贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验.doc

贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验
一、目的和要求
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. 沥青路面的弯沉以路表温度20℃时为准，在其他温度测试时，对厚度大于5cm的沥青路面，弯沉值应予温度修正。
二、实验装置
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2-1的要求。测试车采用后轴100 kN的BZZ—100标准车。
表2-1 测定弯沉用的标准车参数
标准轴载等级
BZZ—100
后轴标准轴载P (kN)
100±1
一侧双轮荷载 (kN)
50±0.5
轮胎充气压力 (MPa)
0.70±O.05
单轮传压面当量圆直径 (cm)
21.304±0.5
轮隙宽度
应满足能自由插入弯沉仪测头的测试要求
2.路面弯沉仪：参见图2-1，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。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.接触式路表温度计：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。

图2-1 弯沉仪
三、实验步骤
1．准备工作
a．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。
b．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。
c．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，准确至0.1cm2。
d．检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。
e．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)。
f．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．路基路面回弹弯沉测试
a．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。
b．将试验车后轮轮隙对准测点后约3～5cm处的位置上。
c．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3～5cm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。
d．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(约3m以上)后，吹口哨或挥动指挥红旗，汽车停止。待表针回转稳定后，再次读取终读数L2。汽车前进的速度宜为5km／h左右。（参见图3-1）

图3-1 弯沉测量
3．弯沉仪的支点变形修正
a．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，可在不同位置测定5次，求取平均值，以后每次测定时以此作为修正值。
b．当采用长度为5.4m的弯沉仪测定时，可不进行支点变形修正。
四、实验结果与计算
1. 路面测点的回弹弯沉值依式(4-1)计算：
LT = （L1 – L2 ）×2 (4-1)
式中：LT ——在路面温度T时的回弹弯沉值(0.01mm)；
L1 ——车轮中心临近弯沉仪测头时百分表的最大读数(0.O1mm)；
L2 ——汽车驶出弯沉影响半径后百分表的终读数(0.01mm)。
2. 当需要进行弯沉仪支点变形修正时，路面测点的回弹弯沉值按式(4-2)计算。
LT =（L1–L2）×2+（L3–L4）×6 (4-2)
式中：L1——车轮中心临近弯沉仪测头时测定用弯沉仪的最大读数(0.01mm)；
L2——汽车驶出弯沉影响半径后测定用弯沉仪的最终读数(0.01mm)；
L3——车轮中心临近弯沉仪测头时检验用弯沉仪的最大读数(0.01mm)；
L4——汽车驶出弯沉影响半径后检验用弯沉仪的终读数(0.01mm)。
注：此式适用于测定用弯沉仪支座处有变形，但百分表架处路面已无变形的情况。
3. 沥青面层厚度大于5cm的沥青路面，回弹弯沉值应进行温度修正，温度修正及回弹弯沉的计算宜按下列步骤进行。
a. 测定时的沥青层平均温度按式(4-3)计算：
T =（T25 + Tm + Te ）/3 (4-3)
式中：T ——测定时沥青层平均温度(℃)；
T25 ——根据T0由图4-1决定的路表下25mm处的温度(℃)；
Tm ——根据T0由图4-1决定的沥青层中间深度的温度(℃)；
Te ——根据T0由图4-1定的沥青层底面处的温度(℃)。
图4-1中T0为测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和(℃)，日平均气温为日最高气温与最低气温的平均值。
b. 采用不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正系数K，根据沥青层平均温度T及沥青层厚度，分别由图4-2及图4-3求取。

c. 沥青路面回弹弯沉按式(4-4)计算：
L20 = LT ×K (4-4)
式中：K ——温度修正系数；
L20——换算为20℃的沥青路面回弹弯沉值(0.01mm)；
LT ——测定时沥青面层内平均温度为T时的回弹弯沉值(0.01mm)。
4. 按式(4-5)计算每一个评定路段的代表弯沉：
(4-5)
式中：Lr——一个评定路段的代表弯沉(0.01mm)；
——一个评定路段内经各项修正后的各测点弯沉的平均值(0.01mm)；
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)；
——与保证率有关的系数，采用下列数值：
高速公路、一级公路 ＝2.0
二级公路 ＝1.645
二级以下公路 ＝1.5
五、实验分析与讨论
1．弯沉测定表、支点变形修正值、测试时的路面温度及温度修正值。
2. 每一个评定路段的各测点弯沉的平均值、标准差及代表弯沉。
六、参考资料
1．JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程

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