路基路面试验检测技术--回弹弯沉检测方法

BB 发表于 2005-6-4 15:31:00

一、概 述

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。

（一）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。

（二）弯沉值的测试方法

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。

二、贝克曼梁法

1． 试验目的和适用范围

（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）本方法测定的路基、柔性路面的回弹弯沉值可供交工和竣工验收使用。

（3）本方法测定的路面回弹弯沉可为公路养护管理部门制定养路修路计划提供依据。

（4）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。

2．仪具与材料

（1）测试车：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要求。测试车可根据需要按公路等级选择，高速公路，一级及二级公路应采用后轴100kN的BZZ-100；其他等级公路也可采用后轴60kN的BZZ-60。

（2）路面弯沉仪：由贝克曼梁、百分表及表架组成，贝克曼梁由铝合金制成，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。弯沉仪长度有两种：一种长3．6m，前后臂分别为2．4m和1．2m；另一种加长的弯沉仪长5．4m，前后臂分别为3．6m和1．8m。当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面上测定时，宜采用长度为5．4m的贝克曼梁弯沉仪、并采用BZZ-100标准车；弯沉值采用百分表量得，也可用自动记录装置进行测量。

（3）接触式路面温度计：端部为平头，分度不大于1℃。

（4）其它：皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。

3．试验方法与步骤

1）试验前准备工作

（1）检查并保持测定用标准车的车况及刹车性能良好，轮胎内胎符合规定充气压力。

（2）向汽车车槽中装载（铁块或集料），并用地中衡称量后轴总质量，符合要求的轴重规定，汽车行驶及测定过程中，轴重不得变化。

（3）测定轮胎接地面积；在平整光滑的硬质路面上用千斤顶将汽车后轴顶起，在轮胎下方铺一张新的复写纸，轻轻落下千斤顶，即在方格纸上印上轮胎印痕，用求积仪或数方格的方法测算轮胎接地面积、精确至0.1cm2 。

（4）检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。

（5）当在沥青路面上测定时，用路表温度计测定试验时气温及路表温度（一天中气温不断变化，应随时测定），并通过气象台了解前5d的平均气温（日最高气温与最低气温的平均值）。

（6）记录沥青路面修建或改建时材料、结构、厚度、施工及养护等情况。

2）测试步骤

（1）在测试路段布置测点，其距离随测试需要而定，测点应在路面行车车道的轮迹带上，并用白油漆或粉笔划上标记。

（2）将试验车后轮轮隙对准测点后约3 ~ 5cm处的位置上。

（3）将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，与汽车方向一致，梁臂不得碰到轮胎，弯沉仪测头置于测点上（轮隙中心前方3 ~ 5m处），并安装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零，用手指轻轻叩打弯沉仪，检查百分表是否稳定回零。弯沉仪可以是单侧测定，也可以双侧同时测定。

（4）测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进，百分表随路面变形的增加而持续向前转动。当表针转动到最大值时，迅速读取初读数L1 。汽车仍在继续前进，表针反向回转：待汽车驶出弯沉影响半径（3m以上）后，吹口哨或挥动红旗指挥停车。待表针回转稳定后读取终读数 L2 。汽车前进的速度宜为5km/h左右。

4．弯沉仪的支点变形修正

（1）当采用长度为3.6m的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面等进行弯沉测定时，有可能引起弯沉仪支座处变形，因此测定时应检验支点有无变形。此时应用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用的弯沉仪的后方，其测点架于测定用弯沉仪的支点旁。当汽车开出时，同时测定两台弯沉仪的弯沉读数，如检验用弯沉仪百分表有读数，即应该记录并进行支点变形修正。当在同一结构层上测定时，可在不同的位置测定5次，求平均值，以后每次测定时以此作为修正值。

（2）当采用长5．4m的弯沉仪测定时，可不进行支点变形修正。

5．结果计算及温度修正

1）计算测点的回弹弯沉值。

2）进行弯沉仪支点变形修正时，计算路面测点的回弹弯沉值。

3）沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过（20土2）℃范围时,回弹弯沉值应进行温度修正，温度修正有两种方法。

（1）计算平均值和标准差时，应将超出L’ 土（2～3）s的弯沉特异值舍弃。对舍

弃的弯沉值过大的点，应找出其周围界限，进行局部处理。用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时，应按两个独立测点什：不能采用左右两点的平均值。

（2）弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分；大于时得零分。若在非不利季节测定时，应考虑季节影响系数。

第二篇：路基路面现场试验检测

第三章               路基路面现场试验检测

一、路基、路面压实度检测

（一）   了解：核子密度仪试验的适用范围与试验要点。

适用于现场用核子密度湿度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度。

要点：（1）试验仪具：核子密度湿度仪、细砂（0.15~0.3mm）、天平或台秤、毛刷等；（2）注意正确的试验方法与操作步骤；（3）进行数据整理与计算；（4）填写试验报告；（5）在试验过程中要注意安全。

（二）   熟悉：压实度概念；现场密度试验检测方法与适用范围；灌砂法、环刀法试验应注意的问题；钻芯法测定沥青面层密度的试验步骤与要点。

1、压实度：是路基施工中控制工程质量的重要指标，是指路基经压实后实际达到的干密度与土的最大干密度的比值。

2、现场密度试验检测方法与适用范围：（1）灌砂法适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面、沥青表面处治、沥青贯入式面层及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，但不适用于填石路堤等有大孔沿用或大孔隙材料的压实度检测；（2）环刀法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度测试。但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过2d，且宜用于施工过程中的压实度检验；（3）核子法适用于现场用核子密度湿度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度，适用于施工质量的现场快速评定，不宜用作仲裁试验或评定验收试验；（4）钻芯法适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度，以评定沥青面层的施工压实度，同时适用于龄期较长的无机结合料稳定类基层和底基层的密度检测。

3、灌砂法应注意的问题：（1）量砂要规则。量砂如果重复使用，一定要注意晾干，处理一致，否则影响量砂的松方密度。（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做。（3）一表面处理要平整。（4）在挖坑时试坑周壁应竖直。（5）灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚度。

4、环刀法试验时应注意的问题：

5、钻芯法测定沥青面层密度的试验步骤与要点：（1）钻取芯样；（2）测定试件密度（将钻取的试件在水中用毛刷轻轻刷净粘附的粉尘；将试件晾干或用电风扇吹十不少于24h，直至恒重；按现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000方法测定试件的毛体和密度。（3）计算

（三）   掌握：灌砂法标定筒下部圆锥体内砂的质量的步骤与要点；灌砂法标定量砂的单位质量的测定步骤与要点；灌砂法测定现场密度的试验步骤与要点，密度计算；环刀法测定现场密度的试验步骤与要点，密度计算。

1、灌砂法标定筒下部圆锥体内砂的质量的步骤与要点：（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称装入筒内砂的质量m1，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。（2）将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当，然后关上开关，称筒内余砂质量m5，，准确至1g；（3）不晃动储砂筒的砂，轻轻将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，，将开关关上，并细心取走灌砂筒；（4）收集板上的砂称量为m2，就是填满锥体内的砂，准确至1g；（5）重复上述测量三次，取其平均值。

2、灌砂法标定量砂的单位质量的测定步骤与要点：（1）用水确定标定罐的容积V，准确至1ml；（2）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称装入筒内砂的质量m1，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。（3）将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂自由流出，直到筒内砂不再下流，然后关上开关，称筒内余砂质量m3，，准确至1g；（4）计算填满标定罐所需砂的质量ma=m1-m2-m3；（5）重复上述测量三次，取其平均值。（6）计算量砂的单位质量rs=ma/V。

3、灌砂法测定现场密度的试验步骤与要点，密度计算：

（1）在试验地点，选一块约40*40cm的平坦表面，并将其清扫干净。

（2）将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂M1的灌砂筒放在基板中间的圆孔上。将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的不有流下时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的重量M2，准确到1克。

（3）       取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。

（4）       将基板放回原处，沿基板中孔凿洞。在凿洞过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中，不使水份蒸发。试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，称全部取出材料的总质量M土。

（5）       从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量W。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细料土，不少于是100g；对于各种中粒土，不少于500g。用大灌砂测定时，对于细粒土，不少于200g，对于各种中粒土，不少于1000g，对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量Md。

（6）       将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间，让砂流入试孔内，直到储砂筒内的砂不再下流，关闭开关，并称量筒内剩余的质量M3。

（7）       如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省支2和3的操作。在试筒挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量M4。

（8）       仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应重新烘干、过筛、并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。

（9）      计算

灌砂时，试坑上放有基板时：

填满试坑所用的砂的质量Mb=M1-M3-（M1-M2）- G3

灌砂时，试坑上不放基板时：

填满试坑所用的砂的质量Mb=M1-M4- G3

试坑材料的湿密度：

试坑材料的干密度；

计算施工压实度：K=ρd/ρs×100

4、环刀法测定现场密度的试验步骤与要点，密度计算：

二、弯沉检测方法

（一）   了解：弯沉值的概念；贝克曼梁法测试弯沉的目的与适用范围；

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。

沥青路面的弯沉以路表温度20C为准，在其他温度测试时，对厚度大于5cm的沥青路面，弯沉应予温度修正。

（二）   熟悉：弯沉测试车的要求；贝克曼梁弯沉仪组成；贝克曼梁法测试弯沉的计算方法；

1、BZZ-100，双轮组单后轴，轴重为100KN，轮胎内压0.7MPa，当量圆直径为21.3cm；

2、由贝克曼梁（上有水准泡）、百分表及表架组成

3、1、

       式中：L——回弹弯沉值，（0.01mm）

             L1——百分表最大读数，（0.01mm）

             L2——百分表最终读数，（0.01mm）

2、  计算每一个评定路段的代表弯沉：

            Lr=L(平均)+ZaS

S---一个评定路段内经各项修正后的全部测点弯沉的标准差（0.01mm）

Za----与保证率有关的系数。

（三）   掌握：贝克曼梁法测试弯沉的步骤

（1）       在测试路段布置测点（80~100点/1Km ），测点应在路面行车道轮迹带上，并用白油漆或粉笔划上标记；

（2）       将试验车后轮轮隙对准测点后约3~5cm处的位置上；

（3）       安装弯沉仪，弯沉仪测头置于测点上（轮隙中心前方3~5cm处），并安装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零，用手指轻轻叩打弯沉仪，检查百分表是否稳定回零；

       弯沉仪可以是单侧测定，也可以是双侧同时测定；

（4）       测定者吹哨指挥车子前进，在车子缓缓前进，百分表随路面变形的增加而持续向前转动。当表针转动到最大值时，迅速读取初读数L1，及汽车停止后最终读数L2。

三、回弹模量试验检测方法

（一）了解：贝克曼梁法测试回弹模量的目的、适用范围与试验步骤；承载板法测试回弹模量的目的与适用范围；回弹模量的常用测试方法；

（二）熟悉：承载板法测试回弹模量的步骤与要点。

四、水泥混凝土路面芯样劈裂强度试验方法

了解：水泥混凝土路面芯样劈裂强度试验步骤与要点

五、平整度试验检测方法

（一）了解：车载式颠簸累积仪法的适用范围和仪器设备：适用于测定路面表面的平整度，但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定；仪器设备：车载式颠簸累积仪法、测试车、旅行车、越野车或小轿车。

（二）熟悉：平整度的概念、常用检测设备及指标；3m直尺测定法、连续式平整度仪法的适用范围、仪器设备、试验结果处理及注意事项；

1、平整度：是路面施工质量与服务水平的重要指标之一。是指以规定的标准量规，间断地或连续地量测路表面的凹凸情况，即不平整度的指标。

2、常用的检测设备有：3m直尺法（指标是最大间隙h）；连续式平整度仪（指标是标准差）；颠簸累积仪（单向累计值VBIcm/km）。

3、适用范围：3m直尺法用于测定压实成型的路基、路面各层表面的平整度；连续式平整度仪用于测定路表面的平整度；颠簸累积仪用于测定路表面的平整度，但不适用于已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。

（三）掌握：3m直尺测定法、连续式平整度仪法的测试步骤：

1、3m直尺测试步骤：

（1）在施工过程中检测时，按根据需要确定的方向，将3m直尺摆在测试地点的路面上；（2）目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况，确定间隙为最大的位置；（3）用有高度标线的塞尺塞进间隙处，量记其最大间隙的高度（mm），准确至0.2mm。（4）施工结束后检测时，按现行《公路工程质量检验评定标准》的规定，每1处连续检测10尺，按上述（1）~（3）的步骤测记10个最大间隙。

2、连续式平整度仪法的测试步骤：（1）P361

六、路面抗滑性能试验检测方法

（一）   了解：路面抗滑性能的概念；路面抗滑性能的测试方法；

1、  路面抗滑性能：是指车轮受到制动时沿表面滑移所产生的力。

2、  测试方法：制动距离法、摆式仪法、手工铺砂法、电动铺砂法、激光构造深度测试法、测定车测定路面横向力系数。

（二）   熟悉：手工铺砂法、摆式仪法的适用范围；摆式仪测试摆值的温度修正；路面抗滑性能检测中应注意的问题；

1、手工铺砂法的适用范围：用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面的构造深度；

2、摆式仪法的适用范围：用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面的构造深度；

3、摆式仪测试摆值的温度修正：标准温度为20；

4、路面抗滑性能检测中应注意的问题：（1）在使用摆式仪前必须按照说明书或者按照集料试验规程中的方法对摆式仪进行标定；（2）用摆式仪法测定时“标定滑动长度‘时应取滑溜块与路面正好轻轻接触的点进行量取；（3）有用手工铺砂法时，尽可能向外摊平使砂填入不平的路表面空隙中。

（三）   掌握：手工铺砂法的试验与计算；摆式仪测试中橡胶片的要求；摆式仪测试的试验步骤与要点。

1、手工铺砂法的试验与计算：（1）用扫帚将测点附近的路面清扫干净，面积不小于30*30cm；（2）用小铲装砂沿筒向圆筒中注满砂，把圆筒轻轻地叩打3次，补足砂面，用钢尺一次刮平；（3）将砂倒在路面上，用推平板由里向外重复做摊铺运动，使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中，尽可能摊成圆形，不得留有浮动余砂；（4）量取直径；（5）计算   路面表面构造深度测定结果按下式计算：

2、摆式仪测试中橡胶片的要求：用于测定路面抗滑值时的尺寸为6.35mm*25.4mm*76.2mm，橡胶质量应符合橡胶物理性质技术表的要求，当橡胶片使用后，端部在长度方向上磨耗超过1.6mm或边缘在宽度方向上磨耗超过3.2mm，或有油类污染时，即应更换新橡胶片。新橡胶片应先在干燥路面上测10次后再用于测试。橡胶片的有效使用期为1年。

3、  摆式仪测试的试验步骤与要点：（1）仪器调平：使摆动方向与行车方向一致，使水准泡居中；（2）调零 ：使摆锤与路面接触长度为126mm；（3）用喷壶的水浇洒试测路面，并用橡胶刮板刮除表面泥浆；（4）使摆在路面滑过，指针即可指示出路面的摆值；（5）重复操作5次，5次数值中的最大值与最小值差值不得大于3BPN。否则重测。（6）计算：取5次平均值，取整数。

七、路面结构层厚度试验检测方法

（一）   了解：常用路面结构层厚度检测方法及其适用范围：（1）挖坑法：适用于基层或砂石路面的厚度（2）钻孔取样法：适用于沥青面层与水泥混凝土路面板的厚度。

（二）   熟悉：挖坑法、钻孔取样法检测厚度的要点：都是破坏性检验，测定点数应尽量减少。

（三）   掌握：试坑、钻孔的填补要点：（1）适当清理坑是残留物，钻孔时留下的积水应用棉纱吸干；（2）对无机结合料稳定层及水泥混凝土路面板，按相同配比用新拌的材料并用小锤击实；水泥混凝土是宜掺加少量快凝早强的外掺剂。（3）对无机结合料粒料基层，可用挖空心思坑时取出的材料，适加水拌和后分层填补，并用小锤击实；（4）对正在施工的沥青路面，用相同级配的热拌沥青混合料分层填补并用加热的铁锤或热夯压实；旧路钻孔也可用乳化沥青混合料修补。（5）所有补坑结束时，宜比原面层略鼓出少许，用重锤或压路机压实平整。

八、沥青路面渗水试验的目的与适用范围

（一）   熟悉：沥青路面渗水试验的目的与适用范围：适用于路面渗水仪测定沥青路面的渗水系数。

（二）   掌握：沥青路面渗水试验步骤与要点：（1）将清扫后的路面用粉笔按测试仪器底座大小划好圆圈记号；（2）在路面上沿底座圆圈抹一薄层密封材料，将组合好的渗水试验仪底座用力压在路面密封材料圈上，再加上压重铁圈压住仪器底座，以防压力水从底座与路面间流出；（3）关闭细管下方的开关，向仪器的上方量筒中注入淡红色的水至满，总量为600ml；（4）迅速将开关全部打开，水开始从细管下部流出，待水面下降100ml时，立即开动秒表，每隔60s，读记仪器管的刻度一次，至水面下降500ml时为止。（5）按以上步骤在同一个检测路段选择5个测点测定渗水系数，取平均值作为检测结果。

九、CBR值现场测试技术

（一）   了解：路基填料CBR值要求：所用试样的最大集料粒径宜小于25mm，最大不得超过40mm.

（二）   熟悉：土基现场CBR值测试方法:P378

十、弯沉检测技术

十一、       路面平整度、抗滑性能检测新技术与路面雷达测试系统