道路工程_课题7道路现场质量检测5测定路基路面回弹模量(贝克曼梁)

• E1=
2 p (1 2 ) L1
（6－8）
• 式中E i——计算的土基、整层材料的回弹模量或旧路的综合回弹模量 （MPa）； • P ——测定车轮的平均垂直荷载（ MPa ）； • δ——测定用标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径（ cm ）； • μ——测定层材料的泊松比，根据部颁路面设计规范的规定取用； • α——弯沉系数，为 0.712 。
d i Li L
• 2 、计算各测点的测定值与算术平均值的偏 差值 d i = Li －L，并计算较大的偏差与自 然误差之比 d i / r 0 。当某个测点观测值的 d i / r 0 值大于表 中的 d / r 极限值时则应舍 弃该测点，然后重复四 .1 的步骤计算所余 各测点的算术平均值（ L ）及标准差 （ S ）。
l检测方法：
• 落垂式弯沉仪法 • 利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载测定弯 沉，属动态测试，快速连续，但须用贝克曼梁法 进行标定换算。
• FWD是利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载测定 弯沉，近年来，采用落锤式弯沉仪(FWD)测定路面的 动态弯沉，并反算路面的回弹模量，已成为世界各国 道路界的热门课题。 • 测定在落锤式弯沉仪(FWD)标准质量的重锤落下一定 高度发生的冲击荷载作用下，路基或路面表面所产生 的瞬时变形，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯 沉及弯沉盆。并可由此反算路基路面各层材料的动态 弹性模量，作为设计参数使用。所测结果经转换至回 弹弯沉值后可用于评定道路承载能力，也可用于调查 水泥混凝土路面接缝的传力效果，探查路面板下的空 洞等。
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3 、按 (6 － 7) 计算代表弯沉值： Li = L+S (6 － 7) 式中： L i ——计算代表弯沉； L ——舍弃不合要求的测点后所余各测点弯沉的算术平均值； S ——舍弃不合要求的测点后所余各测点弯沉的标准差。 4 、按（ 6 － 8 ）计算土基、整层材料的回弹模量（ E 1 ）或旧路的 综合回弹模量：
• 弯沉值的测试方法较多，目前用的最多的是贝克 曼梁法，在我国已有成熟的经验，但由于其测试 速度等因素的限制，各国都对快速连续或动态测 定进行了研究，现在用得比较普遍的有法国洛克 鲁瓦式自动弯沉仪，丹麦等国家发明并几经改进 形成的落锤式弯沉仪（FWD），美国的振动弯 沉仪等。
l强度和模量
• 土基回弹模量是公路设计中一个必不可少的参 数。随着对施工质量要求的提高，回弹模量值
l检测方法：
★贝克曼梁法 • （1）本方法适用于测定各类路基、路面的回弹 弯沉，用以评定其整体承载能力，可供路面结 构设计使用。 • （2）沥青路面的弯沉以标准温度20℃时为准， 在其他温度（超过20土2℃范围）测试时，对厚 度大于5cm的沥青路面，弯沉值应予温度修正。
• 二、仪器和仪具 • 本试验需要下列仪具： • （ 1 ）标准车：双轴，后轴双侧4轮的载重 车，其标准轴荷载、轮胎尺寸、轮胎间隙 及轮胎气压等主要参数应符合表4-4要求。 测试车应采用后轴100kN的BZZ-100。
道路现场质量检测
强度和模量
• 国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的 承载能力，回弹弯沉值越大，承载能力越小，反 之则越大。通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴 载双轮组轮隙中心处的最大回弹弯沉值。在路表 测试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合承 载能力。回弹弯沉值在我国已广泛使用且有很多 的经验及研究成果，它不仅用于路面结构的设计 中（设计回弹弯沉）；用于施工控制及施工验收 中（竣工验收弯沉值）；同时还用在旧路补强设 计中，是公路工程的一个基本参数，所以正确的 测试具有重要的意义。
检测将会作为控制施工质量的一个重要指标。
常用方法：承载板法、贝克曼梁法、现场CBR 法等。
l检测方法：
★承载板法 适用于在现场土基表面，通过承载板对土 基逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载下相 应的土基回弹变形值，经过计算求得土基回弹 模量。所测定的土基回弹模量可作为路面设计 参数使用。
图4-13 承载板试验现场测试装置 1-加劲横梁；2-测力计；3-钢板及球座；4钢圆筒； 5-加载千斤顶；6-立柱及支座；7-承载板
பைடு நூலகம் • 三、方法与步骤
• 2 、测试步骤 • 选择适当的标准车，实测各测点处的路面 回弹弯沉值 L i 。如在旧沥青面层上测定时， 应读取温度，并进行测定弯沉值的温度修 正，得到标准温度 20 ℃ 时的弯沉值。
• 四、计算 • 1 、按式（ 6 － 4 ）、（ 6 － 5 ）、（ 6 － 6 ）计算全 部测定值的算术平均值（ L ）、单次测量的标准差（ S ） 和自然误差（ r 0 ）： L • L i （6－4）
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弯沉值的几个概念： 1．弯沉 弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路基或路面表 面轮隙位置产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹 变形值（回弹弯沉），以0．01mm为单位。 2．设计弯沉值 根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴 次、公路等级。面层和基层类型而确定的路面弯沉设 计值。 3．竣工验收弯沉值 竣工验收弯沉值是检验路面是否达到设计要求的指 标之一。，当胳面厚度计算以设计弯沉值为控制指标 时，则验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值；当厚度 计算以层底拉应力为控制指标时，应根据拉应力计算 所得的结构厚度，重新计算路面弯沉值，该弯沉值即 为竣工验收弯沉值。
（ 2 ）路面弯沉仪：由贝克曼梁、百分表及表架 组成。贝克曼梁由合金铝制成，上有水准泡，其 前臂（接触路面）与后臂（装百分表）长度比为 2:1 ，标准弯沉仪前后臂分别为 240mm 和 120mm ，加长弯沉仪分别为 360mm 和 180mm . 。弯沉采用百分表量得。 （ 3 ）路表温度计：分度不大于 1 ℃ 。 （ 4 ）接长杆：φ 16mm ，长 500mm 。 （ 5 ）其它：皮尺、口哨、粉笔、指挥旗等。
• 三、方法与步骤 • 1 、准备工作 • （ 1 ）选择洁净的路基路面表面作为测点，在测点处作好 标记并编号。 • （ 2 ）无结合料粒料基层的整层试验段（试槽）应符合下 列要求： • ① 整层试槽可修筑在行车带范围内或路肩及其他合适处， 也可在室内修筑，但均应适于用汽车测定弯沉。 • ②试槽应选择在干燥或中湿路段处，不得铺筑在软土基上。 • ③试槽面积不小于 3m × 2m ，厚度不宜小于 1m 。铺筑 时，先挖 3m × 2m × 1m （长×宽×深）的坑，然后用 欲测定的同一种路面材料按有关施工规范规定的压实层厚 度分层铺筑并压实，直至顶面，使其达到要求的压实度标 准。同时应严格控制材料组成，配比均匀一致，符合施工 质量要求。 • ④试槽表面的测点间距可布置在中间 2m × 1m 的范围内， 可测定 23 点。
• 五、报告 • 报告应包括弯沉测定表、计算的代表弯沉、 采用的泊松比及计算得到的材料回弹模量 E I 等，对沥青路面应报告测试时的路面温度。
N
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( Li L) 2 （ 6 － 5 ） S n 1 r0 =0.675 × S （6－6） 式中： L ——回弹弯沉的平均值（ 0.01mm ）； S ——回弹弯沉测定值的标准差（ 0.01mm ）； r0 ——回弹弯沉测定值的自然误差（ 0.01mm ）； Li ——各测点的回弹弯沉值（ 0.01mm ）； N ——测点总数。