貝克曼梁檢測路基路面的回彈彎沉.ppt

1、貝克曼梁檢測路基路面的回彈彎沉,2011.10.12,彎沉值的幾個概念 彎沉 是指在規(guī)定的標準軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產生 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。 設計彎沉值 根據(jù)設計年限內一個車道上預測通過的累積當量軸次、公路等級、路 面和基層類型而確定的路面彎沉設計值。 竣工驗收彎沉值 是檢驗路面是否達到設計要求的指標之一。 當路面厚度計算以設計彎沉值為控制指標時，則驗收彎沉值應小于或等于設計彎沉值。,幾種彎沉測試方式比較,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，

2、丹麥等國家發(fā)明的落錘式彎沉儀（FWD）。 貝克曼梁法:是傳統(tǒng)方法，速度慢，靜態(tài)測試，比較成熟，目前屬于標準方法。 自動彎沉儀法:是利用貝克曼梁原理快速連續(xù)，屬于靜態(tài)測試范疇，但測定的是總彎沉，因此使用時應用貝克曼梁進行標定換算。 落錘式彎沉儀法:是利用重錘自由落下的瞬間產生的瞬間產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)，使用時應用貝克曼梁法進行標定換算。,檢測目的和適用范圍,本方法利用杠桿原理制成杠桿式彎沉儀測定輪隙彎沉。 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，可供路面結構設計使用。 測定路基、柔性路面的回彈彎沉值可供交工、竣工驗收使用。

3、 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)。,概述 國內外普遍采用回彈彎沉值來表示路基、路面的承載能力，回彈彎沉值越大，承載能力越小，反之則越大。 通常所說的回彈彎沉值是指標準后軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。在路表測試的回彈彎沉值可以反映路基路面的綜合承載能力。 回彈彎沉值在我國已廣泛使用且有很多的經驗及研究成果，它不僅用于路面結構的設計中（設計回彈彎沉）；用于施工控制及施工驗收中（竣工驗收彎沉值）；同時還用在舊路補強設計中，是公路工程的一個基本參數(shù)，所以正確的測試具有重要的意義。,檢測器具與材料,標準車：測定彎沉用的標準車參數(shù)（如右表）。 路面彎沉儀：由貝克曼

4、梁、百分表以及表架組成。 接觸式路表溫度計：端部為平頭，分度不大于1。 皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗。,檢測人員配備,如果人員不足，抬儀器的人員經過嚴格的技術培訓后可以讀數(shù)。 計數(shù)和汽車發(fā)令員可以一個人完成。,測試步驟,在路面行車車道的輪跡帶上標記處測點。彎沉檢測按每一雙車道評定路段（不超過1km）檢查80-100點。 試驗車后軸對準測試點后約3-5處的位置上。 彎沉儀插入汽車后輪間的縫隙處，與汽車方向一致，保證梁臂不得碰到輪胎彎沉儀，彎沉儀側頭置于測點上。 為了提高檢測效率，我們先讀出百分表的開始讀數(shù)L0，標準車駛出時最大讀數(shù)L1，標準車駛出彎沉影響半徑（約3米以上）后讀數(shù)L2,標準車前

5、進的速度宜為5km/h左右。,按規(guī)定放好貝克曼梁,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。,啟動車輛,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。 讀數(shù)時間：行駛距離超過影響半徑。 （如果汽車在啟動瞬間有突然停下，數(shù)據(jù)會瞬間變大）,結果計算及溫度修正,路面測點的回彈彎沉值計算：,LT = (L2-L1) 2 若L2L0 LT = (L0-L1) 2 若L2L0,LT 在路面溫度T時的回彈彎沉值，0.01mm L0 百分表原始數(shù)據(jù)，0.01mm L1 車輪中心臨近彎沉儀測頭時百分表的最大讀數(shù)即初讀數(shù)，0.01mm L2 汽車駛出彎沉影響半徑后百分

6、表的最大讀數(shù)即終讀數(shù)，0.01mm,瀝青面層厚度大于5cm且路面溫度超過（202）0C范圍時，回彈彎沉值應進行溫度修正,T=(T25+Tm+Te)/3,T 測試時瀝青層平均溫度， 0C； T25 路表下25mm處的溫度， 0C； Tm 瀝青中間深度的溫度， 0C； Te 瀝青層底面處的溫度， 0C。,回彈彎沉計算,L20 = LT K,K 溫度修正系數(shù) L20 換算為200C的瀝青路面回彈彎沉值，0.01mm LT 測定瀝青面層內平均溫度為T時的回彈彎沉值，0.01mm,貝克曼梁檢測的不足點,通常僅能測得靜態(tài)汽車荷載作用下路面的單點最大回彈彎沉值，無法反映路面結構在行車荷載作用下的動力特性和整

7、個彎沉盆形狀。 由于采用的是杠桿原理，當彎沉盆范圍變大時，支點變形對測試結果有明顯的影響。 整個測試過程依賴人工操作，測試結果受人為因素的影響較大。 根據(jù)貝克曼梁法觀測得到的最大彎沉，無法確定路面結構層的材料性能。 國內關于路面材料強度的檢測仍依賴于鉆孔、挖坑等破壞性方法 測試速度慢，適應能力差，操作不便利，不適合大范圍的路網普查和對路面的長期觀測。 由于采取人工操作，易受外界干擾，可靠性不高，隨著路面等級及強度的提高，彎沉盆半徑會增大，測出的結果必須對支點進行修正。 僅測量路面單點最大彎沉值不能反映運動車輛對路面的動力作用。,貝克曼梁檢測的影響因素,季節(jié)。瀝青路面在一年內隨著季節(jié)的變化，在不

8、同時期具有不 同的承載力，也就是說有不同的彎沉值。研究資料表明，在春 融時，彎沉值最大即路面承載力最低，這種情況在北方季節(jié)性 冰凍地區(qū)表現(xiàn)的特別嚴重。 溫度。溫度對彎沉的影響較明顯，溫度升高，彎沉值增大。 路面結構。彎沉值的大小同路面類型、結構厚度、路基土類型 和狀態(tài)有關。 彎沉儀?；貜棌澇翜y定的正確與否，與彎沉儀的支架距離有明 顯聯(lián)系，彎沉儀的選取要根據(jù)實際情況來定，靈活運用。 準備工作。準備工作一定要一絲不茍，力求精確。如車況及性 能、彎沉儀靈敏度、溫度測定及修正、收集設計參數(shù)等。 檢測人員?，F(xiàn)場測試人員必須經過嚴格的操作技術培訓。測試 過程中應嚴格按照規(guī)范的操作步驟進行。,檢測的彎沉值偏

9、大的原因分析,彎沉值就是從整體上反映了路面各層次的整體強度，路基的強度一般用回彈模量來反映。 彎沉值過大，其原因一般與路面各層的材料性質，厚度，整體性（是否結板），壓實度等有關。 與氣候條件有關，雨季會偏大。 如果彎沉值過大，其變形也就越大，路面各層也就容易破裂。,瀝青路面的表面彎沉變化過程分為三個階段,路面竣工后的前12年為第一階段。在這一階段，由于車輛荷載的重復碾壓，漸趨壓實，加上半剛性基層材料隨著齡期強度增長，從而導致路表彎沉將逐漸減小，大約在路面竣工后的第2年達到最小值。 路面竣工后的第2年到第4年為第二階段。在這一階段，表現(xiàn)為路表彎沉的不斷增長。這是因為，一方面半剛性基層的強度增長已十分緩慢，并逐漸趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)；另一方面，由于車輛荷載的重復作用以及水、溫度狀況的變化，加之路面混合料本身因拌和不均勻，而導致強度不均勻性等因素的影響，結構內部的微觀缺陷將因局部范圍的應力集中而擴展，并逐漸出現(xiàn)小范圍的局部破壞，從而導致路面結構整體剛度的下降，使得路表彎沉急劇增大。 路面竣工3-