路基路面回彈模量檢測

路基路面工程試驗檢測交通土木工程系王國建某二級公路路基壓實質(zhì)量檢驗，經(jīng)檢測各點（共12個測點）的干密度分別為1.72、1.69、1.71、1.76、1.78、1.76、1.68、1.75、1.74、1.73、1.73、1.70(g/cm3)，最大干密度為1.82g/cm3，試按95%的保證率評定該路段的壓實質(zhì)量是否滿足要求（壓實度標(biāo)準(zhǔn)為93%）。解：（1）計算各測點的壓實度Ki（%）94.5

92.9

94.0

96.7

97.8

96.7

92.3

96.2

95.6

95.1

95.1

93.4

（2）計算平均值K和標(biāo)準(zhǔn)偏差S

K=95.0%

S=1.68%

（3）計算代表值

當(dāng)95%保證率n=12時，查表得：

（4）評定K0=93%

因K>K0

且Kimin=92.3%>88%（極值標(biāo)準(zhǔn)）所以該評定路段的壓實質(zhì)量滿足要求。分數(shù)評定：﹟路基、基層和底基層：

①K≥K0，且單點壓實度Ki全部大于等于規(guī)定值減2個百分點時，評定路段的壓實度可得規(guī)定滿分；②當(dāng)K≥K0，且單點壓實度全部大于等于規(guī)定極值時，對于測定值低于規(guī)定值減2個百分點的測點，按其占總檢查點數(shù)的百分率計算扣分值。③K<K0或某一單點壓實度Ki小于規(guī)定極值時，該評定路段壓實度為不合格，評為零分。

注：①表列壓實度以重型擊實試驗法為準(zhǔn)，評定路段內(nèi)的壓實度平均值下置信界限（壓實度代表值K）不得小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，單個測定值不得小于極值(表列規(guī)定值減5個百分點)。小于表列規(guī)定值2個百分點的測點，按其數(shù)量占總檢查點的百分率計算減分值。注：①表列壓實度以重型擊實試驗法為準(zhǔn)，評定路段內(nèi)的壓實度平均值下置信界限（壓實度代表值K）不得小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，單個測定值不得小于極值(表列規(guī)定值減5個百分點)。小于表列規(guī)定值2個百分點的測點，按其數(shù)量占總檢查點的百分率計算減分值。路基路面回彈模量檢測

概述

承載板法測定土基回彈模量

貝克曼梁法測定路基路面回彈模量

室內(nèi)回彈模量測定

土基是路面結(jié)構(gòu)的支承物，車輪荷載通過路面結(jié)構(gòu)傳至土基。所以土基的荷載——變形特性對路面結(jié)構(gòu)的整體強度和剛度有很大影響。路面結(jié)構(gòu)的損壞，除了它本身的原因外，主要是由于土基變形過大所引起的。在路面結(jié)構(gòu)的總變形中，土基的變形占有很大部分，約為70~90%。概述

土基回彈模量是指路基，路面及筑路材料在荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力與其相應(yīng)的回彈應(yīng)變的比值，土基回彈模量表示土基在彈性變形階段內(nèi)，在垂直荷載作用下，抵抗豎向變形的能力，如果垂直荷載為定值，土基回彈模量值愈大則產(chǎn)生的垂直位移就愈??；如果豎向位移是定值，回彈模量值愈大，則土基承受外荷載作用的能力就愈大，因此，路面設(shè)計中采用回彈模量作為土基抗壓強度的指標(biāo)。

土基的回彈模量是公路設(shè)計中一個必不可少的參數(shù)，我國現(xiàn)有規(guī)范已給出了不同的自然區(qū)劃和土質(zhì)的回彈模量值的推薦值，但由于土基回彈模量的改變將會影響路面設(shè)計的厚度，所以建議有條件時最好直接測定，而且隨著施工質(zhì)量的提高,回彈模量值的檢驗將會作為控制施工質(zhì)量的一個重要指標(biāo)測定回彈模量的方法，目前國內(nèi)常用的主要有：承載板法、貝克曼梁法和其他間接測試方法(如貫入儀測定法和CBR測定法）、室內(nèi)杠桿壓力儀法等

(一)目的及適用范圍本方法適用于在現(xiàn)場土基表面，通過承載板對土基逐級加載、卸載的方法，測出每級荷載下相應(yīng)的土基回彈變形值，經(jīng)過計算求得土基回彈模量。測定的土基回彈模量可作為路面設(shè)計參數(shù)使用。承載板法測定土基回彈模量

路基土和含土路面材料的回彈模量與其含水量和密實度有關(guān)。因此，測定最好在不利季節(jié)進行(不利季節(jié)：南方為雨季，北方為春融季節(jié))。如在非不利季節(jié)進行測定，則應(yīng)人工創(chuàng)造不利條件，即使土或路面材料的含水量接近不利季節(jié)的含水量。不含土的級配碎石和填隙碎石可在施工完成后或開放交通后三個月進行測定；水泥穩(wěn)定土應(yīng)在齡期一個月時，以及重冰凍地區(qū)的第二年不利季節(jié)進行測定；石灰穩(wěn)定土以及石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣應(yīng)在齡期一個月、三個月以及冰凍地區(qū)的第二年不利季節(jié)進行。

(二)儀具與材料

1.反力設(shè)施：后軸重不小于60KN的載重汽車一輛，在汽車大梁的后軸之后約80cm處，附設(shè)加勁小梁一根作反力架。汽車輪胎充氣壓力0.5MPa。

2.荷載發(fā)生和量測裝置：由千斤頂、測力計（測力環(huán)或壓力表）及球座組成。

3.傳力裝置：剛性承載板一塊。

4.變形量測裝置：路面彎沉儀兩臺。

5.秒表、水平尺

6.其它：細砂、毛刷、垂球、鎬、鐵鍬、鏟等。土基回彈模量測試示意圖（1）BZZ-60標(biāo)準(zhǔn)軸測試汽車一輛；（2）剛性承載板一塊；（3）彎沉儀二臺；（4）油壓千斤頂一臺；（5）加勁工字鋼梁；（6）球座、細砂等。土基回彈模量加載裝置（三）承載板法測試土基回彈模量的準(zhǔn)備工作（1）汽車裝載，稱后軸的質(zhì)量；（2）綁扎加勁工字梁，量測加勁梁與后軸的距離（80cm）；（3）標(biāo)定千斤頂（油壓表讀數(shù)與荷載關(guān)系曲線）；（4）檢查彎沉儀與百分表的靈敏度；（5）準(zhǔn)備附屬的儀具與材料。（三）測試步驟選點→安放承載板、千斤頂、彎沉儀→汽車就位→逐級加載、卸載→用彎沉儀測回彈變形→測總影響量→計算。逐級進行加載卸載測定。加載級差△P：Pi<0.1MPa時,△P=0.02MPa,

Pi>0.1MPa時,△P=0.04MPa;過程：加載至Pi后，穩(wěn)定1min，讀百分表數(shù)值，卸載至0，穩(wěn)定1min后，再次讀數(shù)，當(dāng)兩百分表讀數(shù)差超過平均值的30%，則應(yīng)重測;終止條件：當(dāng)回彈變形值超過1mm時，即可停止加載。承載板單位壓力（MPa）荷載（kN）0.053.5340.17.0690.214.1370.321.2060.428.2740.535.3430.642.4120.749.480承載板測試方法

(3)各級荷載的回彈變形和總變形計算：回彈變形=2×（加載后讀數(shù)平均值-卸載后讀數(shù)平均值）總變形=2×（加載后讀數(shù)平均值-加載初始前讀數(shù)平均值）

(4)測定總影響量a:

最后一次加載卸載循環(huán)結(jié)束后，取走千斤頂，重新讀取百分表初讀數(shù)，然后將汽車開出10m以外，讀取終讀數(shù)，兩只百分表的初、終讀數(shù)差之平均值即為總影響量。

(5)測定土基含水量和密度。

(四)計算

1.各級荷載影響量計算:

當(dāng)為后軸重60KN的標(biāo)準(zhǔn)車時,查下表;當(dāng)為其它類型測試車時，按公式計算。

式中：T1--測試車前后軸距（m）；

T2--加勁小梁距后軸距離（m）；

D--承載板直徑（m）；

Q--測試車的后軸重（N）；

P--該級承載板壓力（Pa）；

a--總影響量（0.01mm）。各級荷載影響量（后軸60KN車）承載板壓力(MPa)0.050.100.150.200.300.40.5影響量0.06a0.12a0.18a0.24a0.36a0.48a0.60a

2.繪制P～L曲線:如曲線起始部分出現(xiàn)反彎，應(yīng)按圖修正原點O，O`則是修正后的原點。修正原點示意圖

3.相應(yīng)于各級荷載的土基回彈模量Ei值計算：式中：Ei--相應(yīng)于各級荷載下的土基回彈模量（MPa）

μ--土樣的泊松比，根據(jù)設(shè)計規(guī)范選定;D--承載板直徑30mm;Pi--承載板壓力（MPa）；

Li--相對于荷載Pi時的回彈變形（cm）。4.土基回彈模量E0值：式中：E0--計算的土基、整層材料的回彈模量或舊路的綜合回彈模量（MPa）；μ--土樣的泊松比，根據(jù)設(shè)計規(guī)范選定;D--承載板直徑30mm;Pi--承載板壓力（MPa）；Li--相對于荷載Pi時的回彈變形（cm）。

（四）檢測報告的內(nèi)容

報告應(yīng)包括彎沉測定表、計算代表彎沉、采用的泊松比及計算得到的材料回彈模量E1等，對瀝青路面應(yīng)報告測試時的路面溫度。

(一)目的及適用范圍本方法適用于在土基、厚度不小于1m的粒料整層表面,用彎沉儀測試各測點的回彈彎沉值，通過計算求得該材料的回彈模量值的試驗；也適用于在舊路表面測定路基路面的綜合回彈模量。貝克曼梁法測定路基路面回彈模量

本方法適用于野外測定路面材料的抗壓回彈模量值，測定方法可分為分層測定和整層測定兩種。

分層測定方法是先用彎沉儀測定路面表面回彈彎沉值，然后開挖路面(常用單層路面材料)至土基后再用承載板測定土基回彈模量，通過計算確定路面材料的抗壓回彈模量。（不做詳細介紹）

整層測定方法是在厚度不小于1m的長方形整層試槽表面，用彎沉儀測試各測點的回彈彎沉值，通過計算可求得該材料的抗壓回彈模量值。加載

（二）儀具與材料1、標(biāo)準(zhǔn)車：按前述規(guī)定選用。2、路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成。彎沉采用百分表量得。3、路表溫度計：分度不大于1℃。4、其他：皮尺、口哨、粉筆、指揮旗等。

（三）試驗方法與步驟

（1）試驗前準(zhǔn)備工作

⑴選擇潔凈的路面表面作為測點，要在測點處作好標(biāo)記并編號

⑵無機結(jié)合料粒料基層的整層試驗段（試槽）應(yīng)符合下列要求：

①整層試槽可修筑在行車帶范圍內(nèi)或路肩及其他合適處，也可在室內(nèi)修筑，但均應(yīng)適用于汽車測定彎沉。

②試槽應(yīng)選擇在干燥或中濕路段處，不得鋪筑在軟土基上。

（三）試驗方法與步驟

（1）試驗前準(zhǔn)備工作

③試槽面積不小于3m×2m，厚度不宜小于1m。鋪筑時，先挖3m×2m×1m（長×寬×深）的坑，然后用欲測定同一種路面材料按有關(guān)規(guī)定的壓實度分層鋪筑并壓實。直至頂面，使其達到要求的壓實度標(biāo)準(zhǔn)。同時應(yīng)嚴格控制材料組成，配比均勻一致，符合施工質(zhì)量要求。

④試槽表面的測點間距可按下圖布置在中間2m×1m的范圍內(nèi)，可測定23點。

（2）測試步驟

選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)車，實測各測點處路面回彈彎沉值Li。如在舊瀝青路面上測定時，應(yīng)讀取溫度，并測定彎沉值的溫度修正，得到標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時的彎沉值。

（三）計算

1、分別計算全部測定值的算術(shù)平均值L、單次測量的標(biāo)準(zhǔn)差S和自然誤差r0：2、可疑數(shù)據(jù)取舍計算各測定值與算術(shù)平均值的偏差值并計算較大的偏差與自然誤差之比當(dāng)某個測點觀測值的值大于下表中d/r極限值時則應(yīng)舍棄該測點，然后重復(fù)上述的步驟計算所余各測點算術(shù)平均值（L）及標(biāo)準(zhǔn)差（S）。3、按下式計算代表彎沉值：4、按下式計算土基、整層材料的回彈模量（E1）或舊路的綜合回彈模量：式中：E1——計算的土基、整層材料的回彈模量或舊路的綜合回彈模量，MPa；

p——測定車輪的平均垂直荷載，MPa；

δ——測定用標(biāo)準(zhǔn)車雙圓荷載單輪傳壓面當(dāng)量圓的半徑，cm；

μ——測定層材料的泊松比，根據(jù)路面設(shè)計規(guī)范的規(guī)定取用。我國土基通常采用0.35，瀝青材料通常采用0.25；

α——彎沉系數(shù)，為0.712。測定用標(biāo)準(zhǔn)車雙圓荷載單輪傳壓面當(dāng)量圓的半徑

（四）檢測報告的內(nèi)容

報告應(yīng)包括彎沉測定表、計算代表彎沉、采用的泊松比及計算得到的材料回彈模量1E等，對瀝青路面應(yīng)報告測試時的路面溫度。

一、適用條件與范圍本方法用于室內(nèi)對試樣進行抗壓回彈模量測定。試樣可以是細粒土，也可以是粒徑20cm以下的級配集料，以及結(jié)合料穩(wěn)定材料。最大集料粒徑大于20cm的級配集料，仍采用以下的級配集料進行試驗。此時所得的集料回彈模量可能偏小些(僅指內(nèi)徑152

mm的試筒)，如試筒內(nèi)徑為200mm時，集料的最大粒徑可以增到25mm。室內(nèi)回彈模量測定

二、儀器設(shè)備(1)杠桿壓力儀：最大壓力l500N(2)承載板：直徑50mm，高80mm。(3)試筒：內(nèi)徑152mm、高170mm的金屬圓筒；套環(huán)，高50mm；筒內(nèi)墊塊，直徑15lmm，高50mm；夯擊底板與擊實儀相同。(4)量表：千分表兩塊。(5)秒表一只。三、試樣

擊實試驗方法制備試樣，根據(jù)工程要求選擇輕型或重型法，視最大粒徑用小筒或大筒進行擊實試驗，得出最佳含水率和最大干密度，然后按最佳含水率用上述試筒擊實制備試件。

四、試驗步驟(1)安裝試樣：將試件和試筒的底面放在杠桿壓力儀的底盤上，將承載板放在試件中央(位置)并與杠桿壓力儀的加壓球座對正；將千分表固定在立柱上，將表的測頭安放在承載板的表架上。(2)預(yù)壓：在杠桿儀的加載架上施加砝碼，用預(yù)定的最大單位壓力P進行預(yù)壓。含水率大于塑限的土，P=50～lOOkPa，含水率小于塑限的土，P=100～200kPa。預(yù)壓進行1～2次，每次預(yù)壓1min。預(yù)壓后調(diào)整承載板位置，并將千分表調(diào)到接近滿量程的位置，準(zhǔn)備試驗。

(3)測定回彈量：將預(yù)定最大單位壓力分成4～6份，作為每級加載的壓力。每級加載時間為1min時，記錄千分表讀數(shù)，同時卸載，讓試件恢復(fù)變形，卸載1min時，再次記錄千分表讀數(shù)。同時施加下一級荷載。如此逐級進行加載卸載，并記錄千分表讀數(shù)，直至最后一級荷載。為使試