路基路面強(qiáng)度

1、批閱長(zhǎng) 沙 理 工 大 學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 年級(jí) 班 號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)日期 月 日指導(dǎo)教師簽字： 批閱教師簽字 內(nèi) 容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟二、實(shí)驗(yàn)原理 五、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理三、實(shí)驗(yàn)儀器 六、誤差分析及心得體會(huì) 路基路面強(qiáng)度 實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)包括彎沉、回彈模量、CBR三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。用于評(píng)定路基土、基層和路面材料的強(qiáng)度。主要作用如下：1. 作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。2. 用于交竣工驗(yàn)收。3. 制定路面維修和養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。二、 實(shí)驗(yàn)原理 彎沉實(shí)驗(yàn)：首先應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)車進(jìn)行校準(zhǔn)，然后進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)出來(lái)，得到彎沉代表值，與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，以判斷彎沉是否滿足設(shè)計(jì)要求。 承載板測(cè)土

2、基回彈模量實(shí)驗(yàn)：應(yīng)對(duì)測(cè)力裝置測(cè)力環(huán)（千斤頂）進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，利用彎沉儀測(cè)定在每一級(jí)荷載作用下壓力-變形曲線，通過(guò)計(jì)算得到某處回彈模量值。 承載板CBR實(shí)驗(yàn)：首先應(yīng)進(jìn)行重型擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，得到最佳含水量和最大干密度，在最佳含水量條件根據(jù)不同密度制件，泡水測(cè)膨脹量再進(jìn)行貫入實(shí)驗(yàn)得到不同密度下的CBR值，通過(guò)計(jì)算綜合分析得到在某一壓實(shí)度條件下材料的CBR值。 基層材料的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)：根據(jù)設(shè)計(jì)配合比在室內(nèi)用錘擊法制件，采用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法確定基層材料的強(qiáng)度。三、 實(shí)驗(yàn)儀器彎沉實(shí)驗(yàn):1.標(biāo)準(zhǔn)軸載車 BZZ-100 BZZ-60后軸重（KN） 1001 601輪胎氣壓（MPa） 0.700.05 0.500.0

3、5單輪傳壓面單量圓的直徑（cm） 21.300.5 19.500.5輪隙寬度 應(yīng)能滿足自由插入彎沉儀的測(cè)頭過(guò)鎊：將前輪開(kāi)出地鎊，只需鎊后軸重。 車上的貨要裝得比較均勻，例如BZZ-100，每側(cè)輪重50KN。用氣壓表（計(jì)）即可測(cè)定輪胎氣壓。與單輪接地面積相當(dāng)?shù)闹睆綖閱屋唫鲏好娴膯瘟繄A直徑。有兩種測(cè)定方法：a.用千斤頂將車頂起來(lái)，在輪胎與地面之間放上一張格子紙，每一格為1mm，在格子紙上放上一張復(fù)寫紙，將千斤頂松開(kāi)，這時(shí)輪胎就會(huì)壓在復(fù)寫紙與格子紙上，將車再頂起，這時(shí)，在格子紙上就會(huì)留下一個(gè)痕跡，這個(gè)痕跡的大小也就是車輪的接地面積，通過(guò)數(shù)格子的方法可求出其面積。b.用千斤頂將車頂起，在輪胎與地面之間

4、放上一張格子紙，將千斤頂松開(kāi)，輪胎壓在紙上，在輪胎四周噴上一層油漆，這時(shí)格子紙中間沒(méi)有油漆區(qū)域的面積就是輪胎的接地面積，數(shù)格子即可求出。2.路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成。貝克曼梁貝克曼梁是剛性的杠桿，杠桿比為2：1(前：后)。3.自動(dòng)彎沉儀主要有加載器和測(cè)量箱兩部分組成。加載器如圖1所示：當(dāng)落錘下落時(shí)通過(guò)底板對(duì)被試驗(yàn)地面產(chǎn)生一個(gè)沖擊力。在此同時(shí)底架內(nèi)的力傳感器輸出力值信號(hào)，而位移傳感器則輸出一個(gè)位移信號(hào)。兩個(gè)信號(hào)送入測(cè)量箱后，測(cè)量箱上的兩個(gè)數(shù)碼顯示器，即實(shí)時(shí)顯示出力值（載荷Kg）和位移（m）兩個(gè)參數(shù)。4其它工具：接觸式路表溫度計(jì)、皮尺、口哨、粉筆、指揮旗等。承載板測(cè)土基回彈模量實(shí)驗(yàn)

5、:1.剛性承載板：一個(gè)直徑為30厘米的圓形鋼板，兩側(cè)有立柱，水平尺2.加載設(shè)備：(反力加載)載重車（后軸重60KN）,為了避免后軸變形，在后軸后80cm處設(shè)一加勁橫梁。千斤頂（80-100KN）測(cè)力環(huán)（校正系數(shù)，c=N/格） 464N/格，每格0.01mm墊塊 為了滿足高度的要求3.彎沉儀兩臺(tái)承載板CBR實(shí)驗(yàn)：由于在制件的過(guò)程中要對(duì)材料進(jìn)行擊實(shí)，所以要用一些和擊實(shí)實(shí)驗(yàn)相同的儀器。1.試筒：圓柱形，直徑為150mm，高170mm,內(nèi)有一墊塊，墊塊高50mm，墊塊直徑略比150mm小，試筒下有一個(gè)配套的底板。2.圓孔篩: 作用是確定材料的最大粒徑。3.夯錘和導(dǎo)管：夯錘的底面直徑為50mm，總質(zhì)量為

6、4.5kg，在導(dǎo)管里的行程為450mm，作用與其在擊實(shí)實(shí)驗(yàn)中的作用相同，把材料擊實(shí)到一定的程度。原理：夯錘從一定的高度（450mm）自由落下，它的擊實(shí)功的大小與現(xiàn)場(chǎng)重型壓路機(jī)壓實(shí)功能大小相一致。4.路面材料強(qiáng)度儀：一種用于測(cè)定路基路面材料強(qiáng)度的儀器。儀器上有一貫入桿、直徑為50mm，長(zhǎng)約100mm。還有測(cè)力環(huán)，百分表。5.泡水用到的儀器設(shè)備：多孔底板，多孔頂板。荷載板百分表，水槽（這是為了考慮一種最不利的情況，如果材料在泡水這種最不利的情況,如果材料在泡水這種最不利的情況下，強(qiáng)度能夠滿足我們的要求，那么它在其它情況下，強(qiáng)度同樣能滿足要求。）基層材料的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)：1. 擊實(shí)筒：小型，內(nèi)徑：100m

7、m、高127mm的金屬筒，套環(huán)高50mm，底座；中型，內(nèi)徑152mm、高170mm的金屬圓筒，套環(huán)高50mm，直徑151mm和高50mm的筒內(nèi)墊塊，底座。2. 擊錘和導(dǎo)管：擊錘的底面直徑50mm,總質(zhì)量4.5kg，擊錘在導(dǎo)管內(nèi)的總行程為450mm。3. 天平：感量0.01g。4. 臺(tái)秤：稱量15kg，感5g。5. 圓孔篩：孔徑40mm、25mm、或20mm以及5mm的篩各一個(gè)。6. 量筒：50ml、100ml、和500ml的量筒各1個(gè)。7. 刮刀。8. 拌和工具。9. 脫模器。10. 路面材料強(qiáng)度儀或壓力機(jī)。四、 實(shí)驗(yàn)方法及步驟彎沉實(shí)驗(yàn):1.準(zhǔn)備工作：檢查車況、輪胎充氣、剎車性能。裝料，用地鎊

8、稱量后軸總質(zhì)量，汽車行駛時(shí)，不能掉貨。測(cè)定輪胎接地面積。檢查彎沉儀百分表測(cè)量靈敏情況。測(cè)定溫度。記錄瀝青路面修建或改建時(shí)的情況。2.測(cè)試步驟在測(cè)試路段上布置測(cè)點(diǎn)，其距離隨測(cè)試需要而定。有兩種方法將車停在測(cè)點(diǎn)后約35cm處的位置上。將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車行駛方向一致，梁臂不能碰到輪胎，將彎沉儀的測(cè)頭置于測(cè)點(diǎn)上，并安裝百分表于彎沉儀的測(cè)定桿上。將百分表調(diào)零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定回零。彎沉儀可以單側(cè)測(cè)定，也可以是雙側(cè)同時(shí)測(cè)定。測(cè)定者吹口哨發(fā)令指揮汽車緩緩前進(jìn)，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)。啟示錄表上指針轉(zhuǎn)動(dòng)到最大值時(shí)，讀取初讀數(shù)，當(dāng)汽車開(kāi)離影響區(qū)域后，百

9、分表的讀數(shù)穩(wěn)定了，讀取終讀數(shù)。測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值為 2為桿杠比支點(diǎn)修正：當(dāng)采用5.4m的彎沉儀測(cè)定時(shí)，不需要進(jìn)行支點(diǎn)修正；當(dāng)采用3.6m的彎沉儀時(shí)，需修正。方法：再設(shè)一彎沉儀，將測(cè)頭放在前面彎沉儀的支點(diǎn)處，讀取時(shí)，讀取,讀取時(shí)，讀取，測(cè)5次，取5個(gè)（-）的平均值。 加上支點(diǎn)的修正值采用自動(dòng)彎沉儀進(jìn)行測(cè)定：1、加載器和測(cè)量箱的連接加載器上的測(cè)力傳感器和位移傳感器的輸出信號(hào)分別通過(guò)兩根電纜和插頭輸出。在測(cè)量箱的左側(cè)有一插座盒，打開(kāi)插座盒連接對(duì)應(yīng)的插頭（四芯和五芯）把鈕子開(kāi)關(guān)由“關(guān)”（Off）位置扳到測(cè)量位置。再按一下“復(fù)位”按鈕即進(jìn)入待測(cè)狀態(tài)。2、 測(cè)量（1）在開(kāi)啟“電源開(kāi)關(guān)”之后約1秒的時(shí)間，電控

10、箱將顯示當(dāng)前的測(cè)點(diǎn)號(hào)和單片機(jī)所能讀到的當(dāng)前壓力和位移值，并不斷變化。（2）試驗(yàn)之前，須按一下測(cè)量箱面板上的“復(fù)位”按鈕。使數(shù)字表示值復(fù)位。按下釋放手柄按鈕落錘呈自由落體狀態(tài)下落，通過(guò)底板對(duì)被測(cè)試地面形成沖擊，測(cè)量箱上的三個(gè)數(shù)字表則分別當(dāng)前的測(cè)點(diǎn)號(hào)、當(dāng)前壓力和位移。（3）這時(shí)，電控箱將顯示當(dāng)前的壓力和位移值，按“存儲(chǔ)”鍵儲(chǔ)存當(dāng)前數(shù)據(jù)，測(cè)點(diǎn)號(hào)自動(dòng)加1，進(jìn)行下一點(diǎn)測(cè)量。（4）數(shù)據(jù)測(cè)量完畢后，按“測(cè)量/瀏覽”鍵，可以查看測(cè)量的各點(diǎn)數(shù)據(jù)。（5）插入usb-rs232電纜，打開(kāi)筆記本的數(shù)據(jù)傳輸程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。（有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?nèi)容請(qǐng)參考）（6）數(shù)據(jù)傳輸完畢后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，把各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為樁號(hào)數(shù)

11、據(jù)。（7）打開(kāi)數(shù)據(jù)處理軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到彎沉代表值，并打印報(bào)表。P=0.7MPa, =10.65，=0.35，a=0.7123.數(shù)據(jù)處理：計(jì)算彎沉代表值： 為保證率系數(shù)，對(duì)于不同的公路等級(jí)，不同的路面層次有所不同。 S為標(biāo)準(zhǔn)差。 評(píng)定承載板測(cè)土基回彈模量實(shí)驗(yàn):1.選點(diǎn)：不能選在坡上，因?yàn)槌休d板底部與地面接觸的范圍沒(méi)有均勻受力，而且比較危險(xiǎn)。2.墊平測(cè)點(diǎn)，把車停在測(cè)點(diǎn)上，后軸對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)3.在距離后軸80cm處加勁橫梁下方（用垂球或石子確定位置）放置承載板，用水平尺測(cè)定，安裝要水平，在底部撒上細(xì)砂，再放上墊塊，根據(jù)高度的情況，放上一或兩塊。再放上千斤頂，使它們位置放好。 放上兩臺(tái)彎沉儀，彎沉儀

12、的測(cè)頭分別對(duì)準(zhǔn)承載板兩邊的兩個(gè)立柱。4.測(cè)試預(yù)壓預(yù)壓0.05MPa5.逐級(jí)加載、缷載以每級(jí)0.05MPa加載，當(dāng)變形達(dá)到1mm時(shí)，停止加載。如果土基承載能力較小時(shí)，可為0.02MPa每級(jí)。計(jì)錄每級(jí)回彈變形值。1級(jí) 0.05MPa 2級(jí) 0.10MPa10級(jí) 0.50MPa6.測(cè)影響量缷去千斤頂，讀數(shù),汽車開(kāi)走后，讀數(shù)，影響量為兩個(gè)彎沉儀所測(cè)得的回彈變形值的平均值，也就是兩側(cè)百分表讀數(shù)差值之和。總影響量7.計(jì)算 通過(guò)總的影響量來(lái)計(jì)算各級(jí)影響量 各級(jí)影響量 ：車的前后軸距 :加勁橫梁到后軸距離 ：承載板面積 Q:后軸重 ：該級(jí)荷載作用下的壓強(qiáng) 實(shí)際的回彈變形值=測(cè)的回彈變形值+ 繪制曲線P(壓強(qiáng))

13、l(回彈變形值)OO各級(jí)荷載作用下的回彈模量-土的泊松比代表值：承載板CBR實(shí)驗(yàn)：一個(gè)班分為三個(gè)組，每一組按一個(gè)壓實(shí)度做三個(gè)試件，一共九個(gè)試件。第一組做98次（壓實(shí)度為100%），第二組做50次，第三組做30次的。每一組取18kg土，這里不做擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，已知最佳含水量為10%，加入1.8kg水，拌勻。將試料裝入試筒，分三層，每一層擊實(shí)98次（第一組），取下套環(huán)，將高出試模的那一部分削平。裝上多孔底板、頂板，放上8塊荷載板，裝上百分表，泡水一個(gè)小時(shí)，測(cè)膨脹量： 膨脹量= 泡水后試件高度的變化百分表的終讀數(shù)減初讀數(shù)測(cè)吸水量：吸水量-泡水后試模與試件的質(zhì)量的和-泡水前試模與試件的質(zhì)量的和貫入實(shí)驗(yàn)（）將

14、泡水后的試件放到路面材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀的升降臺(tái)上，使貫入桿與試件頂面接觸，在貫入桿周圍放置4層荷載板。（）先在貫入桿上施加45N荷載，例如測(cè)力環(huán)的校正系數(shù)為22.5N/格，則預(yù)壓2格。在兩邊裝上兩個(gè)百分表，再把這兩個(gè)百分表與測(cè)力環(huán)中的百分表均調(diào)零。（）加荷使貫入桿以11.25mm/min的速度壓入試件，記錄測(cè)力環(huán)內(nèi)的讀數(shù)。在貫入量為20、40、50、100、150、200、250、300、400、500、750、1000時(shí)的讀數(shù)。在貫入量為250時(shí)，能有5個(gè)讀數(shù)。數(shù)據(jù)處理（）根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，以單位壓力（P）為橫坐標(biāo)，貫入量l為縱坐標(biāo)，繪制Pl關(guān)系曲線。 P(單位壓力kPa)l(貫入量mm)OO對(duì)曲

15、線進(jìn)行修正，從拐點(diǎn)處引一條明線與縱坐標(biāo)的支點(diǎn)為新的原點(diǎn)O（）求一個(gè)試件的CBR值 如果時(shí)，取做為該試件的CBR值。如果，重做，如仍如此，取（）精度要求：平行三個(gè)試件的CBR值的變異系數(shù)Cv不大于12，取三者平均值做為該壓實(shí)度條件下的CBR值。平行三個(gè)試件的CBR值的變異系數(shù)Cv>12,去掉一個(gè)偏移大的，取剩下兩者的平均值。平行三個(gè)試件的干密度，相差不大于0.03g/,去掉偏離大的，取剩下兩者的平均值。求得材料在某一壓實(shí)度下材料的CBR值。繪制曲線基層材料的強(qiáng)度試驗(yàn)1、備料：將具有代表性的風(fēng)干試料用木錘和木碾搗碎。分三組，每組取2kg土，并按最佳含水量進(jìn)行加水并拌勻加入預(yù)定數(shù)量的水泥（3%

16、、5%、7%）或石灰，攪拌均勻。2、將試料裝入試筒，分五層，每一層擊實(shí)59次，取下套環(huán)，將高出試模的那一部分削平。3、試件從試模內(nèi)脫出并稱重并量取高度后，應(yīng)立即放到密封濕氣箱和恒溫室內(nèi)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生7d，最后一天泡水。4、將泡水完的試件擦干，稱重并量取高度后，進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄試件破壞時(shí)的最大壓力P（N）。5、從試件內(nèi)部取有代表性的樣品測(cè)定其含水量。五、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理彎沉實(shí)驗(yàn)：回彈彎沉實(shí)驗(yàn)記錄表路面類型編號(hào)測(cè)定樁號(hào)荷載（kg）位移（m）回彈彎沉（）注：換算公式：y=b+axa=-6.3,b=0.235,y為回彈彎沉值，x為歸一化位移。承載板測(cè)土基回彈模量實(shí)驗(yàn):承載板測(cè)定紀(jì)錄表千斤頂液壓表讀數(shù)總重T承載板單位壓力(MPa)百分表讀數(shù)平均讀數(shù)（）實(shí)測(cè)回彈彎沉(mm)影響量（）計(jì)算回彈彎沉左右壓力P公斤/厘米影響量0.120.240.360.480.60承載板CBR實(shí)驗(yàn)：承載比（CBR）實(shí)驗(yàn)記錄表試件編號(hào)擊實(shí)次數(shù)模濕土重（泡水前）模重模體積 濕容重 /模濕土重（泡水前） g吸水量試件變化高度貫入實(shí)驗(yàn)記錄貫入式測(cè)力環(huán)百分表讀數(shù)（0.01mm）換算單位壓力 MPa0.51.01.52.02.53.04.05.07.5 承載比（