道路工程課題7道路現(xiàn)場質(zhì)量檢測5測定路基路面回彈模量(貝克曼梁)

1、 國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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?；貜棌澇林翟谖覈褟V泛使用且有很多的經(jīng)驗及研究成果，它不僅用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計中（設(shè)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(shè)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。 彎沉值的幾個概念： 1彎沉 彎沉是指在規(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)生的總垂直變形（總彎沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉），以001mm為單位。

2、 2設(shè)計彎沉值 根據(jù)設(shè)計年限內(nèi)一個車道上預(yù)測通過的累計當(dāng)量軸次、公路等級。面層和基層類型而確定的路面彎沉設(shè)計值。 3竣工驗收彎沉值 竣工驗收彎沉值是檢驗路面是否達(dá)到設(shè)計要求的指標(biāo)之一。，當(dāng)胳面厚度計算以設(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)計彎沉值；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。 彎沉值的測試方法較多，目前用的最多的是貝克曼梁法，在我國已有成熟的經(jīng)驗，但由于其測試速度等因素的限制，各國都對快速連續(xù)或動態(tài)測定進(jìn)行了研究，現(xiàn)在用得比較普遍的有法國洛克魯瓦式自動彎沉儀，丹麥等國家發(fā)明并幾經(jīng)改進(jìn)形成的落錘

3、式彎沉儀（FWD），美國的振動彎沉儀等。 l強度和模量 土基回彈模量是公路設(shè)計中一個必不可少的參數(shù)。隨著對施工質(zhì)量要求的提高，回彈模量值檢測將會作為控制施工質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。常用方法：承載板法、貝克曼梁法、現(xiàn)場CBR法等。 l檢測方法： 承載板法 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。所測定的土基回彈模量可作為路面設(shè)計參數(shù)使用。圖4-13 承載板試驗現(xiàn)場測試裝置1-加勁橫梁；2-測力計；3-鋼板及球座；4-鋼圓筒；5-加載千斤頂；6-立柱及支座；7-承載板 落垂式彎沉儀法 利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊荷載

4、測定彎沉，屬動態(tài)測試，快速連續(xù)，但須用貝克曼梁法進(jìn)行標(biāo)定換算。 FWD是利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊荷載測定彎沉，近年來，采用落錘式彎沉儀(FWD)測定路面的動態(tài)彎沉，并反算路面的回彈模量，已成為世界各國道路界的熱門課題。 測定在落錘式彎沉儀(FWD)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的重錘落下一定高度發(fā)生的沖擊荷載作用下，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。 l檢測方法：貝克曼梁法 （1）本方法適

5、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)設(shè)計使用。 （2）瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20時為準(zhǔn)，在其他溫度（超過20土2范圍）測試時，對厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應(yīng)予溫度修正。 二、儀器和儀具二、儀器和儀具 本試驗需要下列儀具： （ 1 ）標(biāo)準(zhǔn)車：雙軸，后軸雙側(cè)4輪的載重車，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數(shù)應(yīng)符合表4-4要求。測試車應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100。 （ 2 ）路面彎沉儀：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(zhǔn)泡，其前臂（接觸路面）與后臂（裝百分表）長度比為 2:1 ，標(biāo)準(zhǔn)彎沉儀前后臂分別為 240

6、mm 和 120mm ，加長彎沉儀分別為 360mm 和 180mm . 。彎沉采用百分表量得。 （ 3 ）路表溫度計：分度不大于 1 。 （ 4 ）接長桿： 16mm ，長 500mm 。 （ 5 ）其它：皮尺、口哨、粉筆、指揮旗等。 三、方法與步驟 1 、準(zhǔn)備工作 （ 1 ）選擇潔凈的路基路面表面作為測點，在測點處作好標(biāo)記并編號。 （ 2 ）無結(jié)合料粒料基層的整層試驗段（試槽）應(yīng)符合下列要求： 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)適于用汽車測定彎沉。 試槽應(yīng)選擇在干燥或中濕路段處，不得鋪筑在軟土基上。 試槽面積不小于 3m 2m ，厚度不宜小于 1m 。鋪

7、筑時，先挖 3m 2m 1m （長寬深）的坑，然后用欲測定的同一種路面材料按有關(guān)施工規(guī)范規(guī)定的壓實層厚度分層鋪筑并壓實，直至頂面，使其達(dá)到要求的壓實度標(biāo)準(zhǔn)。同時應(yīng)嚴(yán)格控制材料組成，配比均勻一致，符合施工質(zhì)量要求。 試槽表面的測點間距可布置在中間 2m 1m 的范圍內(nèi)，可測定 23 點。 三、方法與步驟 2 、測試步驟 選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)車，實測各測點處的路面回彈彎沉值 L i 。如在舊瀝青面層上測定時，應(yīng)讀取溫度，并進(jìn)行測定彎沉值的溫度修正，得到標(biāo)準(zhǔn)溫度 20 時的彎沉值。 四、計算四、計算 1 、按式（ 6 4 ）、（ 6 5 ）、（ 6 6 ）計算全部測定值的算術(shù)平均值（ L ）、單次測量的標(biāo)

8、準(zhǔn)差（ S ）和自然誤差（ r 0 ）： （ 6 4 ） （ 6 5 ） r0 =0.675 S （ 6 6 ） 式中： L 回彈彎沉的平均值（ 0.01mm ）； S 回彈彎沉測定值的標(biāo)準(zhǔn)差（ 0.01mm ）； r0 回彈彎沉測定值的自然誤差（ 0.01mm ）； Li 各測點的回彈彎沉值（ 0.01mm ）； N 測點總數(shù)。 NLLi1)(2nLLSi 2 、計算各測點的測定值與算術(shù)平均值的偏差值 d i = Li L，并計算較大的偏差與自然誤差之比 d i / r 0 。當(dāng)某個測點觀測值的 d i / r 0 值大于表 中的 d / r 極限值時則應(yīng)舍棄該測點，然后重復(fù)四 .1 的步驟計算所余各測點的算術(shù)平均值（ L ）及標(biāo)準(zhǔn)差（ S ）。 LLdii3 、按 (6 7) 計算代表彎沉值： Li = L+S (6 7) 式中： L i 計算代表彎沉； L 舍棄不合要求的測點后所余各測點彎沉的算術(shù)平均值； S 舍棄不合要求的測點后所余各測點彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差。 4 、按（ 6 8 ）計算土基、整層材料的回彈模量（ E 1 ）或舊路的綜合回彈模量： E1= （ 6 8 ） 式中E i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 ）； 測定用標(biāo)準(zhǔn)車雙圓荷載單