彎沉儀(yí)路基路麵強度(dù)指標(biāo)測試方(fāng)法(fǎ)
1.1 路基(jī)路麵回彈彎沉測(cè)試方法
國內外普遍(biàn)采(cǎi)用回彈(dàn)彎(wān)沉值(zhí)來(lái)表(biǎo)示路(lù)基路麵(miàn)的(dí)承(chéng)載能力,回彈(dàn)彎(wān)沉值越大,承(chéng)載(zǎi)能力越(yuè)小,反(fǎn)之(zhī)則越(yuè)大.我(wǒ)們通常所說的(dí)回彈彎沉值是指標(biāo)準軸(zhóu)載輪(lún)隙(xì)中心處的zui大回(huí)彈彎(wān)沉值(zhí).在(zài)路(lù)表進行(háng)測試(shì),則(zé)反(fǎn)映(yìng)了路(lù)基(jī)路麵(miàn)綜(zōng)合承載能力.回(huí)彈(dàn)彎(wān)沉(chén)值(zhí)在我國(guó)已(yǐ)廣(guǎng)泛使(shǐ)用且有很多試驗(yàn)和研究(jiū)成果,正確(què)的(dí)測(cè)試路表回彈彎(wān)沉具(jù)有(yǒu)重要(yào)的(dí)意義.
彎(wān)沉儀(yí)1.利用彎(wān)沉(chén)儀(yí)量測(cè)路麵(miàn)表(biǎo)麵在(zài)標準(zhǔn)試驗車(chē)雙(shuāng)後(hòu)輪(lún)垂直靜載作用下,輪(lún)隙(xì)處(chǔ)的回(huí)彈彎沉值(zhí),用作評定路麵(miàn)強度(dù)指(zhǐ)標(biāo).
2.根據實測所得(dé)的(dí)土基或(huò)整(zhěng)層(céng)路麵材料(liào)的(dí)回(huí)彈彎沉值(zhí),按(àn)照(zhào)彈性半空間體(tǐ)理論的垂(chuí)直(zhí)位(wèi)移公式(shì),計算土基(jī)或(huò)路麵材(cái)料的(dí)回彈彎沉模量(liáng).
3.通過(guò)對路(lù)麵結(jié)構(gòu)分(fēn)層(céng)測(cè)定(dìng)所(suǒ)得(dé)的回彈(dàn)彎沉值,根(gēn)據彈性層狀體係垂直位移理論解,反(fǎn)算路麵各(gè)結構層的回彈模量.
彎(wān)沉儀(yí)本節主(zhǔ)要介(jiè)紹路基(jī),柔性路(lù)麵(miàn)回(huí)彈彎沉測試方(fāng)法(fǎ)和回彈模量測(cè)試(shì)方法.
1.1.1 貝(bèi)克曼(màn)梁測(cè)定路(lù)基(jī)路麵(miàn)回(huí)彈彎沉試驗(yàn)方(fāng)法
一,適用範(fàn)圍
1.本方法適用於測(cè)定(dìng)各類路(lù)基路(lù)麵(miàn)的回彈(dàn)彎(wān)沉(chén),用以(yǐ)評(píng)定其整體承(chéng)載能(néng)力(lì),供路(lù)麵結構(gòu)設(shè)計使用(yòng).
2.瀝(lì)青路(lù)麵(miàn)的(dí)彎(wān)沉(chén)以路(lù)表濕(shī)度20℃時為準,在(zài)其(qí)他(tā)溫度(dù)測試(shì)時(shí),對厚度大(dà)於5cm的(dí)瀝(lì)青路麵(miàn),彎(wān)沉(chén)值應予(yú)溫度修正.
二(èr)彎(wān)沉儀(yí),試驗(yàn)原(yuán)理(lǐ)
利用(yòng)杠(gàng)杆原理製成(chéng)的(dí)杠杆式(shì)彎(wān)沉儀測定(dìng)輪(lún)隙彎沉.
三,彎沉(chén)儀儀(yí)具(jù)與材(cái)料
1.標準車:雙軸(zhóu),後(hòu)軸(zhóu)雙(shuāng)側4輪(lún)的(dí)載重車,其(qí)標準(zhǔn)軸(zhóu)荷(hé)載,輪(lún)胎尺(chǐ)寸(cùn),輪(lún)胎間(jiān)隙及(jí)輪(lún)胎氣(qì)壓等主要參數應符合表1-1的要求(qiú).測試(shì)車(chē)可(kě)根(gēn)據需要(yào)按公路等(děng)級(jí)選擇,高速公(gōng)路(lù),一(yī)級(jí)及(jí)二級公路(lù)應采用(yòng)後軸100kN的(dí)BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車;其(qí)他(tā)等級公(gōng)路可采用後(hòu)軸(zhóu)60kN的(dí)BZZ-60標準車.
2.路(lù)麵(miàn)彎(wān)沉儀(yí):由貝克曼(màn)梁,百分表及表(biǎo)架組成(chéng).貝(bèi)克曼梁由合(hé)金鋁(lǚ)製(zhì)成,上有水(shuǐ)準泡,其前臂(bì)（接觸路麵(miàn)）與(yǔ)反臂（裝百(bǎi)分表）長度比為(wéi)2:1.彎沉儀(yí)長度有兩種:一種長(cháng)3.6m,前後(hòu)臂分別為(wéi)2.4m和(hé)1.2m;另(lìng)一種加長的彎沉儀長(cháng)5.4m,前(qián)後臂(bì)分別(bié)為3.6m和1.8m.當(dāng)在半剛性基(jī)層(céng)瀝青(qīng)路(lù)麵或(huò)水(shuǐ)泥混(hùn)凝(níng)土路麵(miàn)上測定(dìng)時,宜采(cǎi)用長(cháng)度為(wéi)5.4m的貝(bèi)克曼梁彎沉(chén)儀,並采(cǎi)用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車(chē).彎(wān)沉采用百分(fēn)表量得(dé),也可(kě)用(yòng)自(zì)動記錄裝置進行(háng)測(cè)量(liáng).
3.接(jiē)觸式路表溫(wēn)度(dù)計(jì):端部(bù)為(wéi)平(píng)頭,分度不大(dà)於(yú)1℃.
4.其(qí)它:皮尺,口(kǒu)哨,白油漆(qī)或(huò)粉筆,指揮(huī)旗等(děng).
測定彎沉(chén)用的標(biāo)準(zhǔn)車參(cān)數(shù) 表1-1
彎(wān)沉(chén)儀標 準 軸(zhóu) 載 等(děng) 級
BZZ-100
BZZ-60
後軸標準軸載P （kN）
100±1
60±1
一側雙(shuāng)輪(lún)荷(hé)載(zǎi) （kN）
50±0.5
30±0.5
輪胎(tāi)充氣壓力 （MPa）
0.70±0.05
0.50±0.05
單輪傳壓麵當(dāng)量圓(yuán)直(zhí)徑 （cm）
21.30±0.5
19.50±0.5
輪隙寬(kuān)度
應滿(mǎn)足能(néng)自(zì)由(yóu)插(chā)入(rù)彎沉儀(yí)測頭的(dí)測(cè)試(shì)要求
四彎沉儀(yí),試驗(yàn)方(fāng)法
1.準(zhǔn)備工(gōng)作
（1）檢查並(bìng)保(bǎo)持(chí)測(cè)定(dìng)用標準(zhǔn)車的(dí)車(chē)況(kuàng)及刹車性能良好(hǎo),輪胎內胎符合規定(dìng)充氣壓力.
（2）向汽車車槽中裝(zhuāng)載（鐵塊(kuài)或集料）,並(bìng)用(yòng)地磅稱量後(hòu)軸總(zǒng)質量(liáng),符(fú)合要(yào)求的軸(zhóu)重(zhòng)規定.汽車行(háng)駛及(jí)測定(dìng)過(guò)程(chéng)中(zhōng),軸(zhóu)載不得(dé)變(biàn)化.
（3）測定輪胎(tāi)接(jiē)地麵(miàn)積:在平整(zhěng)光(guāng)滑的(dí)硬質路(lù)麵上用(yòng)千斤(jīn)頂將(jiāng)汽(qì)車(chē)後(hòu)軸頂起,在輪(lún)胎(tāi)下方鋪一(yī)張新的復寫(xiě)紙,輕(qīng)輕落下千(qiān)斤頂,即在方格(gé)紙印上輪胎(tāi)印痕(hén),用求積(jī)儀或(huò)數方(fāng)格的方(fāng)法測算輪胎接(jiē)地麵(miàn)積,準(zhǔn)確至0.1cm2.
（4）檢(jiǎn)查(chá)彎沉儀(yí)百分表測量(liáng)靈敏(mǐn)情況(kuàng).
（5）當在瀝(lì)青路麵上(shàng)測定時(shí),用(yòng)路表溫(wēn)度計(jì)測定試驗時(shí)氣溫(wēn)及路表溫度(dù)（一(yī)天(tiān)中氣溫(wēn)不斷變化(huà),應隨時測定(dìng)）,並通(tōng)過(guò)氣(qì)象台了解(jiě)前(qián)5d的平均氣(qì)溫（日(rì)zui高(gāo)氣溫與zui低(dī)氣溫(wēn)的(dí)平均值）.
（6）記錄(lù)瀝(lì)青路麵修(xiū)建或(huò)改建(jiàn)時(shí)材(cái)料(liào),結構(gòu),厚度,施工(gōng)及(jí)養護(hù)等情況(kuàng).
2.測試步驟
（1）在測(cè)試(shì)路段(duàn)布(bù)置測點,其(qí)距離隨測試需(xū)要而定.測(cè)點應在(zài)路(lù)麵(miàn)行車(chē)車(chē)道的輪跡帶上(shàng),並(bìng)用白油(yóu)漆或粉筆畫(huà)上(shàng)標(biāo)記.
（2）將試驗(yàn)車(chē)後(hòu)輪輪隙(xì)對準測點後(hòu)約(yuē)3～5cm處的位置(zhì)上(shàng).
（3）將(jiāng)彎沉儀(yí)插入(rù)汽(qì)車(chē)後輪(lún)之間的縫(féng)隙(xì)處(chǔ),與汽車方(fāng)向(xiàng)*,梁(liáng)臂不(bù)得(dé)碰到輪胎,彎沉儀(yí)測頭置於測(cè)點上(shàng)（輪隙中(zhōng)心前方3～5cm處(chǔ)）,並安裝(zhuāng)百分(fēn)表(biǎo)於彎沉儀的(dí)測(cè)定杆上.百分表調(tiáo)零(líng),用(yòng)手指輕(qīng)輕(qīng)叩(kòu)打彎沉儀,檢查(chá)百分(fēn)表是(shì)否穩(wěn)定(dìng)回零.
彎沉(chén)儀(yí)可以是(shì)單側(cè)測(cè)定,也可以是(shì)雙(shuāng)側同(tóng)時(shí)測(cè)定(dìng).
（4）測定者(zhě)吹哨(shào)發令(líng)指(zhǐ)揮汽(qì)車(chē)緩緩(huǎn)前(qián)進,百分(fēn)表隨路麵(miàn)變(biàn)形的增加(jiā)而持(chí)續向(xiàng)前(qián)轉動.當(dāng)表(biǎo)針(zhēn)轉動到zui大(dà)值(zhí)時(shí),迅(xùn)速(sù)讀取初讀數(shù)L1.汽車仍在繼(jì)續前(qián)進,表針反向回(huí)轉,待汽(qì)車駛(shǐ)出(chū)彎沉影(yǐng)響半徑（約3m以上）後,吹口哨或揮(huī)動(dòng)指揮紅(hóng)旗,汽車停(tíng)止.待表針(zhēn)回轉(zhuǎn)穩定後,再(zài)次(cì)讀取(qǔ)終(zhōng)讀(dú)數(shù)L2.汽車(chē)前進的速度(dù)宜為5km/h左(zuǒ)右(yòu).
3彎(wān)沉(chén)儀(yí).彎沉儀的支點(diǎn)變形修正
（1）當采用長(cháng)度為(wéi)3.6m的彎沉儀對半剛(gāng)性(xìng)基層(céng)瀝(lì)青路麵,水泥混凝(níng)土路麵等進(jìn)行彎沉測(cè)定(dìng)時(shí),有可能(néng)引起(qǐ)彎沉(chén)儀(yí)支座處變形,因此測(cè)定時(shí)應檢驗支點(diǎn)有無變形(xíng),此(cǐ)時應用(yòng)另一(yī)台(tái)檢驗用(yòng)的(dí)彎沉儀安裝(zhuāng)在(zài)測定(dìng)用彎沉儀(yí)的(dí)後(hòu)方,其測(cè)點(diǎn)架(jià)於(yú)測定(dìng)用(yòng)彎(wān)沉(chén)儀(yí)的(dí)支點(diǎn)旁(páng).當(dāng)汽車(chē)開出(chū)時,同時測(cè)定(dìng)兩台彎沉(chén)儀(yí)的(dí)彎(wān)沉讀數,如檢驗用彎沉(chén)儀(yí)百分表(biǎo)有(yǒu)讀數(shù),即應該(gāi)記錄(lù)並(bìng)進行支點(diǎn)變形(xíng)修(xiū)正.當在同一結構層(céng)上(shàng)測(cè)定時,可(kě)在不同位置(zhì)測定5次,求取平(píng)均(jūn)值,以後每次測(cè)定時(shí)以(yǐ)此作為(wéi)修(xiū)正值(zhí).支(zhī)點變形修正的原(yuán)理如(rú)圖(tú)1-1所示(shì).
（2）當采(cǎi)用(yòng)長度(dù)為5.4m的彎(wān)沉儀(yí)測(cè)定(dìng)時(shí),可(kě)不進行(háng)支點變(biàn)形(xíng)修(xiū)正.
圖1—1 彎(wān)沉儀支點變形修(xiū)正(zhèng)原理(lǐ)
五,彎沉(chén)儀結(jié)果計(jì)算(suàn)及(jí)溫(wēn)度(dù)修正
1.路(lù)麵(miàn)測點的回彈彎沉(chén)值依下(xià)式計算:
LT=（L1-L2）×2
式中 LT——在路(lù)麵溫度T時的(dí)回彈(dàn)彎沉值（0.01mm）;
L1——車(chē)輪(lún)中心臨(lín)近(jìn)彎沉(chén)儀測(cè)頭(tóu)時百(bǎi)分表的zui大讀(dú)數(shù)（0.01mm）;
L2——汽(qì)車(chē)駛(shǐ)出彎沉影(yǐng)響半(bàn)徑後百(bǎi)分表的終讀(dú)數（0.01mm）.
2.當需要(yào)進(jìn)行彎沉儀支(zhī)點變(biàn)形(xíng)修正(zhèng)時(shí),路麵測點(diǎn)的回彈(dàn)彎沉(chén)值按下式(shì)計(jì)算(suàn):
LT=（L1-L2）×2+（L3-L4）×6
式中 L1——車輪中(zhōng)心臨(lín)近彎沉儀測頭(tóu)時(shí)測定用彎沉(chén)儀(yí)的zui大(dà)讀數(shù)（0.01mm）;
L2——汽車駛出彎(wān)沉影(yǐng)響半徑後測(cè)定用彎沉(chén)儀(yí)的zui終讀(dú)數（0.01mm）;
L3——車輪中心(xīn)臨(lín)近(jìn)彎沉(chén)儀測頭時檢驗(yàn)用彎(wān)沉儀(yí)的(dí)zui大(dà)讀(dú)數（0.01mm）;
L4——汽車(chē)駛出(chū)彎沉(chén)影響半徑(jìng)後(hòu)檢驗(yàn)用(yòng)彎沉儀(yí)的(dí)終讀數（0.01mm）.
注:此式適用於測(cè)定用彎(wān)沉儀支座處(chǔ)有(yǒu)變形,但(dàn)百(bǎi)分表架(jià)處(chǔ)路麵已無(wú)變形(xíng)的(dí)情況(kuàng).
3.瀝青(qīng)麵(miàn)層厚度大於5cm的(dí)瀝(lì)青路(lù)麵,回(huí)彈彎沉(chén)值(zhí)應進行(háng)溫度修正,溫度(dù)修(xiū)正及回彈彎(wān)沉(chén)的計(jì)算宜(yí)按(àn)下列彎沉(chén)儀步驟(zhòu)進(jìn)行(háng).
（1）測(cè)定(dìng)時的瀝青(qīng)層(céng)平均溫(wēn)度按下式(shì)計算(suàn):
T=（T25+Tm+Te）/3
式中(zhōng) T——測定時(shí)瀝(lì)青(qīng)層(céng)平均(jūn)溫度（℃）;
T25——根據T0由圖1-2決定的路表下25mm處的(dí)溫度（℃）;
Tm——根(gēn)據(jù)T0由(yóu)圖1-2決定的(dí)瀝青層中間深(shēn)度(dù)的溫度（℃）;
Te——根(gēn)據T0由(yóu)圖1-2決定(dìng)的(dí)瀝(lì)青(qīng)層(céng)底麵處(chǔ)的溫(wēn)度（℃）.
圖(tú)1-2中(zhōng)T0為測(cè)定(dìng)時路表溫(wēn)度與測定(dìng)前5d日(rì)平均氣溫的平均(jūn)值之(zhī)和（℃）,日平均(jūn)氣(qì)溫為(wéi)日zui高氣(qì)溫(wēn)與(yǔ)zui低氣溫的平均值.
（2）采(cǎi)用(yòng)不同(tóng)基層的(dí)瀝青路(lù)麵(miàn)變(biàn)沉值(zhí)的溫度(dù)修正(zhèng)係數K,根據(jù)瀝青層平(píng)均溫度T及瀝青層厚度,分(fēn)別由(yóu)圖1-3及圖(tú)1-4求(qiú)取(qǔ).
（3）彎沉儀(yí)瀝青(qīng)路(lù)麵回彈(dàn)彎(wān)沉(chén)按(àn)下(xià)式(shì)計(jì)算:
L20=LT×K
式中 K——溫度修(xiū)正係(xì)數(shù);
圖(tú)1—3 路麵(miàn)彎(wān)沉(chén)溫度修正係數(shù)曲綫(xiàn)（適用於粒料基(jī)層及(jí)瀝青穩定(dìng)基層
圖1—4 路麵(miàn)彎沉溫(wēn)度(dù)修正係數曲綫（適用於(yú)無機結(jié)合料(liào)穩定(dìng)的半(bàn)剛性基層）
L20——換(huàn)算為20℃的瀝(lì)青路(lù)麵回(huí)彈(dàn)彎沉值（0.01mm）;
LT——測定時瀝(lì)青麵層內(nèi)平均溫度為T時的回彈彎沉(chén)值（0.01mm）.
4.按下(xià)式計(jì)算每一(yī)個評定(dìng)路段(duàn)的代(dài)表(biǎo)彎沉:
Lr=L+ZaS
式中 Lr——一個(gè)評(píng)定路段(duàn)的(dí)代表(biǎo)彎沉(chén)（0.1mm）;
L——一個(gè)評定路段內經各(gè)項修(xiū)正後的各(gè)測點(diǎn)彎(wān)沉的平均(jūn)值(zhí)（0.01mm）;
S——一個評定路(lù)段(duàn)內經各(gè)項(xiàng)修正(zhèng)後(hòu)的(dí)全部測點彎(wān)沉的標準差（0.01mm）;
Za——與(yǔ)保證率(shuài)有關的(dí)係數,采(cǎi)用下列(liè)數(shù)值:
高(gāo)速公(gōng)路,一級公(gōng)路 Za=2.0
二(èr)級公路(lù) Za=1.645
二(èr)級以(yǐ)下(xià)公路 Za=1.5
六彎(wān)沉(chén)儀,報告
報告(gào)應(yīng)包括下列內容:
1.彎(wān)沉測定表,支(zhī)點變(biàn)形修正值(zhí),測試時的(dí)路麵溫度(dù)及(jí)溫度修正值.
2.每(měi)一(yī)個(gè)評定路段的各測點(diǎn)彎沉(chén)的平均(jūn)值,標準差及代表彎(wān)沉(chén).