彎沉檢測(cè)-貝克曼梁法

1、單元七 路基路面回彈彎沉檢測(cè)課題一 概述概 述n辛苦啦 辛苦啦！彎沉檢測(cè)指標(biāo)很重要o 對(duì)公路工程質(zhì)量鑒定而言，彎沉檢測(cè)指標(biāo)是否決性指標(biāo)，是反映路基或路面承載能力的重要指標(biāo)。如果不合格，工程決不能通過(guò)質(zhì)量鑒定。同時(shí)反映工程質(zhì)量存在實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。彎沉檢測(cè)工作很辛苦o 無(wú)論采取何種方法進(jìn)行彎沉檢測(cè)，工作強(qiáng)度均很重，尤其是貝克曼梁法。工程有多長(zhǎng)，人在路上就得走多遠(yuǎn)。彎沉檢測(cè)影響因素多o 獲得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎沉檢測(cè)結(jié)果，涉及到的因素很多，車型、軸載、輪壓、結(jié)構(gòu)、氣候、人員素質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)管理等。彎沉檢測(cè)工作人員多o 一臺(tái)檢測(cè)車的參檢人員就達(dá)十幾人，相當(dāng)于檢測(cè)總?cè)藬?shù)的一半。彎沉檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)o 彎沉檢測(cè)按每公里80-100

2、點(diǎn)計(jì)算，行進(jìn)速度為單幅每小時(shí)3公里，每天每臺(tái)車檢測(cè)單幅平均20公里左右。一、概述o 國(guó)內(nèi)外普遍采用國(guó)內(nèi)外普遍采用回彈彎沉值回彈彎沉值來(lái)表示路來(lái)表示路基、路面的基、路面的承載能力承載能力，回彈彎沉值回彈彎沉值越越大大，承承載能力載能力越越小小，反之則越大。，反之則越大。o 通常所說(shuō)的回彈彎沉值是指通常所說(shuō)的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。在路。在路表測(cè)試的回彈彎沉值可以反映路基路面的綜表測(cè)試的回彈彎沉值可以反映路基路面的綜合承載能力。合承載能力。學(xué)習(xí)內(nèi)容o 一、概述一、概述o 概念、測(cè)試方法概念、測(cè)試方法o 二、貝克曼梁法彎沉檢

3、測(cè)二、貝克曼梁法彎沉檢測(cè)o 使用范圍、儀器與材料、檢測(cè)準(zhǔn)備使用范圍、儀器與材料、檢測(cè)準(zhǔn)備 工作、檢測(cè)步驟、修正系數(shù)、結(jié)果評(píng)定工作、檢測(cè)步驟、修正系數(shù)、結(jié)果評(píng)定一、概述o 回彈彎沉值在我國(guó)已廣泛使用且有很多的經(jīng)回彈彎沉值在我國(guó)已廣泛使用且有很多的經(jīng)驗(yàn)及研究成果，它不僅用于驗(yàn)及研究成果，它不僅用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中（設(shè)（設(shè)計(jì)回彈彎沉）；用于計(jì)回彈彎沉）；用于施工控制及施工驗(yàn)收中施工控制及施工驗(yàn)收中（竣工（竣工驗(yàn)收彎沉值）；同時(shí)還用在驗(yàn)收彎沉值）；同時(shí)還用在舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中，是公中，是公路工程的一個(gè)基本參數(shù)，所以正確的測(cè)試具有重要路工程的一個(gè)基本參數(shù)，所以正確的測(cè)試具有重要的

4、意義。的意義。o 回彈彎沉值在我站主要用于公路工程的竣回彈彎沉值在我站主要用于公路工程的竣( (交交) )工程項(xiàng)目的質(zhì)量鑒定工作。工程項(xiàng)目的質(zhì)量鑒定工作。（一）彎沉值的幾個(gè)概念o 1、彎沉o 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o 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。o 2、設(shè)計(jì)彎沉值o 根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測(cè)通過(guò)的累積當(dāng)量軸次、公路等級(jí)、路面和基層類型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。（一）彎沉值的幾個(gè)概念o 3、竣工驗(yàn)收彎沉值o 是檢驗(yàn)路面是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)之一。o 當(dāng)路面厚度計(jì)算以設(shè)計(jì)彎沉值為控制指標(biāo)時(shí)，則驗(yàn)收彎沉值應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)

5、彎沉值；o 當(dāng)厚度計(jì)算以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo)時(shí)，應(yīng)根據(jù)拉應(yīng)力計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)厚度，重新計(jì)算路面彎沉值，該彎沉值即為竣工驗(yàn)收彎沉值。（二）彎沉值的測(cè)試方法o 彎沉值的測(cè)試方法很多，目前用的最多的是貝克曼梁法，在我國(guó)已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)在用的比較普遍的還有法國(guó)洛克魯瓦式自動(dòng)彎沉儀，丹麥等國(guó)家發(fā)明的落錘式彎沉儀（FWD，我站已引進(jìn)并使用）o常用彎沉測(cè)試方式：常用彎沉測(cè)試方式：o 貝克曼梁法；自動(dòng)彎沉儀法；落錘式彎沉儀法 （二）彎沉值的測(cè)試方法幾種彎沉測(cè)試方式比較幾種彎沉測(cè)試方式比較o 1、貝克曼梁法: 是傳統(tǒng)方法，速度慢，靜態(tài)測(cè)試，比較成熟，目前屬于標(biāo)準(zhǔn)方法。o 2、自動(dòng)彎沉儀法 : 是利用貝克曼梁原理

6、快速連續(xù)，屬于靜態(tài)測(cè)試范疇，但測(cè)定的是總彎沉，因此使用時(shí)應(yīng)用貝克曼梁進(jìn)行標(biāo)定換算。o 3、落錘式彎沉儀法: 是利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的瞬間產(chǎn)生的沖擊荷載測(cè)定彎沉，屬于動(dòng)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(shí)應(yīng)用貝克曼梁法進(jìn)行標(biāo)定換算。 課題二、貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈彎沉、貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈彎沉o （一）適用范圍（一）適用范圍o 1 1、適用于測(cè)定各類路基、路面的回彈彎沉，、適用于測(cè)定各類路基、路面的回彈彎沉，用以評(píng)定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)用以評(píng)定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用。設(shè)計(jì)使用。o 2 2、測(cè)定路基、柔性路面的回彈彎沉值可供、測(cè)定路基、柔性路面的回

7、彈彎沉值可供交工、竣工驗(yàn)收使用。交工、竣工驗(yàn)收使用。o 3 3、測(cè)定的路面回彈彎沉值可為公路養(yǎng)護(hù)管、測(cè)定的路面回彈彎沉值可為公路養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)制定養(yǎng)路修路計(jì)劃提供依據(jù)。理部門(mén)制定養(yǎng)路修路計(jì)劃提供依據(jù)。（二）儀具與材料（二）儀具與材料、測(cè)試車： 高速、一、二級(jí)公路采用后軸100KN的BZZ-100； 其它等級(jí)公路也可采用后軸60KN的BZZ-60。相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)軸載等級(jí)BZZ-100BZZ-60后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載P(KN)1001601一側(cè)雙輪荷載一側(cè)雙輪荷載(KN)500.5300.5輪胎沖氣壓力輪胎沖氣壓力(MPa)0.70.050.50.05單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑單輪傳壓面

8、當(dāng)量圓直徑(CM)21.30.519.50.5輪隙寬度輪隙寬度滿足測(cè)頭自由測(cè)試滿足測(cè)頭自由測(cè)試、彎沉儀：由貝克曼梁、百分表、表架組成。貝克曼梁由鋁合金制成（筑鋁或鋁板材兩種）n前后臂長(zhǎng)度比例為2：1，前臂接觸地面n3.6m貝克曼梁（2.4+1.2） 5.4m貝克曼梁(3.6+1.8) （二）儀具與材料（二）儀具與材料n3、接觸式路面溫度儀：端頭為平頭，分度不大于10C 。n4、統(tǒng)一的檢測(cè)記錄表格和記錄筆;也可用自動(dòng)記錄裝置進(jìn)行測(cè)量。n5、具有數(shù)理統(tǒng)計(jì)功能的計(jì)算器（三）檢測(cè)準(zhǔn)備工作（三）檢測(cè)準(zhǔn)備工作n1 1、百分表靈敏、安放穩(wěn)定：、百分表靈敏、安放穩(wěn)定：n）日常檢測(cè)出發(fā)前，可提拉百分表測(cè)試傳感軸

9、，檢查量程范圍內(nèi)是否靈敏（必需配帶兩塊以上百分表）；n）讀數(shù)前輕叩彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定歸零（檢查靈敏性和尤其是充分接觸程度）。2、彎沉車配重：、彎沉車配重：、裝配鐵塊：裝配鐵塊： 常年從事檢測(cè)的單位也可加工預(yù)制。 便于裝載、便于運(yùn)輸，不受雨天氣候影響。、裝載集料：裝載集料： 材料便宜、靈活，可隨地取材。 受雨天氣候影響大。 檢測(cè)前對(duì)配重彎沉車的后軸總質(zhì)量采用地中衡進(jìn)行稱量，調(diào)整重量，以達(dá)到軸重要求。 注意保證左右兩側(cè)重量均衡；注意連續(xù)檢測(cè)預(yù)雨時(shí)對(duì)彎沉車集料進(jìn)行苫蓋，沒(méi)有及時(shí)苫蓋的，雨后應(yīng)對(duì)重量進(jìn)行復(fù)檢。3 3、輪胎接地面積、輪胎接地面積n 在平整光滑的硬質(zhì)地面上用千斤頂將汽在平整光滑的硬

10、質(zhì)地面上用千斤頂將汽車后軸頂起，方格復(fù)寫(xiě)紙，輕落千斤頂，車后軸頂起，方格復(fù)寫(xiě)紙，輕落千斤頂，即在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或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(cè)算輪胎接地面積，精確至數(shù)方格的方法測(cè)算輪胎接地面積，精確至0.1m0.1m2 2 n 新胎、舊胎胎紋變化不大，影響不大；新胎、舊胎胎紋變化不大，影響不大；n 不同種類、型號(hào)輪胎的胎紋差別相對(duì)較不同種類、型號(hào)輪胎的胎紋差別相對(duì)較大，影響較大。大，影響較大。4 4、輪壓測(cè)定、輪壓測(cè)定n 每次檢測(cè)前均應(yīng)用壓力表對(duì)輪壓進(jìn)行測(cè)定并調(diào)整，否則輪胎接地面積會(huì)有很大變。、檢測(cè)人員n一臺(tái)彎沉車的檢測(cè)人員配備：一臺(tái)彎沉車的檢測(cè)人員配備：工

11、作性質(zhì)工作性質(zhì)參檢參檢人數(shù)人數(shù)備用備用人數(shù)人數(shù)備注備注抬儀器抬儀器44力工，身體健康力工，身體健康讀表讀表22要求熟練、認(rèn)真要求熟練、認(rèn)真計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)11認(rèn)真并監(jiān)督讀表人員認(rèn)真并監(jiān)督讀表人員起車發(fā)令員起車發(fā)令員11指揮車輛啟動(dòng)指揮車輛啟動(dòng)工程量較大、任務(wù)較緊時(shí)一臺(tái)彎沉檢測(cè)組現(xiàn)場(chǎng)參與工作人員工程量較大、任務(wù)較緊時(shí)一臺(tái)彎沉檢測(cè)組現(xiàn)場(chǎng)參與工作人員累計(jì)累計(jì)16人。一臺(tái)檢測(cè)車每天檢測(cè)單幅人。一臺(tái)檢測(cè)車每天檢測(cè)單幅20公里左右，此項(xiàng)任務(wù)控制整體檢測(cè)進(jìn)公里左右，此項(xiàng)任務(wù)控制整體檢測(cè)進(jìn)度，可根據(jù)彎沉任務(wù)制定總體檢測(cè)時(shí)間。度，可根據(jù)彎沉任務(wù)制定總體檢測(cè)時(shí)間。（四）檢測(cè)步驟（四）檢測(cè)步驟n、在檢測(cè)位置停穩(wěn)彎沉車、按規(guī)

12、定放好貝克曼梁；彎沉儀測(cè)頭放置后軸輪隙中間、軸線前彎沉儀測(cè)頭放置后軸輪隙中間、軸線前3-5CM處；梁臂不得碰到輪胎。處；梁臂不得碰到輪胎。n、放穩(wěn)支架、調(diào)整百分表、放穩(wěn)支架、調(diào)整百分表、啟動(dòng)車輛行走速度：汽車前進(jìn)的速度為行走速度：汽車前進(jìn)的速度為5km/h，起車必須平穩(wěn)，否則干擾較大。，起車必須平穩(wěn)，否則干擾較大。讀數(shù)時(shí)間：行駛距離超過(guò)影響半徑。讀數(shù)時(shí)間：行駛距離超過(guò)影響半徑。、讀取數(shù)值、記錄n表針?lè)醋呓?jīng)過(guò)的距離（五）修正系數(shù)（五）修正系數(shù)n、配重及當(dāng)量直徑修正：、配重及當(dāng)量直徑修正：n有時(shí)開(kāi)始檢測(cè)路段沒(méi)有地中衡，彎有時(shí)開(kāi)始檢測(cè)路段沒(méi)有地中衡，彎沉車又是監(jiān)理或業(yè)主經(jīng)常反復(fù)使用的檢沉車又是監(jiān)理或

13、業(yè)主經(jīng)常反復(fù)使用的檢測(cè)車輛，可在經(jīng)過(guò)有地中衡的地方進(jìn)行測(cè)車輛，可在經(jīng)過(guò)有地中衡的地方進(jìn)行稱重，如果重量偏差超過(guò)容許范圍或當(dāng)稱重，如果重量偏差超過(guò)容許范圍或當(dāng)量直徑不符合規(guī)定則可按以下公式修正量直徑不符合規(guī)定則可按以下公式修正計(jì)算計(jì)算。nLR/LRi=(P/Pi)0.86 n=d1.5/di1.5 、溫度修正（、溫度修正（2020C ）n瀝青面層厚度大于瀝青面層厚度大于5CM且路面溫度超過(guò)且路面溫度超過(guò)（202）0C范圍時(shí)，回彈彎沉值應(yīng)進(jìn)范圍時(shí)，回彈彎沉值應(yīng)進(jìn)行溫度修正，溫度修正有兩種方法。行溫度修正，溫度修正有兩種方法。n1）查圖法）查圖法n2）經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法）經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法1）查圖法）查圖法T=（T

14、25+Tm+Te）3 測(cè)定時(shí)瀝青層平均溫度測(cè)定時(shí)瀝青層平均溫度T0 =(地表平均溫度地表平均溫度（隨時(shí)多次測(cè)試） +前前5天日平均溫度天日平均溫度) T25、Tm、Te根據(jù)根據(jù)T0 值在圖表中查得值在圖表中查得200C不 同深 度溫度路表+5天平均溫度25mm150mm300mmT表表5天前的平均氣溫，可通過(guò)氣象臺(tái)、當(dāng)?shù)貓?bào)紙查詢。檢測(cè)時(shí)氣溫和路表溫度（隨時(shí)多次測(cè)試）5天前的平均氣溫，可通過(guò)氣象臺(tái)、當(dāng)?shù)貓?bào)紙查詢。檢測(cè)時(shí)氣溫和路表溫度（隨時(shí)多次測(cè)試）5天前的平均氣溫，可通過(guò)氣象臺(tái)、當(dāng)?shù)貓?bào)紙查詢。檢測(cè)時(shí)氣溫和路表溫度（隨時(shí)多次測(cè)試）5天前的平均氣溫，可通過(guò)氣象臺(tái)、當(dāng)?shù)貓?bào)紙查詢。K=1。.0K=0.4

15、無(wú)機(jī)穩(wěn)定料基層與粒料基層及瀝青穩(wěn)定基層的K圖表不同0 10 20 0c 30 40 50換算成換算成20度時(shí)的回彈彎沉公式度時(shí)的回彈彎沉公式 L20=t+k2）經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法）經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法n求測(cè)定時(shí)瀝青平均溫度求測(cè)定時(shí)瀝青平均溫度TnT=a+bT0na= -2.65+0.52hnb=0.62-0.008hnT0 -(l表平均溫度表平均溫度+前前5天日平均溫度天日平均溫度) nH -瀝青面層厚度瀝青面層厚度n當(dāng)當(dāng)T20時(shí)：時(shí)： K=E（1/T-1/20）hn當(dāng)當(dāng)T20時(shí)：時(shí)：K=E0.002h(20-T)n換算成換算成20度時(shí)的回彈彎沉公式度時(shí)的回彈彎沉公式 L20=lt+k 、彎沉儀的支點(diǎn)變形修正、

16、彎沉儀的支點(diǎn)變形修正n當(dāng)采用長(zhǎng)度為3.6米的彎沉儀對(duì)半剛性基層瀝青路面、水泥混凝土路面進(jìn)行彎沉檢測(cè)時(shí)，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此檢測(cè)時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)支點(diǎn)有無(wú)變形。此時(shí)用另一臺(tái)彎沉儀放置檢測(cè)用的彎沉儀之后，其測(cè)頭放置于檢測(cè)用彎沉儀的支點(diǎn)旁。車輛開(kāi)出后，同時(shí)測(cè)彎沉定讀，當(dāng)檢驗(yàn)彎沉儀有讀數(shù)時(shí)，應(yīng)該記錄并進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。取同一結(jié)構(gòu)層不同位置的5次讀數(shù)，求平均值（10個(gè)數(shù)值平均），作為以后檢測(cè)的修正值。n修正后的公式為：修正后的公式為：nLT =(L1-L2)2+(L3-L4)6 (5次讀數(shù)的平均值)n 此公式適用于測(cè)定用彎沉儀支點(diǎn)處有變化，但百分表支架處路面已無(wú)變形的情況。測(cè)點(diǎn)彎沉讀數(shù)L1、L2總下沉

17、值=2 測(cè) 點(diǎn) 讀數(shù)+6檢驗(yàn)讀數(shù)荷載檢驗(yàn)彎沉讀數(shù)L3、L4n、季節(jié)修正根據(jù)不同季節(jié)、不同自然區(qū)劃位置和結(jié)構(gòu)類型、路基干濕進(jìn)行查表春融春融45.15 干季干季5.157.15 910 雨季雨季7.159.30 凍前凍前11月月nE。值得的獲得：。值得的獲得：n核查設(shè)計(jì)文件（路面結(jié)構(gòu)類型），摘取E。值，n并逐段計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值，以備計(jì)算使用（有的施工單位或工程項(xiàng)目采用一個(gè)E。值；有的施工、監(jiān)理單位提供的E。值不準(zhǔn)確，有的段落劃分不準(zhǔn)確）。修正后的計(jì)算公式nLr=L+ Za sn=L2（季節(jié)（季節(jié)溫度溫度支點(diǎn)支點(diǎn)軸重軸重輪胎）系數(shù)輪胎）系數(shù)+ Zas Za與保證率有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)設(shè)計(jì)彎沉值按與保證率有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)設(shè)計(jì)彎沉值按公路瀝青路面公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ014-97）確定時(shí)，采用表以下規(guī)定：）確定