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彎沉儀路基路面強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)試方法
1.1 路基路面回彈彎沉測(cè)試方法
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.我們通常所說的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)軸載輪隙中心處的zui大回彈彎沉值.在路表進(jìn)行測(cè)試,則反映了路基路面綜合承載能力.回彈彎沉值在我國已廣泛使用且有很多試驗(yàn)和研究成果,正確的測(cè)試路表回彈彎沉具有重要的意義.
彎沉儀1.利用彎沉儀量測(cè)路面表面在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)車雙后輪垂直靜載作用下,輪隙處的回彈彎沉值,用作評(píng)定路面強(qiáng)度指標(biāo).
2.根據(jù)實(shí)測(cè)所得的土基或整層路面材料的回彈彎沉值,按照彈性半空間體理論的垂直位移公式,計(jì)算土基或路面材料的回彈彎沉模量.
3.通過對(duì)路面結(jié)構(gòu)分層測(cè)定所得的回彈彎沉值,根據(jù)彈性層狀體系垂直位移理論解,反算路面各結(jié)構(gòu)層的回彈模量.
彎沉儀本節(jié)主要介紹路基,柔性路面回彈彎沉測(cè)試方法和回彈模量測(cè)試方法.
1.1.1 貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈彎沉試驗(yàn)方法
一,適用范圍
1.本方法適用于測(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,供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用.
2.瀝青路面的彎沉以路表濕度20℃時(shí)為準(zhǔn),在其他溫度測(cè)試時(shí),對(duì)厚度大于5cm的瀝青路面,彎沉值應(yīng)予溫度修正.
二彎沉儀,試驗(yàn)原理
利用杠桿原理制成的杠桿式彎沉儀測(cè)定輪隙彎沉.
三,彎沉儀儀具與材料
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1-1的要求.測(cè)試車可根據(jù)需要按公路等級(jí)選擇,高速公路,一級(jí)及二級(jí)公路應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車;其他等級(jí)公路可采用后軸60kN的BZZ-60標(biāo)準(zhǔn)車.
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）與反臂（裝百分表）長度比為2:1.彎沉儀長度有兩種:一種長3.6m,前后臂分別為2.4m和1.2m;另一種加長的彎沉儀長5.4m,前后臂分別為3.6m和1.8m.當(dāng)在半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面上測(cè)定時(shí),宜采用長度為5.4m的貝克曼梁彎沉儀,并采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車.彎沉采用百分表量得,也可用自動(dòng)記錄裝置進(jìn)行測(cè)量.
3.接觸式路表溫度計(jì):端部為平頭,分度不大于1℃.
4.其它:皮尺,口哨,白油漆或粉筆,指揮旗等.
測(cè)定彎沉用的標(biāo)準(zhǔn)車參數(shù) 表1-1
彎沉儀標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 等 級(jí)
BZZ-100
BZZ-60
后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載P （kN）
100±1
60±1
一側(cè)雙輪荷載 （kN）
50±0.5
30±0.5
輪胎充氣壓力 （MPa）
0.70±0.05
0.50±0.05
單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑 （cm）
21.30±0.5
19.50±0.5
輪隙寬度
應(yīng)滿足能自由插入彎沉儀測(cè)頭的測(cè)試要求
四彎沉儀,試驗(yàn)方法
1.準(zhǔn)備工作
（1）檢查并保持測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車的車況及剎車性能良好,輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力.
（2）向汽車車槽中裝載（鐵塊或集料）,并用地磅稱量后軸總質(zhì)量,符合要求的軸重規(guī)定.汽車行駛及測(cè)定過程中,軸載不得變化.
（3）測(cè)定輪胎接地面積:在平整光滑的硬質(zhì)路面上用千斤頂將汽車后軸頂起,在輪胎下方鋪一張新的復(fù)寫紙,輕輕落下千斤頂,即在方格紙印上輪胎印痕,用求積儀或數(shù)方格的方法測(cè)算輪胎接地面積,準(zhǔn)確至0.1cm2.
（4）檢查彎沉儀百分表測(cè)量靈敏情況.
（5）當(dāng)在瀝青路面上測(cè)定時(shí),用路表溫度計(jì)測(cè)定試驗(yàn)時(shí)氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化,應(yīng)隨時(shí)測(cè)定）,并通過氣象臺(tái)了解前5d的平均氣溫（日zui高氣溫與zui低氣溫的平均值）.
（6）記錄瀝青路面修建或改建時(shí)材料,結(jié)構(gòu),厚度,施工及養(yǎng)護(hù)等情況.
2.測(cè)試步驟
（1）在測(cè)試路段布置測(cè)點(diǎn),其距離隨測(cè)試需要而定.測(cè)點(diǎn)應(yīng)在路面行車車道的輪跡帶上,并用白油漆或粉筆畫上標(biāo)記.
（2）將試驗(yàn)車后輪輪隙對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)后約3～5cm處的位置上.
（3）將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處,與汽車方向*,梁臂不得碰到輪胎,彎沉儀測(cè)頭置于測(cè)點(diǎn)上（輪隙中心前方3～5cm處）,并安裝百分表于彎沉儀的測(cè)定桿上.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.
彎沉儀可以是單側(cè)測(cè)定,也可以是雙側(cè)同時(shí)測(cè)定.
（4）測(cè)定者吹哨發(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).當(dāng)表針轉(zhuǎn)動(dòng)到zui大值時(shí),迅速讀取初讀數(shù)L1.汽車仍在繼續(xù)前進(jìn),表針反向回轉(zhuǎn),待汽車駛出彎沉影響半徑（約3m以上）后,吹口哨或揮動(dòng)指揮紅旗,汽車停止.待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后,再次讀取終讀數(shù)L2.汽車前進(jìn)的速度宜為5km/h左右.
3彎沉儀.彎沉儀的支點(diǎn)變形修正
（1）當(dāng)采用長度為3.6m的彎沉儀對(duì)半剛性基層瀝青路面,水泥混凝土路面等進(jìn)行彎沉測(cè)定時(shí),有可能引起彎沉儀支座處變形,因此測(cè)定時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)支點(diǎn)有無變形,此時(shí)應(yīng)用另一臺(tái)檢驗(yàn)用的彎沉儀安裝在測(cè)定用彎沉儀的后方,其測(cè)點(diǎn)架于測(cè)定用彎沉儀的支點(diǎn)旁.當(dāng)汽車開出時(shí),同時(shí)測(cè)定兩臺(tái)彎沉儀的彎沉讀數(shù),如檢驗(yàn)用彎沉儀百分表有讀數(shù),即應(yīng)該記錄并進(jìn)行支點(diǎn)變形修正.當(dāng)在同一結(jié)構(gòu)層上測(cè)定時(shí),可在不同位置測(cè)定5次,求取平均值,以后每次測(cè)定時(shí)以此作為修正值.支點(diǎn)變形修正的原理如圖1-1所示.
（2）當(dāng)采用長度為5.4m的彎沉儀測(cè)定時(shí),可不進(jìn)行支點(diǎn)變形修正.
圖1—1 彎沉儀支點(diǎn)變形修正原理
五,彎沉儀結(jié)果計(jì)算及溫度修正
1.路面測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值依下式計(jì)算:
LT=（L1-L2）×2
式中 LT——在路面溫度T時(shí)的回彈彎沉值（0.01mm）;
L1——車輪中心臨近彎沉儀測(cè)頭時(shí)百分表的zui大讀數(shù)（0.01mm）;
L2——汽車駛出彎沉影響半徑后百分表的終讀數(shù)（0.01mm）.
2.當(dāng)需要進(jìn)行彎沉儀支點(diǎn)變形修正時(shí),路面測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值按下式計(jì)算:
LT=（L1-L2）×2+（L3-L4）×6
式中 L1——車輪中心臨近彎沉儀測(cè)頭時(shí)測(cè)定用彎沉儀的zui大讀數(shù)（0.01mm）;
L2——汽車駛出彎沉影響半徑后測(cè)定用彎沉儀的zui終讀數(shù)（0.01mm）;
L3——車輪中心臨近彎沉儀測(cè)頭時(shí)檢驗(yàn)用彎沉儀的zui大讀數(shù)（0.01mm）;
L4——汽車駛出彎沉影響半徑后檢驗(yàn)用彎沉儀的終讀數(shù)（0.01mm）.
注:此式適用于測(cè)定用彎沉儀支座處有變形,但百分表架處路面已無變形的情況.
3.瀝青面層厚度大于5cm的瀝青路面,回彈彎沉值應(yīng)進(jìn)行溫度修正,溫度修正及回彈彎沉的計(jì)算宜按下列彎沉儀步驟進(jìn)行.
（1）測(cè)定時(shí)的瀝青層平均溫度按下式計(jì)算:
T=（T25+Tm+Te）/3
式中 T——測(cè)定時(shí)瀝青層平均溫度（℃）;
T25——根據(jù)T0由圖1-2決定的路表下25mm處的溫度（℃）;
Tm——根據(jù)T0由圖1-2決定的瀝青層中間深度的溫度（℃）;
Te——根據(jù)T0由圖1-2決定的瀝青層底面處的溫度（℃）.
圖1-2中T0為測(cè)定時(shí)路表溫度與測(cè)定前5d日平均氣溫的平均值之和（℃）,日平均氣溫為日zui高氣溫與zui低氣溫的平均值.
（2）采用不同基層的瀝青路面變沉值的溫度修正系數(shù)K,根據(jù)瀝青層平均溫度T及瀝青層厚度,分別由圖1-3及圖1-4求取.
（3）彎沉儀瀝青路面回彈彎沉按下式計(jì)算:
L20=LT×K
式中 K——溫度修正系數(shù);
圖1—3 路面彎沉溫度修正系數(shù)曲線（適用于粒料基層及瀝青穩(wěn)定基層
圖1—4 路面彎沉溫度修正系數(shù)曲線（適用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的半剛性基層）
L20——換算為20℃的瀝青路面回彈彎沉值（0.01mm）;
LT——測(cè)定時(shí)瀝青面層內(nèi)平均溫度為T時(shí)的回彈彎沉值（0.01mm）.
4.按下式計(jì)算每一個(gè)評(píng)定路段的代表彎沉:
Lr=L+ZaS
式中 Lr——一個(gè)評(píng)定路段的代表彎沉（0.1mm）;
L——一個(gè)評(píng)定路段內(nèi)經(jīng)各項(xiàng)修正后的各測(cè)點(diǎn)彎沉的平均值（0.01mm）;
S——一個(gè)評(píng)定路段內(nèi)經(jīng)各項(xiàng)修正后的全部測(cè)點(diǎn)彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差（0.01mm）;
Za——與保證率有關(guān)的系數(shù),采用下列數(shù)值:
高速公路,一級(jí)公路 Za=2.0
二級(jí)公路 Za=1.645
二級(jí)以下公路 Za=1.5
六彎沉儀,報(bào)告
報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1.彎沉測(cè)定表,支點(diǎn)變形修正值,測(cè)試時(shí)的路面溫度及溫度修正值.
2.每一個(gè)評(píng)定路段的各測(cè)點(diǎn)彎沉的平均值,標(biāo)準(zhǔn)差及代表彎沉.