彎沉儀路基路面強(qiáng)度指標(biāo)測試方法
1.1 路基路面回彈彎沉測試方法
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和研究成果,正確的測試路表回彈彎沉具有重要的意義.
彎沉儀1.利用彎沉儀量測路面表面在標(biāo)準(zhǔn)試驗車雙后輪垂直靜載作用下,輪隙處的回彈彎沉值,用作評定路面強(qiáng)度指標(biāo).
2.根據(jù)實測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,計算土基或路面材料的回彈彎沉模量.
3.通過對路面結(jié)構(gòu)分層測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試方法和回彈模量測試方法.
1.1.1 貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗方法
一,適用范圍
1.本方法適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,供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用.
2.瀝青路面的彎沉以路表濕度20℃時為準(zhǔn),在其他溫度測試時,對厚度大于5cm的瀝青路面,彎沉值應(yīng)予溫度修正.
二彎沉儀,試驗原理
利用杠桿原理制成的杠桿式彎沉儀測定輪隙彎沉.
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.測試車可根據(jù)需要按公路等級選擇,高速公路,一級及二級公路應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車;其他等級公路可采用后軸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定時,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,也可用自動記錄裝置進(jìn)行測量.
3.接觸式路表溫度計: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
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頭的測試要求
四彎沉儀,試驗方法
1.準(zhǔn)備工作
（1）檢查并保持測定用標(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.汽車行駛及測定過程中,軸載不得變化.
（3）測定輪胎接地面積: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)方格的方法測算輪胎接地面積,準(zhǔn)確至0.1cm2.
（4）檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況.
（5）當(dāng)在瀝青路面上測定時,用路表溫度計測定試驗時氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化,應(yīng)隨時測定）,并通過氣象臺了解前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材料,結(jié)構(gòu),厚度,施工及養(yǎng)護(hù)等情況.
2.測試步驟
（1）在測試路段布置測點,其距離隨測試需要而定.測點應(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）將試驗車后輪輪隙對準(zhǔn)測點后約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,彎沉儀測頭置于測點上（輪隙中心前方3～5cm處）,并安裝百分表于彎沉儀的測定桿上.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)測定,也可以是雙側(cè)同時測定.
（4）測定者吹哨發(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.當(dāng)表針轉(zhuǎn)動到zui大值時,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.彎沉儀的支點變形修正
（1）當(dāng)采用長度為3.6m的彎沉儀對半剛性基層瀝青路面,水泥混凝土路面等進(jìn)行彎沉測定時,有可能引起彎沉儀支座處變形,因此測定時應(yīng)檢驗支點有無變形,此時應(yīng)用另一臺檢驗用的彎沉儀安裝在測定用彎沉儀的后方,其測點架于測定用彎沉儀的支點旁.當(dāng)汽車開出時,同時測定兩臺彎沉儀的彎沉讀數(shù),如檢驗用彎沉儀百分表有讀數(shù),即應(yīng)該記錄并進(jìn)行支點變形修正.當(dāng)在同一結(jié)構(gòu)層上測定時,可在不同位置測定5次,求取平均值,以后每次測定時以此作為修正值.支點變形修正的原理如圖1-1所示.
（2）當(dāng)采用長度為5.4m的彎沉儀測定時,可不進(jìn)行支點變形修正.
圖1—1 彎沉儀支點變形修正原理
五,彎沉儀結(jié)果計算及溫度修正
1.路面測點的回彈彎沉值依下式計算:
LT=（L1-L2）×2
式中 LT——在路面溫度T時的回彈彎沉值（0.01mm）;
L1——車輪中心臨近彎沉儀測頭時百分表的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)行彎沉儀支點變形修正時,路面測點的回彈彎沉值按下式計算:
LT=（L1-L2）×2+（L3-L4）×6
式中 L1——車輪中心臨近彎沉儀測頭時測定用彎沉儀的zui大讀數(shù)（0.01mm）;
L2——汽車駛出彎沉影響半徑后測定用彎沉儀的zui終讀數(shù)（0.01mm）;
L3——車輪中心臨近彎沉儀測頭時檢驗用彎沉儀的zui大讀數(shù)（0.01mm）;
L4——汽車駛出彎沉影響半徑后檢驗用彎沉儀的終讀數(shù)（0.01mm）.
注:此式適用于測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算宜按下列彎沉儀步驟進(jìn)行.
（1）測定時的瀝青層平均溫度按下式計算:
T=（T25+Tm+Te）/3
式中 T——測定時瀝青層平均溫度（℃）;
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為測定時路表溫度與測定前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——測定時瀝青面層內(nèi)平均溫度為T時的回彈彎沉值（0.01mm）.
4.按下式計算每一個評定路段的代表彎沉:
Lr=L+ZaS
式中 Lr——一個評定路段的代表彎沉（0.1mm）;
L——一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項修正后的各測點彎沉的平均值（0.01mm）;
S——一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項修正后的全部測點彎沉的標(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,一級公路 Za=2.0
二級公路 Za=1.645
二級以下公路 Za=1.5
六彎沉儀,報告
報告應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1.彎沉測定表,支點變形修正值,測試時的路面溫度及溫度修正值.
2.每一個評定路段的各測點彎沉的平均值,標(biāo)準(zhǔn)差及代表彎沉.