彎沉檢測-貝克曼梁法

1、單元七 路基路面回彈彎沉檢測課題一 概述概 述n辛苦啦 辛苦啦！彎沉檢測指標(biāo)很重要o 對公路工程質(zhì)量鑒定而言，彎沉檢測指標(biāo)是否決性指標(biāo)，是反映路基或路面承載能力的重要指標(biāo)。如果不合格，工程決不能通過質(zhì)量鑒定。同時反映工程質(zhì)量存在實質(zhì)性問題。彎沉檢測工作很辛苦o 無論采取何種方法進行彎沉檢測，工作強度均很重，尤其是貝克曼梁法。工程有多長，人在路上就得走多遠。彎沉檢測影響因素多o 獲得一個標(biāo)準(zhǔn)彎沉檢測結(jié)果，涉及到的因素很多，車型、軸載、輪壓、結(jié)構(gòu)、氣候、人員素質(zhì)、現(xiàn)場管理等。彎沉檢測工作人員多o 一臺檢測車的參檢人員就達十幾人，相當(dāng)于檢測總?cè)藬?shù)的一半。彎沉檢測時間長o 彎沉檢測按每公里80-100

2、點計算，行進速度為單幅每小時3公里，每天每臺車檢測單幅平均20公里左右。一、概述o 國內(nèi)外普遍采用國內(nèi)外普遍采用回彈彎沉值回彈彎沉值來表示路來表示路基、路面的基、路面的承載能力承載能力，回彈彎沉值回彈彎沉值越越大大，承承載能力載能力越越小小，反之則越大。，反之則越大。o 通常所說的回彈彎沉值是指通常所說的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。在路。在路表測試的回彈彎沉值可以反映路基路面的綜表測試的回彈彎沉值可以反映路基路面的綜合承載能力。合承載能力。學(xué)習(xí)內(nèi)容o 一、概述一、概述o 概念、測試方法概念、測試方法o 二、貝克曼梁法彎沉檢

3、測二、貝克曼梁法彎沉檢測o 使用范圍、儀器與材料、檢測準(zhǔn)備使用范圍、儀器與材料、檢測準(zhǔn)備 工作、檢測步驟、修正系數(shù)、結(jié)果評定工作、檢測步驟、修正系數(shù)、結(jié)果評定一、概述o 回彈彎沉值在我國已廣泛使用且有很多的經(jīng)回彈彎沉值在我國已廣泛使用且有很多的經(jīng)驗及研究成果，它不僅用于驗及研究成果，它不僅用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計中路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計中（設(shè)（設(shè)計回彈彎沉）；用于計回彈彎沉）；用于施工控制及施工驗收中施工控制及施工驗收中（竣工（竣工驗收彎沉值）；同時還用在驗收彎沉值）；同時還用在舊路補強設(shè)計舊路補強設(shè)計中，是公中，是公路工程的一個基本參數(shù)，所以正確的測試具有重要路工程的一個基本參數(shù)，所以正確的測試具有重要的

4、意義。的意義。o 回彈彎沉值在我站主要用于公路工程的竣回彈彎沉值在我站主要用于公路工程的竣( (交交) )工程項目的質(zhì)量鑒定工作。工程項目的質(zhì)量鑒定工作。（一）彎沉值的幾個概念o 1、彎沉o 是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生o 的總垂直變形（總彎沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉），以0.01mm為單位。o 2、設(shè)計彎沉值o 根據(jù)設(shè)計年限內(nèi)一個車道上預(yù)測通過的累積當(dāng)量軸次、公路等級、路面和基層類型而確定的路面彎沉設(shè)計值。（一）彎沉值的幾個概念o 3、竣工驗收彎沉值o 是檢驗路面是否達到設(shè)計要求的指標(biāo)之一。o 當(dāng)路面厚度計算以設(shè)計彎沉值為控制指標(biāo)時，則驗收彎沉值應(yīng)小于或等于設(shè)計

5、彎沉值；o 當(dāng)厚度計算以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo)時，應(yīng)根據(jù)拉應(yīng)力計算所得的結(jié)構(gòu)厚度，重新計算路面彎沉值，該彎沉值即為竣工驗收彎沉值。（二）彎沉值的測試方法o 彎沉值的測試方法很多，目前用的最多的是貝克曼梁法，在我國已有成熟的經(jīng)驗?，F(xiàn)在用的比較普遍的還有法國洛克魯瓦式自動彎沉儀，丹麥等國家發(fā)明的落錘式彎沉儀（FWD，我站已引進并使用）o常用彎沉測試方式：常用彎沉測試方式：o 貝克曼梁法；自動彎沉儀法；落錘式彎沉儀法 （二）彎沉值的測試方法幾種彎沉測試方式比較幾種彎沉測試方式比較o 1、貝克曼梁法: 是傳統(tǒng)方法，速度慢，靜態(tài)測試，比較成熟，目前屬于標(biāo)準(zhǔn)方法。o 2、自動彎沉儀法 : 是利用貝克曼梁原理

6、快速連續(xù)，屬于靜態(tài)測試范疇，但測定的是總彎沉，因此使用時應(yīng)用貝克曼梁進行標(biāo)定換算。o 3、落錘式彎沉儀法: 是利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的瞬間產(chǎn)生的沖擊荷載測定彎沉，屬于動態(tài)彎沉，并能反算路面的回彈彎沉模量，快速連續(xù)，使用時應(yīng)用貝克曼梁法進行標(biāo)定換算。 課題二、貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉、貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉o （一）適用范圍（一）適用范圍o 1 1、適用于測定各類路基、路面的回彈彎沉，、適用于測定各類路基、路面的回彈彎沉，用以評定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)用以評定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用。設(shè)計使用。o 2 2、測定路基、柔性路面的回彈彎沉值可供、測定路基、柔性路面的回

7、彈彎沉值可供交工、竣工驗收使用。交工、竣工驗收使用。o 3 3、測定的路面回彈彎沉值可為公路養(yǎng)護管、測定的路面回彈彎沉值可為公路養(yǎng)護管理部門制定養(yǎng)路修路計劃提供依據(jù)。理部門制定養(yǎng)路修路計劃提供依據(jù)。（二）儀具與材料（二）儀具與材料、測試車： 高速、一、二級公路采用后軸100KN的BZZ-100； 其它等級公路也可采用后軸60KN的BZZ-60。相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載等級標(biāo)準(zhǔn)軸載等級BZZ-100BZZ-60后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載P(KN)1001601一側(cè)雙輪荷載一側(cè)雙輪荷載(KN)500.5300.5輪胎沖氣壓力輪胎沖氣壓力(MPa)0.70.050.50.05單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑單輪傳壓面

8、當(dāng)量圓直徑(CM)21.30.519.50.5輪隙寬度輪隙寬度滿足測頭自由測試滿足測頭自由測試、彎沉儀：由貝克曼梁、百分表、表架組成。貝克曼梁由鋁合金制成（筑鋁或鋁板材兩種）n前后臂長度比例為2：1，前臂接觸地面n3.6m貝克曼梁（2.4+1.2） 5.4m貝克曼梁(3.6+1.8) （二）儀具與材料（二）儀具與材料n3、接觸式路面溫度儀：端頭為平頭，分度不大于10C 。n4、統(tǒng)一的檢測記錄表格和記錄筆;也可用自動記錄裝置進行測量。n5、具有數(shù)理統(tǒng)計功能的計算器（三）檢測準(zhǔn)備工作（三）檢測準(zhǔn)備工作n1 1、百分表靈敏、安放穩(wěn)定：、百分表靈敏、安放穩(wěn)定：n）日常檢測出發(fā)前，可提拉百分表測試傳感軸

9、，檢查量程范圍內(nèi)是否靈敏（必需配帶兩塊以上百分表）；n）讀數(shù)前輕叩彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定歸零（檢查靈敏性和尤其是充分接觸程度）。2、彎沉車配重：、彎沉車配重：、裝配鐵塊：裝配鐵塊： 常年從事檢測的單位也可加工預(yù)制。 便于裝載、便于運輸，不受雨天氣候影響。、裝載集料：裝載集料： 材料便宜、靈活，可隨地取材。 受雨天氣候影響大。 檢測前對配重彎沉車的后軸總質(zhì)量采用地中衡進行稱量，調(diào)整重量，以達到軸重要求。 注意保證左右兩側(cè)重量均衡；注意連續(xù)檢測預(yù)雨時對彎沉車集料進行苫蓋，沒有及時苫蓋的，雨后應(yīng)對重量進行復(fù)檢。3 3、輪胎接地面積、輪胎接地面積n 在平整光滑的硬質(zhì)地面上用千斤頂將汽在平整光滑的硬

10、質(zhì)地面上用千斤頂將汽車后軸頂起，方格復(fù)寫紙，輕落千斤頂，車后軸頂起，方格復(fù)寫紙，輕落千斤頂，即在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或即在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或數(shù)方格的方法測算輪胎接地面積，精確至數(shù)方格的方法測算輪胎接地面積，精確至0.1m0.1m2 2 n 新胎、舊胎胎紋變化不大，影響不大；新胎、舊胎胎紋變化不大，影響不大；n 不同種類、型號輪胎的胎紋差別相對較不同種類、型號輪胎的胎紋差別相對較大，影響較大。大，影響較大。4 4、輪壓測定、輪壓測定n 每次檢測前均應(yīng)用壓力表對輪壓進行測定并調(diào)整，否則輪胎接地面積會有很大變。、檢測人員n一臺彎沉車的檢測人員配備：一臺彎沉車的檢測人員配備：工

11、作性質(zhì)工作性質(zhì)參檢參檢人數(shù)人數(shù)備用備用人數(shù)人數(shù)備注備注抬儀器抬儀器44力工，身體健康力工，身體健康讀表讀表22要求熟練、認真要求熟練、認真計數(shù)計數(shù)11認真并監(jiān)督讀表人員認真并監(jiān)督讀表人員起車發(fā)令員起車發(fā)令員11指揮車輛啟動指揮車輛啟動工程量較大、任務(wù)較緊時一臺彎沉檢測組現(xiàn)場參與工作人員工程量較大、任務(wù)較緊時一臺彎沉檢測組現(xiàn)場參與工作人員累計累計16人。一臺檢測車每天檢測單幅人。一臺檢測車每天檢測單幅20公里左右，此項任務(wù)控制整體檢測進公里左右，此項任務(wù)控制整體檢測進度，可根據(jù)彎沉任務(wù)制定總體檢測時間。度，可根據(jù)彎沉任務(wù)制定總體檢測時間。（四）檢測步驟（四）檢測步驟n、在檢測位置停穩(wěn)彎沉車、按規(guī)

12、定放好貝克曼梁；彎沉儀測頭放置后軸輪隙中間、軸線前彎沉儀測頭放置后軸輪隙中間、軸線前3-5CM處；梁臂不得碰到輪胎。處；梁臂不得碰到輪胎。n、放穩(wěn)支架、調(diào)整百分表、放穩(wěn)支架、調(diào)整百分表、啟動車輛行走速度：汽車前進的速度為行走速度：汽車前進的速度為5km/h，起車必須平穩(wěn)，否則干擾較大。，起車必須平穩(wěn)，否則干擾較大。讀數(shù)時間：行駛距離超過影響半徑。讀數(shù)時間：行駛距離超過影響半徑。、讀取數(shù)值、記錄n表針反走經(jīng)過的距離（五）修正系數(shù)（五）修正系數(shù)n、配重及當(dāng)量直徑修正：、配重及當(dāng)量直徑修正：n有時開始檢測路段沒有地中衡，彎有時開始檢測路段沒有地中衡，彎沉車又是監(jiān)理或業(yè)主經(jīng)常反復(fù)使用的檢沉車又是監(jiān)理或

13、業(yè)主經(jīng)常反復(fù)使用的檢測車輛，可在經(jīng)過有地中衡的地方進行測車輛，可在經(jīng)過有地中衡的地方進行稱重，如果重量偏差超過容許范圍或當(dāng)稱重，如果重量偏差超過容許范圍或當(dāng)量直徑不符合規(guī)定則可按以下公式修正量直徑不符合規(guī)定則可按以下公式修正計算計算。nLR/LRi=(P/Pi)0.86 n=d1.5/di1.5 、溫度修正（、溫度修正（2020C ）n瀝青面層厚度大于瀝青面層厚度大于5CM且路面溫度超過且路面溫度超過（202）0C范圍時，回彈彎沉值應(yīng)進范圍時，回彈彎沉值應(yīng)進行溫度修正，溫度修正有兩種方法。行溫度修正，溫度修正有兩種方法。n1）查圖法）查圖法n2）經(jīng)驗計算法）經(jīng)驗計算法1）查圖法）查圖法T=（T

14、25+Tm+Te）3 測定時瀝青層平均溫度測定時瀝青層平均溫度T0 =(地表平均溫度地表平均溫度（隨時多次測試） +前前5天日平均溫度天日平均溫度) T25、Tm、Te根據(jù)根據(jù)T0 值在圖表中查得值在圖表中查得200C不 同深 度溫度路表+5天平均溫度25mm150mm300mmT表表5天前的平均氣溫，可通過氣象臺、當(dāng)?shù)貓蠹埐樵?。檢測時氣溫和路表溫度（隨時多次測試）5天前的平均氣溫，可通過氣象臺、當(dāng)?shù)貓蠹埐樵?。檢測時氣溫和路表溫度（隨時多次測試）5天前的平均氣溫，可通過氣象臺、當(dāng)?shù)貓蠹埐樵?。檢測時氣溫和路表溫度（隨時多次測試）5天前的平均氣溫，可通過氣象臺、當(dāng)?shù)貓蠹埐樵儭=1。.0K=0.4

15、無機穩(wěn)定料基層與粒料基層及瀝青穩(wěn)定基層的K圖表不同0 10 20 0c 30 40 50換算成換算成20度時的回彈彎沉公式度時的回彈彎沉公式 L20=t+k2）經(jīng)驗計算法）經(jīng)驗計算法n求測定時瀝青平均溫度求測定時瀝青平均溫度TnT=a+bT0na= -2.65+0.52hnb=0.62-0.008hnT0 -(l表平均溫度表平均溫度+前前5天日平均溫度天日平均溫度) nH -瀝青面層厚度瀝青面層厚度n當(dāng)當(dāng)T20時：時： K=E（1/T-1/20）hn當(dāng)當(dāng)T20時：時：K=E0.002h(20-T)n換算成換算成20度時的回彈彎沉公式度時的回彈彎沉公式 L20=lt+k 、彎沉儀的支點變形修正、

16、彎沉儀的支點變形修正n當(dāng)采用長度為3.6米的彎沉儀對半剛性基層瀝青路面、水泥混凝土路面進行彎沉檢測時，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此檢測時應(yīng)檢驗支點有無變形。此時用另一臺彎沉儀放置檢測用的彎沉儀之后，其測頭放置于檢測用彎沉儀的支點旁。車輛開出后，同時測彎沉定讀，當(dāng)檢驗彎沉儀有讀數(shù)時，應(yīng)該記錄并進行支點變形修正。取同一結(jié)構(gòu)層不同位置的5次讀數(shù)，求平均值（10個數(shù)值平均），作為以后檢測的修正值。n修正后的公式為：修正后的公式為：nLT =(L1-L2)2+(L3-L4)6 (5次讀數(shù)的平均值)n 此公式適用于測定用彎沉儀支點處有變化，但百分表支架處路面已無變形的情況。測點彎沉讀數(shù)L1、L2總下沉

17、值=2 測 點 讀數(shù)+6檢驗讀數(shù)荷載檢驗彎沉讀數(shù)L3、L4n、季節(jié)修正根據(jù)不同季節(jié)、不同自然區(qū)劃位置和結(jié)構(gòu)類型、路基干濕進行查表春融春融45.15 干季干季5.157.15 910 雨季雨季7.159.30 凍前凍前11月月nE。值得的獲得：。值得的獲得：n核查設(shè)計文件（路面結(jié)構(gòu)類型），摘取E。值，n并逐段計算設(shè)計彎沉值，以備計算使用（有的施工單位或工程項目采用一個E。值；有的施工、監(jiān)理單位提供的E。值不準(zhǔn)確，有的段落劃分不準(zhǔn)確）。修正后的計算公式nLr=L+ Za sn=L2（季節(jié)（季節(jié)溫度溫度支點支點軸重軸重輪胎）系數(shù)輪胎）系數(shù)+ Zas Za與保證率有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)設(shè)計彎沉值按與保證率有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)設(shè)計彎沉值按公路瀝青路面公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范設(shè)計規(guī)范（JTJ014-97）確定時，采用表以下規(guī)定：）確定