路基路面強度檢測-路基路面彎沉檢測

01貝克曼梁法檢測彎沉貝克曼梁法測定路基路面回彈彎沉屬于傳統(tǒng)方法，檢測速度較慢，但是靜態(tài)測試比較成熟，測定的是靜態(tài)回彈彎沉，目前屬于標準方法。貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗適用于測定各類路基路面的回彈彎沉，用以評定整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計適用。相關(guān)知識：貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗方法貝克曼梁法檢測彎沉標準車：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(yīng)符合要求。測試車應(yīng)采用后軸10t標準軸載BZZ-100的汽車。路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成。接觸式路表溫度計：端部為平頭，分度不大于1℃。其它：皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。

設(shè)備準備:貝克曼梁法檢測彎沉檢查并保持測定用標準車的車況及剎車性能良好，輪胎胎壓符合規(guī)定充氣壓力。向汽車車槽中裝載(鐵塊或集料)，并用地中衡稱量后軸總質(zhì)量及單側(cè)輪荷載，均應(yīng)符合要求的軸重規(guī)定，汽車行駛及測定過程中，軸重不得變化。測定輪胎接地面積：平整光滑的硬質(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復(fù)寫紙和一張方格紙，輕輕落下千斤頂，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，準確至0.1cm2。檢查彎沉儀百分表量測靈敏情況。當(dāng)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(yīng)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)。記錄瀝青路面修建或改建材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護等情況。其他準備工作:貝克曼梁法檢測彎沉02落錘式彎沉儀法檢測彎沉落錘式彎沉儀法是利用重錘自由落下時瞬間產(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模量，快速連續(xù)測定，使用時應(yīng)用貝克曼梁進行標定換算。本方法適用于測定在落錘式彎沉儀(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，路基或路面表面所產(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)果經(jīng)轉(zhuǎn)換至回彈彎沉值后可用于評定道路承載能力，也可用于調(diào)查水泥混凝土路面接縫的傳力效果，探查路面板下的空洞等。2023/12/4相關(guān)知識：落錘式彎沉儀測定彎沉試驗方法落錘式彎沉儀法檢測彎沉荷載發(fā)生裝置：重錘的質(zhì)量及落高根據(jù)使用目的與道路等級選擇，荷載由傳感器測定。彎沉檢測裝置：由一組高精度位移傳感器組成。傳感器可為差動變壓器式位移計(LVDT)或地震檢波器。運算及控制裝置：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。牽引裝置：牽引FWD并安裝運算及控制裝置的車輛。2023/12/4設(shè)備準備:落錘式彎沉儀測量系統(tǒng)示意圖落錘式彎沉儀法檢測彎沉1.調(diào)整重錘的質(zhì)量及落高，使重錘的質(zhì)量為200kg±10kg，產(chǎn)生的沖擊荷載為50kN±2.5kN的沖擊荷載。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(dāng)在路面表面測定時，測點宜布置在行車道的輪跡帶上。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。2023/12/4其他準備工作:落錘式彎沉儀法檢測彎沉03自動彎沉儀法檢測彎沉自動彎沉儀測定彎沉試驗方法是利用貝克曼梁原理快速連續(xù)測定，屬靜態(tài)測試范疇，測定的是總彎沉，因此使用時應(yīng)用貝克曼梁進行標定換算。適用于各類Lacroix型（洛克魯瓦型）自動彎沉儀在新建、改建路面工程的質(zhì)量驗收中，在無嚴重坑槽、車轍等病害的正常通車條件下連續(xù)采集瀝青路面彎沉數(shù)據(jù)。試驗過程中，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、記錄和處理分別由專用軟件自動控制進行。相關(guān)知識：自動彎沉儀測定彎沉試驗方法自動彎沉儀法檢測彎沉1.Lacroix型自動彎沉儀：由承載車、測量機架及控制系統(tǒng)、位移、溫度和距離傳感器、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)等基本部分組成。2.設(shè)備承載車技術(shù)要求和參數(shù)：自動彎沉儀的承載車輛應(yīng)為單后軸、單側(cè)雙輪組的載重車，其標準條件與貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗中標準車BZZ-100車型參數(shù)一致。3.測試系統(tǒng)基本技術(shù)要求和參數(shù)：①位移傳感器分辨率：0.01mm。②位移傳感器有效量程：≥3mm。③設(shè)備工作環(huán)境溫度：0-60℃。④距離標定誤差：≤1%。設(shè)備準備:自動彎沉儀法檢測彎沉1.位移傳感器標定。每次測試之前必須按照設(shè)備使用手冊規(guī)定的方法進行位移傳感器的標定，記錄標定數(shù)據(jù)并存檔。2.檢查承載車輪胎氣壓。每次測試之前都必須檢查后軸輪胎氣壓，應(yīng)滿足0.70MPa±0.05MPa的要求。3.檢查承載車輪載。一般每年檢查一次，如果承載車因改裝等原因而改變了后軸載，也必須進行此項工作，后軸載應(yīng)滿足100kN±1kN的要求。4.檢查測量架的易損部件情況，及時更換損壞部件。5.打開設(shè)備電源進行檢查，控制面板功能鍵、指示燈、顯示器等應(yīng)正常。6.開動承載車試測2-3個步距，觀察測試機構(gòu)，測試機構(gòu)應(yīng)正常，否則需要調(diào)整。其他準備工作:自動彎沉儀法檢測彎沉貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗（一）檢測步驟任務(wù)實施：1.在測試路段布置測點，其距離隨測試需要而定。測點應(yīng)在路面行車車道的輪跡帶上，并用白油漆或粉筆劃上標記。2.將試驗車后輪輪隙對準測點后約3~5cm處的位置上。3.將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車方向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測頭置于測點上(輪隙中心前方

3~5cm處)。自動彎沉儀法檢測彎沉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，檢查百分表應(yīng)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)令指揮汽車緩緩前進，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)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3m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。自動彎沉儀法檢測彎沉（二）數(shù)據(jù)計算1.路面測點的回彈彎沉值按下式計算：2.當(dāng)需進行彎沉儀支點變形修正時，路面測點回彈彎沉值按下式計算：3.瀝青面層厚度大于5cm的瀝青路面，回彈彎沉值應(yīng)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。測定時的瀝青層平均溫度按下式計算：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終讀數(shù)(0.01mm)。式中：lt——在路面溫度t時的回彈彎沉值(0.01mm)；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)。式中：t——測定時瀝青層平均溫度(%)；t25——根據(jù)t0由下圖1決定的路表下25mm處的溫度(℃)；tm——根據(jù)t0由下圖1定的瀝青層中間深度的溫度(℃)；te——根據(jù)t0由下圖1決定的瀝青層底面處的溫度(℃)。自動彎沉儀法檢測彎沉2023/12/4圖1中t0為測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫的平均值之和(℃)，日平均氣溫為日最高氣溫與最低氣溫的平均值。根據(jù)瀝青層平均溫度t及瀝青層厚度，分別由圖2及圖3求取不同基層的瀝青路面彎沉值的溫度修正系數(shù)K。圖1圖2圖3自動彎沉儀法檢測彎沉2023/12/4（三）報告報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）彎沉測定表、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。瀝青路面回彈彎沉按下式計算：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——測定時瀝青面層的平均溫度為t時的回彈彎沉值(0.01mm)。自動彎沉儀法檢測彎沉二、落錘式彎沉儀測定彎沉試驗方法（一）測試步驟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。啟動落錘裝置，落錘瞬即自由落下，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，并得到峰值，即路面彎沉，同時得到彎沉盆。每一測點重復(fù)測定應(yīng)不少于3次，除去第一個測定值，取以后幾次測定值的平均值作為計算依據(jù)。提起傳感器及承載板，牽引車向前移動至下一個測點，重復(fù)上述步驟，進行測定。（二）落錘式彎沉儀與貝克曼梁彎沉儀對比試驗步驟路段選擇：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300~500mm，彎沉值應(yīng)有一定的變化幅度。自動彎沉儀法檢測彎沉對比試驗步驟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(yīng)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。測定車開走后，用粉筆以測點為圓心，在周圍畫一個半徑為15cm的圓，標明測點位置。④將落錘式彎沉儀的承載板對準圓圈，位置偏差不超過30mm，進行測定。兩種儀器對同一點彎沉測試的時間間隔不應(yīng)超過10min。⑤逐點對應(yīng)計算兩者的相關(guān)關(guān)系。通過對比試驗得出回歸方程式LB=a+bLFWD，式中LFWD、LB分別為落錘式彎沉儀、貝克曼梁測定的彎沉值?；貧w方程式的相關(guān)系數(shù)R應(yīng)不小于0.95。自動彎沉儀法檢測彎沉（三）水泥混凝土路面板調(diào)查的方法與步驟（1）在測試路段的水泥混凝土路面板表面布置測點。當(dāng)為調(diào)查水泥混凝土路面接縫的傳力效果時，測點布置在接縫的一側(cè)，位移傳感器分開在接縫兩邊布置。當(dāng)為探查路面板下的空洞時，測點布置位置隨測試需要而定，應(yīng)在不同位置測定。（2）按前述方法進行測定。（四）數(shù)據(jù)計算與處理（1）按樁號記錄各測點的彎沉及彎沉盆數(shù)據(jù)，計算一個評定路段的平均值，標準差，變異系數(shù)。（2）當(dāng)為調(diào)查水泥混凝土路面接縫的傳力效果時，利用分開在接縫兩邊布置的位移傳感器的測定值的差異及彎沉盆的形狀，進行判斷。（3）當(dāng)為探查路面板下的空洞時，利用在不同位置測定的測定值的差異及彎沉盆的形狀，進行判斷。自動彎沉儀法檢測彎沉（五）報告報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）各測點的最大彎沉及彎沉盆測定數(shù)據(jù)。（2）每一個評定路段全部測點彎沉的平均值、標準差、變異系數(shù)及代表彎沉。如與貝克曼梁彎沉儀進行了對比試驗，尚應(yīng)報告相關(guān)關(guān)系式、相關(guān)系數(shù)、換算的回彈彎沉。自動彎沉儀法檢測彎沉二、自動彎沉儀測定彎沉試驗方法（一）測試步驟測試系統(tǒng)在開始測試前需要通電預(yù)熱，時間不少于設(shè)備操作手冊要求，并開啟工程警燈和導(dǎo)向標等警告標志。在測試路段前20m處將測量架放落在路面上，并檢查各機構(gòu)的部件情況。操作人員按照設(shè)備使用手冊的規(guī)定和測試路段的現(xiàn)場技術(shù)要求設(shè)置完畢所需的測試狀態(tài)。駕駛員緩慢加速承載車到正常測試速度，沿正常行車軌跡駛?cè)霚y試路段。操作人員將測試路段起終點、橋涵等特殊位置的樁號輸入到記錄數(shù)據(jù)中。當(dāng)測試車輛駛出測試路段后，操作人員停止數(shù)據(jù)采集和記錄，并恢復(fù)儀器各部分至初始狀態(tài)，駕駛員緩慢停止承載車，提起測量架。操作人員檢查數(shù)據(jù)文件，文件應(yīng)完整，內(nèi)容應(yīng)正常，否則需要重新測試。關(guān)閉測試系統(tǒng)電源，結(jié)束測試。自動彎沉儀法檢測彎沉（二）數(shù)據(jù)計算與處理1.采用自動彎沉儀采集路面彎沉盆峰值數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)組中左臂測值、右臂測值按單獨彎沉處理。3.對原始彎沉測試數(shù)據(jù)進行溫度、坡度、相關(guān)性等修正。（三）彎沉值的橫坡修正當(dāng)路面橫坡不超過4%時，不進行超高影響修正；當(dāng)橫坡超過4%時，超高影響的修正參照下表的規(guī)定進行。彎沉值橫坡修正橫坡范圍高位修正系數(shù)低位修正系數(shù)＞4%1/1-i1/1+i注：i是路面橫坡（%）。自動彎沉儀法檢測彎沉（四）自動彎沉儀與貝克曼梁彎沉測值對比試驗1.試驗條件①按彎沉值不同水平范圍選擇不少于4段路面結(jié)構(gòu)相似的路段。路段長度可為300-500m，標記好起終點位置。②對比試驗路段的路面應(yīng)清潔干燥，溫度應(yīng)在10-35℃范圍內(nèi)，并且選擇溫度變化不大的時間，宜選擇晴天無風(fēng)天氣條件，試驗路段附件沒有重型交通和震動。2.試驗步驟①按照步驟，令自動彎沉儀按照正常測試車速測試選定路段，工作人員仔細用油漆每隔三個測試步距或約20m標記測點位置。②自動彎沉儀測試完畢后，等待30min；然后，在每一個標記位置用貝克曼梁按照貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗方法測定各點回彈彎沉值。自動彎沉儀法檢測彎沉3.試驗數(shù)據(jù)處理從自動彎沉儀的記錄