mm）

7、；L1車輪中心臨近彎沉儀測頭時百分表的最大讀數(shù)（0.01mm）；L2汽車駛出彎沉影響半徑后百分表的終讀數(shù)（0.01mm）。2. 當需要進行彎沉儀支點變形修正時，路面測點的回彈彎沉值按下式計算：LT（L1L2）×2（L3L4）×6式中 L1車輪中心臨近彎沉儀測頭時測定用彎沉儀的最大讀數(shù)（0.01mm）；L2汽車駛出彎沉影響半徑后測定用彎沉儀的最終讀數(shù)（0.01mm）； L3車輪中心臨近彎沉儀測頭時檢驗用彎沉儀的最大讀數(shù)（0.01mm）；L4汽車駛出彎沉影響半徑后檢驗用彎沉儀的最終讀數(shù)（0.01mm）。注：此式適用于測定用彎沉儀支座處有變形，但百分表架處路面已無變形的情況。3.

8、 瀝青面層厚度大于5cm的瀝青路面，回彈彎沉值應進行溫度修正，溫度修正及回彈彎沉的計算宜按下列步驟進行。（1）測定時的瀝青層平均溫度按下式計算：T（T25TmTe）3式中 T測定時瀝青層平均溫度（）； T25根據(jù)T0由圖1-2決定的路表下25mm處的溫度（）； Tm根據(jù)T0由圖1-2決定的瀝青層中間深度的溫度（）；Te根據(jù)T0由圖1-2決定的瀝青層底面處的溫度（）。圖1-2中T0為測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫底平均值之和（），日平均氣溫為日最高氣溫與最低氣溫底平均值。（2）采用不同基層的瀝青路面彎沉值的溫度修正系數(shù)K，根據(jù)瀝青層平均溫度T及瀝青層厚度，分別由圖1-3及圖1-4求取。（3

9、）瀝青路面回彈彎沉按下式計算：L20LT×K式中 K溫度修正系數(shù)； L20換算為20的瀝青路面回彈彎沉值（0.01mm）；LT測定時瀝青面層內(nèi)平均溫度為T時的回彈彎沉值（0.01mm）。4. 按下式計算每一個評定路段的代表彎沉：LrLZaS式中 Lr一個評定路段的代表彎沉（0.01mm）； L一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項修正后的各測點彎沉的平均值（0.01mm）； S一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項修正后的全部測點彎沉的標準差（0.01mm）； Za與保證率有關(guān)的系數(shù)，采用下列數(shù)值： 高級公路、一級公路 Za2.0 二級公路 Za1.645二級以下公路 Za1.5六、報告報告應包括下列內(nèi)容：1.彎沉測定

10、表、支點變形修正值、測試時的路面溫度及溫度修正值。2.每一個評定路段的各測點彎沉的平均值、標準差及代表彎沉。試驗二 自動彎沉儀測定路面彎沉試驗方法一、 試驗目的1.采用自動彎沉儀在標準條件下每隔一定距離連續(xù)測試路面的總彎沉，及測定路段的總彎沉值的平均值。2.用于尚無坑洞等嚴重破壞的道路驗收檢查及舊路面強度評價，可為路面養(yǎng)護管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，經(jīng)過與貝克曼梁測定值進行換算后，也可用于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。二、 儀具與材料自動彎沉儀測定車：洛克魯瓦型，由測試汽車、測量機構(gòu)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)三部分組成。測量機構(gòu)如圖1-5所示，它安裝在測試車底盤下面，測臂夾在后軸輪隙中間。汽車運行時測量機構(gòu)提起，離開路面。自動

11、彎沉儀測定車的主要技術(shù)參數(shù)如下：測試車軸距 6.75m；測臂長度 1.752.40m；后軸荷載 100kN；測定輪對路面的壓強 0.7MPa；最小測試步距 410m；測試精度 0.01mm；測試車速度 1.54.0km/h。三、 方法與步驟 1. 將自動彎沉儀測定車開到檢測路段的測定車道（一般為行車道）上，測點應在路面行車道的輪跡帶上。2. 汽車到達測試地點第一個測點位置后，按下列步驟放下測量機構(gòu)：（1） 關(guān)閉汽車發(fā)動機；（2） 松開離合器轉(zhuǎn)盤；（3） 放下測量頭，測量頭位于測定梁（后軸）前方的一定距離上；（4） 放下后支點，勾好把手；（5） 放下測量架，銷好把手；（6） 放下導向機構(gòu)；（7）

12、 插上儀器與汽車的連接銷桿或開動液壓轉(zhuǎn)向同步系統(tǒng)；（8） 檢查鋼絲繩一定要在離合器的槽內(nèi)；（9） 啟動汽車發(fā)動機，在操作鍵盤上按動離合器開關(guān)，豎測量機構(gòu)于最前端。3. 開始測試時，汽車以一定速度行進，測量頭連續(xù)檢測汽車后軸左右輪隙下產(chǎn)生的路面瞬間彎沉。通過測定梁支點的位移傳感器將位移轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到數(shù)據(jù)記錄器，待汽車后輪通過測量頭后，顯示器上顯示彎沉盆或彎沉峰值，打印機輸出彎沉峰值及測定距離。當?shù)谝稽c測定完畢后，車輛前面的牽引裝置以兩倍于汽車行進速度的速度把測量機構(gòu)拉到測定輪前方，汽車繼續(xù)行進，到達下一測點時，開始第二點測定。周而復始地向前測定，汽車在整個測試過程中應保持在規(guī)定的速度范圍

13、內(nèi)穩(wěn)定行駛，標準的行車速度應為3.03.5km/h。在標準速度下的測試步距不應大于10m。4. 數(shù)據(jù)采集（1）顯示器顯示彎沉盆或彎沉峰值測定過程中按相應的功能鍵，顯示器屏幕即可顯示每一測點的總彎沉盆。當測定一段距離后，再按此鍵，將顯示路段總彎沉均勻程度的彎沉峰值柱狀圖。（2）打印機輸出在測定車測定工作時，應打印出測點位置和左右彎沉峰值。5. 測定結(jié)束后，汽車停止前進，按下列步驟收起測量機構(gòu)：（1） 先收起導向機構(gòu)；（2） 提起測量架機構(gòu)；（3） 提起后支點；（4） 最后掛起測頭。四、 數(shù)據(jù)處理1. 測定結(jié)構(gòu)應按計算區(qū)間輸出計算結(jié)果。計算區(qū)間長度要根據(jù)公路等級和測試要求確定，標準的計算區(qū)間為10

14、0m。2. 在測定時，隨著打印機輸出的同時，應將數(shù)據(jù)用文件方式同時記錄在磁帶或硬盤上，長期保存。通過計算機輸出計算結(jié)果，包括每一個計算區(qū)間的平均總彎沉值、標準差、代表總彎沉值，示例如表1-2。其中代表總彎沉值按LrLZaS計算。如已進行過自動彎沉儀總彎沉與貝克曼梁回彈彎沉對比試驗，則可據(jù)此計算出相應的回彈彎沉值。 3. 按附錄B的方法計算一個評定路段的平均總彎沉值、標準差、代表總彎沉值。五、自動彎沉儀與貝克曼梁彎沉對比試驗步驟1. 針對不同地區(qū)選擇某種路面結(jié)構(gòu)的代表性路段，進行兩種測定方法的對比試驗，以便將自動彎沉儀測定的總彎沉換算成貝克曼梁測定的回彈彎沉值。測定路段的長度為300500m，并

15、應使測定的彎沉值有一定的變化幅度。按計劃區(qū)間列出的總彎沉測定示例表 表1-2記錄號路線號公里樁百米樁平均總彎沉值（0.01mm）標準差（0.01mm）代表總彎沉（0.01mm）1234510710710710710713761376137613761376100200300400500414555574219.2569.91618.44212.7399.0967965928260注：本表計算區(qū)間為100m，代表總彎沉按平均總彎沉加2倍標準差計算。 2. 對比試驗步驟（1）采用同一輛自動彎沉儀測定車，使測定車型、荷載大小和輪胎作用面積完全相同；（2）用油漆標記對比路段起點位置；（3）用自動彎沉儀

16、按前述的方法進行測定，同時仔細用油漆標出每一測點的位置；（4）在每一標記位置用貝克曼梁定點測定回彈彎沉，測點范圍精確至10cm2以內(nèi)；（5）逐點對應計算兩者的相關(guān)關(guān)系，得出回歸方程式LBabLA，式中LB、LA分別為貝克曼梁和自動彎沉儀測定的彎沉值。相關(guān)系數(shù)不得小于0.90。注：由于不同路面結(jié)構(gòu)和材料、路基狀況、溫度、水文條件、路面使用狀況不同，對比關(guān)系也有所不同，為了提高數(shù)據(jù)的準確性，應分別情況作此項對比試驗。六、報告1. 報告應包括下列內(nèi)容：（1）按一個計算區(qū)間列出總彎沉測定表及彎沉峰值柱狀圖；（2）每一個評定路段的全部測點總彎沉的平均值。標準差、變異系數(shù)及代表彎沉。2. 如與貝克曼梁彎沉

17、儀進行了對比試驗，尚應列出相關(guān)關(guān)系式、相關(guān)系數(shù)及換算的回彈彎沉。試驗三 落錘式彎沉儀測定路面彎沉試驗方法一、試驗目的用于在落錘式彎沉儀（FWD）標準質(zhì)量的重錘落下一定高度發(fā)生的沖擊荷載的作用下，測定路基和路面所產(chǎn)生的瞬時變形，即測定在動態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動態(tài)彎沉及彎沉盆，并可由此反算路基路面各層材料的動態(tài)彈性模量，作為設(shè)計參數(shù)使用。所測結(jié)果也可用于評定道路承載能力，調(diào)查水泥混凝土路面的接縫的傳力效果，探查路面板下的空洞等。二、儀器設(shè)備落錘式彎沉儀，簡稱FWD，由荷載發(fā)生裝置、彎沉檢測裝置、運算控制系統(tǒng)與車輛牽引系統(tǒng)等組成。其結(jié)構(gòu)示意如圖1-6所示。（1）荷載發(fā)生裝置：重錘的質(zhì)量及落高根據(jù)使用目

18、的與道路等級選擇，荷載由傳感器測定，如無特殊需要，重錘的質(zhì)量為20010kg，可采用502.5kg的沖擊荷載。承載板宜為十字對稱分開成4部分且底部固定有橡膠片的承載板。承載板的直徑為300mm。（2）彎沉檢測裝置：由一組高精度位移傳感器組成，如圖1-7所示，傳感器可為差動變壓器式位移計（LVDT）。自中心開始，承載板沿道路縱向設(shè)置，隔開一定距離布設(shè)一組傳感器，傳感器總數(shù)可為57個，根據(jù)需要及設(shè)備性能決定。（3）運算控制裝置：能在沖擊荷載作用的瞬間內(nèi)，記錄沖擊荷載及各個傳感器所在位置測點的動態(tài)變形。（4）牽引裝置：牽引FWD并安裝有運算及控制裝置的車輛。三、評定道路承載能力的方法與步驟1. 準備

19、工作（1）調(diào)整重錘的質(zhì)量及落高，使重錘的質(zhì)量及產(chǎn)生的沖擊荷載符合前述儀器的要求。（2）在測試路段的路基或路面各層表面布置測點，其位置或距離隨測試需要而定。當在路面表面測定時，測點宜布置在行車車道的輪跡帶上。測試時，還可利用距離傳感器定位。（3）檢查FWD的車況及使用性能，用手動操作檢查，各項指標符合儀器規(guī)定要求。（4）將FWD牽引至測定地點，將儀器打開，進入工作狀態(tài)。牽引FWD行駛的速度不宜超過50km/h。（5）對位移傳感器按儀器使用說明書進行標定，使之達到規(guī)定的精度要求。2. 測定方法（1）承載板中心位置對準測點，承載板自動落下，放下彎沉裝置的各個傳感器。（2）啟動落錘裝置，落錘瞬即落下，

20、沖擊力作用于承載板上，又立即自動提升至原來位置固定。同時，各個傳感器檢測結(jié)構(gòu)層表面變形，記錄系統(tǒng)將位移信號輸入計算機，并得到路面彎沉峰值，同時得到彎沉盆。每一測點重復測定應不少于3次，出去第一個測定值，取以后幾次測定值的平均值為計算依據(jù)。（3）提起傳感器及承載板，牽引車向前移動至下一個測點，重復上述步驟，進行測定。四、落錘式彎沉儀與貝克曼梁彎沉儀對比試驗步驟1. 路段選擇選擇結(jié)構(gòu)類型完全相同的路段，針對不同地區(qū)選擇某種路面結(jié)構(gòu)的代表性路段，進行兩種測定方法的對比試驗，以便將落錘式彎沉儀測定的動彎沉換算成貝克曼梁測定的回彈彎沉值。選擇的對比路段長度300500m，彎沉值應有一定的變化幅度。2. 對比試驗步驟（1）采用與實際使用相同且符合要求的落錘式彎沉儀及貝克曼梁彎沉儀測定車。落錘式彎沉儀的沖擊荷載應與貝克曼梁彎沉儀測定車的后軸雙輪荷載相同。（2）用油漆標記對比路段起點位置。（3）布置測點位置，用貝克曼梁定點測定回彈彎沉，測定車開