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文档简介

城镇道路现场检测课件--林云腾第一页,共209页。依据标准1、《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-20082、《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-20083、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-20084、《水泥混凝土路面施工及验收规范》GBJ97-87第二页,共209页。主要内容及课时安排第一部分:城镇道路现场检测方法(8个课时)依据标准:主要内容依据JTGE60-2008标准第二部分:城镇道路现场检测项目及检测频率(2个课时)依据标准:主要内容依据CJJ1-2008标准,GB50268-2008和GBJ97-87标准涉及少部分内容。

第三部分:复习(2个课时)第三页,共209页。第一部分:现场检测方法一、概述:

《公路路基路面现场测试规程》(JTGE60-2008)(以下简称本规程)前身是《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)(以下简称《95规程》)。本规程是路基路面现场测试方法的标准,本规程规定的内容与条款仅限于设备的基本技术要求和现场具体的操作过程,最终提供的结果是经过影响因素修正或相关性转换的测试基本数据,至于检测指标数据的统计计算方法和工程水平评价,需依据相关标准规范的规定进行。本规程包括14章和2个附录,共计38个路基路面现场测试试验方法、1个现场选点方法和1个数据整理方法。规定的试验方法大致分为三种类型:第一类是路基路面施工质量控制及验收、建立路面管理系统进行质量检测所必须进行的标准试验方法。第二类是现场工程施工质量快速检测方法。第三类是利用先进自动化设备进行的检测方法,这些自动化测试设备准确、高效和无损等优点,同时能够节省大量人力、时间,是检测技术发展的方向。

第四页,共209页。第一部分:现场检测方法本次培训要求掌握第一类的标准试验方法,熟悉第二类的快速检测方法,了解第三类先进设备的检测方法,了解现场选点方法和数据整理方法。

注:对一个测试项目,往往可以用多种方法测试(如密度、压实度可以采用环刀法、灌砂法、核子密湿度仪法、钻孔法等),在施工控制、验收检查、质量评定往往需要一种标准方法,至于选用何种方法作为标准方法,则以有关的设计、施工及验收等规范的规定为准。例如:CJJ1-2008标准,在所要求检测项目中直接规定了相应检测方法。第五页,共209页。第一部分:现场检测方法二、主要内容:1、相关术语及符号2、现场取样方法3、几何尺寸(宽度、纵断面高程、横坡、中心偏位)检测方法4、路基路面厚度检测方法5、路基路面压实度检测方法6、路基路面平整度检测方法7、土基现场CBR检测方法8、承载板测定土基回弹模量检测方法9、路基路面弯沉检测方法10、路面抗滑性能(包括构造深度和摩擦系数)检测方法11、沥青路面渗水系数检测12、轻、重型动力触探测定地基承载力13、现代化的无损检测技术及应用介绍第六页,共209页。1、相关术语及符号术语(定义)

掌握路基路面宽度、横坡、中线偏位的定义。掌握压实度、平整度、弯沉、构造深度、摆值、渗水系数、车辙、土基CBR值等定义了解弹性模量、水泥砼强度、横向力系数、错台等定义。符号(了解)第七页,共209页。2、现场取样方法目的与适用范围本方法适用于用路面取芯机或路面切割机在现场钻取或切割路面的代表性试样。本方法适用于对水泥混凝土面层、沥青混合料面层或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定基层取样,以测定其密度或其它物理力学性质。本方法钻孔采取芯样的直径不小于最大集料粒径的3倍。

仪具与材料技术要求路面取芯机路面切割机台秤盛样器(袋)或铁盘等干冰(固体CO2)(用途)试样标签。其它:镐、铁锹、量尺(绳)、毛刷、硬纸、棉纱等。

第八页,共209页。路面取芯机

路面切割机第九页,共209页。第十页,共209页。第十一页,共209页。2、现场取样方法方法与步骤

取样步骤:①在选取采样地点的路面上,先用粉笔对钻孔位置作出标记;②用钻机在取样地点垂直对准路面放下钻头,牢固安放钻机,使其在运转过程中不得移动;③开放冷却水,启动钻机,徐徐压下钻杆,钻取芯样,直至钻透路面全厚后,上抬钻机钻杆,拔出钻头;关闭钻机,使钻机停止转动;取出芯样,但不得损坏芯样;采取的路面混合料试样应整层取样,试样不得破碎。④将钻取的芯样妥善盛放于盛样器中;⑤对芯样进行样品标识;⑥对钻取的路面坑洞,采用同类型材料填补压实。

第十二页,共209页。2、现场取样方法注意事项对取样的钻孔或被切割的路面坑洞。应采用同类型材料填补压实,但取样时留下的水分应用棉纱等吸走,待干燥后再补坑;

钻头的选择;常见的钻头规格有直径50mm、直径100mm、150mm等,应根据现场实际情况及检测项目确定。第十三页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法目的与适用范围本方法适用于路基路面各部分的宽度、高程、横坡及中线偏位等到几何尺寸的检测,以供道路施工过程、路面交工验收及旧路调查使用。

仪具与材料技术要求长度量具:钢尺。经纬仪,全站仪,精密水准仪,塔尺。其它:粉笔等。

第十四页,共209页。全站仪经纬仪水准仪第十五页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法方法与步骤

准备工作:准确恢复桩号;确定检测断面,并做好标记;注:通常将路面宽度、横坡、高程及中线偏位选取在同一断面位置,且宜在整数桩号上测定;确定检测宽度、纵断高程、横坡、中心偏位所需的位置。第十六页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法步骤:宽度:用钢尺沿中心线垂直方向上水平量取路基路面各部分的宽度,以m表示。纵断面高程:将精密水平仪架设在路面平顺处调平,将塔尺竖立在中线的测定位置上,以路线附近的水准点高程作为基准,测记测定点的高程读数,以m表示,准确至0.001m;连续检测全部测点,并与水准点闭合。路面横坡:用钢尺测量两测点的水平距离,以m表示。中线偏位:测量实际路面中心线与设计路面中心线的距离作为中心偏位△cL,以mm表示。第十七页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法计算:宽度偏差:△Bi=B1i-B0i式中:B1i——各断面的实测宽度(m);B0i——各断面的设计宽度(m);△Bi——各断面的宽度和设计宽度的差值(m)。纵断面高程偏差:△hi=h1i-h0i式中:h1i——各个断面的纵断面实测高程(m);h0i——各个断面的纵断面设计高程(m);△hi——各个断面的纵断面高程和设计高程的差值(m)。第十八页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法横坡:

i1i=(d1i-d2i)/B1i横坡偏差:

△ii=i1i-i0i式中:i1i——各测定断面的横坡(%);d1i及d2i——3.4所述各断面测点d1及d2处的高程读数(m);B1i——各断面测点d1与d2之间的水平距离(m);i0i——各断面的设计横坡(%);△ii——各断面的横坡和设计横坡的差值(%)。第十九页,共209页。第二十页,共209页。第二十一页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法报告纵断面高程测试报告中应报告实测高程与设计高的差值,低于设计高程为负,高于设计高程为正。路面横坡测试报告中应报告实测横坡与设计横坡的差值,小于设计横坡为负,大于设计横坡为正。

第二十二页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法注意事项(条文说明)检测宽度时不得使用皮尺,必须用钢尺。桩号恢复一定要准确。路拱断面往往并非一直线,故测定值仅仅为平均横坡,与设计断面形状将有所不同。可将设计横坡按设计横断面图进行计算,换算成设计的平均横坡,然后计算实测横坡与设计横坡之差。第二十三页,共209页。3、路基路面几何尺寸检测方法几何数据测试系统测定路面横坡试验方法目的与适用范围(了解)仪具与材料要求

几何数据测试系统由承载车、数据采集处理系统和距离测量系统组成。方法与步骤(了解)报告(了解)第二十四页,共209页。4、路基路面厚度检测方法一、概述

在路面工程中,各个层次的厚度是与道路整体强度密切相关的。在路面设计中,不管是刚性路面,还是柔性路面,其最终要决定的都是各个层次的厚度,只有在保证厚度的情况下,路面的各个层次及整体的强度才能得到保证。除了能保证强度外,严格控制各结构层的厚度,还能对路面的标高起到一定的控制作用,是一个非常重要的指标。CJJ1-2008标准,将各个层次的厚度列为路面质量检查的主控项目。第二十五页,共209页。4、路基路面厚度检测方法二、检测方法

路面各层厚度的检测一般与压实度同时进行,当用灌砂法进行压实度检查时,可量取挖坑灌砂深度即为各层厚度。当用钻芯取样法检查压实度时,可直接量取芯样高度。结构层厚度也可以采用水准仪量测法求得,即在同一测点量出结构层底面及顶面的高程,然后求其差值。这种方法无需破坏路面,测试精度高。目前,国内外还有用雷达、超声波等方法检测路面结构层厚度。JTGE60-2008标准介绍了以下几种方法:挖坑法钻芯法短脉冲雷达测定法第二十六页,共209页。4、路基路面厚度检测方法三、三种检测方法比较如下表第二十七页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法仪具与材料技术要求挖坑用镐、铲、凿子、锤子、小铲、毛刷。取样用路面取芯钻机及钻头、冷却水。钻头的标准直径为φ100mm,如芯样仅供测量厚度,不作其他试验时,对沥青面层与水泥混凝土板也可用直径φ50mm的钻头,对基层材料有可能损坏试件时,也可用直径φ150mm的钻头,但钻孔深度均必须达到层厚。量尺:钢板尺、钢卷尺、卡尺。补坑材料:与检查层位的材料相同。补坑用具:夯、热夯、水等。其它:搪瓷盘、棉纱等。

第二十八页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法方法与步骤挖坑法:确定检测位置。选一块约定40cm×40cm的平坦表面作为试验地点,用毛刷将其清扫干净。根据材料坚硬程度,选择镐、铲、凿子等适当的工具,开挖这一层材料,直至层位底面。在便于开挖的前提下,开挖面积应尽量缩小,坑洞大体呈圆形,边开挖边将材料铲出,置搪瓷盘中。用毛刷将坑底清扫,确认为下一层的顶面。将钢板尺平放横跨于坑的两边,用另一把钢尺或卡尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底,测量坑底至钢板尺的距离,即为检查层的厚度,以mm计,准确至1mm。

第二十九页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法

钻芯法:确定检测位置。现场取样方法用路面取芯钻机钻孔,钻孔深度必须达到层厚。仔细取出芯样,清除底面灰土,找出与下层的分界面。用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度,取其平均值,即为该层的厚度,准确至1mm。

第三十页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法注:厚度检测除了采用挖坑法或钻芯法外,在施工过程中,当沥青混合料尚未冷却时,可根据需要采用大螺丝刀插入至沥青层底面深度后用尺读数,量取沥青层的厚度,以mm计,准确至1mm。第三十一页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法挖坑或钻孔填补应按下列步骤进行:适当清理坑中残留物,钻孔时留下的积水应用棉纱吸干。对无机结合料稳定层及水泥混凝土路面板,应按相同配比用新拌的材料分层填补并用小锤压实。水泥混凝土中宜掺加少量快凝早强的外掺剂。对无结合料粒料基层,可用挖坑时取出的材料,适当加水拌和后分层补填,并用小锤压实。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。

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。

第三十二页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法计算

Ti=Tli-Toi式中:Tli——路面的实测厚度(mm);Toi——路面的设计厚度(mm);ΔTi——路面实测厚度与设计度的差值(mm)。

注:当为检查路面总厚度时,则将各层平均厚度相加即为路面总厚度。报告

路面厚度检测报告应列表填写,并记录与计算之差,不足设计厚度为负,大于设计厚度为正。

第三十三页,共209页。(1)挖坑法、钻芯法注意事项挖坑法或钻芯法通常是厚度检测的标准方法,属于破坏性检测方法,从路面的破损角度来说,这两种方法不是最好的方法,但检测数据比较直观准确,所以现在还在大量使用。挖坑或钻孔填补要做好。补坑工序如有疏忽、遗留或补得不好,易成为隐患而导致开裂,因此,所有挖坑钻孔均应仔细做好。

第三十四页,共209页。(2)短脉冲雷达测定法工作原理

利用电磁波在不同介质之间传播速度不同的原理,通过测量电磁波在路面面层传播的时间和确定传播速度计算路面面层厚度。设备

雷达测试系统由承载车、天线、雷达发射接收器和控制系统组成。方法与步骤(了解)计算(了解)报告(了解)第三十五页,共209页。(2)短脉冲雷达测定法注意事项

在测定路面厚度时,雷达波在路面面层是双程走时。所以计算公式(T0913-2)有一个两倍关系。第三十六页,共209页。5、压实度检测方法一、概述

压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密实状况,压实度越高,密实度越大,材料整体性能越好。CJJ1-2008标准,压实度也是路基路面施工质量检查主控项目之一。什么是压实度,

压实度由称压实系数对于路基与路面基层:压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值,用百分率来表示;对于沥青路面:现场实际达到的密度与标准密度的比值,用百分率来表示。

第三十七页,共209页。5、压实度检测方法表达式:压实度=现场密度/(室内最大干密度或标准密度)×100

从表达式中可以看出,要求压实度,就是要分别测出分子与分母值,再计算出比值。

因此,测定压实度过程实际上是测定现场密度和室内最大干密度或标准密度的过程。第三十八页,共209页。5、压实度检测方法二、分母值的确定方法对于路基土与路面基层材料最大干密度常用的确定方法有(详细见土工试验规程):击实法(轻型和重型)

振动台法表面振动压实法

第三十九页,共209页。5、压实度检测方法试验方法适用范围土的粒组轻型、重型击实法小试筒适用于粒径不大于25mm的土大试筒适用于粒径不大于25mm的土细粒土粗粒土振动台法①本试验规定采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土(包括堆石料)的最大干密度。②本试验方法适用于通过0.074mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无粘性自由排水粗粒土和巨粒土。③对于最大颗粒大于60mm的巨粒土,因受试筒允许最大粒径的限制,宜按相似级配法的规定处理。粗粒土巨粒土表面振动压实仪法同上粗粒土巨粒土路基土与路面基层材料最大干密度确定方法的适用范围(详细见土工试验规程):第四十页,共209页。5、压实度检测方法对于沥青路面和沥青碎石基层沥青混合料标准密度的确定方法有(详见沥青混合料试验规程):马歇尔击实法

水中重法:本法仅适用于密实的Ⅰ型沥青混凝土试件,不适用于采用了吸水性大的集料的沥青混合料试件。

表干法:本法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件。

蜡封法:本法适用于吸水率大于2%的沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件。

体积法:本法适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料试件。实测最大理论密度法试验路法第四十一页,共209页。5、压实度检测方法三、分子值的确定方法JTGE60-2008标准提供的现场检测方法有:灌砂法环刀法钻芯法核子密湿度仪法无核密度仪法第四十二页,共209页。各种现场检测方法及适用范围如下表第四十三页,共209页。(1)灌砂法测试原理

是利用粒径(0.30~0.60)mm清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即利用均匀颗粒的砂去置换试筒的体积,该体积即为挖坑出来的试样的体积),并根据试样的含水率来推算出试样的实测干密度。

第四十四页,共209页。(1)灌砂法仪具与材料

灌砂筒(有不同规格祥见表T0921)金属标定罐:用薄铁板制作的金属罐,上端周围有一罐缘。基板:用薄铁板制作的金属方盘,盘的中心有一圆孔。玻璃板试样盘天平或台秤含水率测定器具量砂:粒径0.30~0.60mm清洁干燥的均匀砂,约20~40kg,使用前须洗净、烘干,并放置足够的时间,使其与空气的湿度达到平衡。盛砂的容器:塑料桶等。其它:凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。

第四十五页,共209页。灌砂仪第四十六页,共209页。(1)灌砂法方法与步骤室内的三个标定1)筒下部圆锥体内砂的质量标定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。称取装入筒内砂的质量,记为m1;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(可等于标定灌的容积),然后关上开关,称灌砂筒内剩余砂质量,记为m2。③不晃动储砂筒的砂,轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上,将开关打开,让砂流出,直到筒内砂不再下流时,将开关关上,并细心地取走灌砂筒。④收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂,玻璃板上的砂就是填满锥体的砂。⑤重复上述测量三次,取其平均值。第四十七页,共209页。(1)灌砂法2)标定罐容积

用水确定标定罐的容积V,准确至lmL。3)量砂单位质量的标定

①在储砂筒中装入质量为的砂,并将灌砂筒放在标定罐上,将开关打开,让砂流出,在整个流砂过程中,不要碰动灌砂筒,直到砂不再下流时,将开关关闭。取下灌砂筒,称取筒内剩余砂的质量,准确至1g;②计算填满标定罐所需砂的质量;③重复上述测量三次,取其平均值;④计算量砂的单位质量。第四十八页,共209页。(1)灌砂法步骤①在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不得小于基板面积;②将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时,则进行现场锥体填砂重的标定;③将基板放回清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞过程中,应注意勿使凿出的材料丢失,并随时将凿出的材料取出装入塑料袋中,不使水分蒸发,也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度,但不得有下层材料混入,最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层,为防止试样盘内材料的水分蒸发,可分几次称取材料的质量。全部取出材料的总质量为,准确至1g;④测含水率;⑤灌砂;⑥量砂回收。第四十九页,共209页。(1)灌砂法计算(祥见例题)报告各种材料的干密度应准确至0.01g/cm3。第五十页,共209页。(1)灌砂法注意事项灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单,但实际操作时常常不好掌握,并会引起较大误差;又因为它是测定压实度的依据,故经常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节,因此应严格遵循试验的每个细节,以提高试验精度。为使试验做得准确,应注意以下几个环节: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。因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂,又不做试验,仅使用以前的数据。③地表面处理要平,只要表面凸出一点(即使1mm),使整个表面高出一薄层,其体积便算到试坑中去,将影响试验结果。第五十一页,共209页。(2)核子密湿度仪法概述

核子密度仪或者核子仪是核子密度/湿度检测仪的简称,是利用同位素放射原理实时检测土工建筑材料的密度和湿度的电子仪器。核子密度通常安装有一个密封的10毫居里的铯137伽玛源和一个密封的50毫居里的镅241/铍中子源,仪器中还安装有密度和湿度两种射线探测器,分别与伽玛源和中子源共同对被测材料的密度和湿度进行测量。第五十二页,共209页。(2)核子密湿度仪法工作原理

1.总密度(湿密度)检测原理一个密封的10毫居里铯-137伽玛源向土壤等被测材料放射伽玛射线,穿透被检测材料的射线会被仪器中的密度检测管检测到。如果材料的密度较低,材料吸收的伽玛射线较少,那么在一定时间内较多的伽玛射线就会穿过材料,检测管的计数将较高:反之,如果材料的密度较高,高密度的材料吸收了更多的伽玛射线,那么在同样时间内就会有较少的伽玛射线穿过材料,检测管的计数将较低。伽玛射线在被测材料中的穿透、反射和被吸收等行为只与被测材料中的组成成分的所有原子的原子核的质量相关。核子仪测量的总密度实际是单位体积的土工材料总的原子量。只有当被测材料的总的原子量发生变化时,核子仪的检测结果才相应地发生变化。第五十三页,共209页。(2)核子密湿度仪法2.水分(湿度)检测原理一个密封的50毫居里镅241/铍中子源向土壤等被测材料放射高能中子射线,高能中子与氢原子碰撞后,迅速失去能量而变成低能中子,而其它任何种类的原子都不能象氢原子那样显著减少高能中子的能量。被测材料中的湿度越高,水分含量就越高,氢原子就越多,当中子射线穿过时,将产生更多的低能中子;同样的原因,当被测材料较干时,产生的低能中子数目就较少。仪器中的湿度检测管只检测低能中子。低能中子计数越高,表示被测材料的湿度越高;反之,低能中子计数越低,表示湿度越低。核子仪测量的是地表到地表以下10公分的材料的平均含水率。核子仪在进行密度和水分测量时,分别使用不同的放射源,不同的射线接受器,不同的数据计算系统,所以密度和水分两个检测系统相互独立,其检测数据也互不影响。第五十四页,共209页。(2)核子密湿度仪法第五十五页,共209页。(2)核子密湿度仪法干扰因素(了解)仪器标定要求

每12个月以内要对核子密湿度仪进行一次标定。方法与步骤(了解)方法分类:

散射法:用于测定沥青混合料面层的压实密度或硬化水泥混凝土等难以打孔材料的密度,沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。

透射法:用于测定土基或基层材料的压实密度及含水量时,打洞后用直接透射法测定,测定层的厚度不宜大于30cm。第五十六页,共209页。步骤(了解)

如用散射法测定时,应按右图9-2的方法将核子仪平稳地置于测试位置上。如用直接透射法测定时,应按图9-3方法将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。打开仪器,测试员退出仪器2m以外,按照选定的测定时间进行测量,到达测定时间后,读取显示的各项数值,并迅速关机。各种型号的仪器具体操作步骤略有不同,可按照仪器使用说明书进行。(2)核子密湿度仪法第五十七页,共209页。(2)核子密湿度仪法计算(了解)报告(了解)

注意事项当用散射法测定时,应用细砂填平测试位置路表结构凹凸不平的空隙,使路表面平整,能与仪器紧密接触。当使用直接透射法测定时,应在表面上用钻杆打孔,孔深略深于要求测定的深度,孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。在测定前,要用钻孔法或挖坑法的结果进行标定,确立相关关系,相关系数不应小于0.95.检测精度通过试验路段与钻孔试件比较评定。测定压实沥青混合料的实际密度,一组不少于13个点,取平均值。第五十八页,共209页。使用安全注意事项⑴仪器工作时,所有人员均应退到距仪器2m以外的地方。⑵仪器不使用时,应将手柄置于安全位置,仪器应装入专用的仪器箱内,放置在符合核辐射安全规定的地方。⑶仪器应由经有关部门审查合格的专人保管,专用使用。对从事仪器保管及使用的人员,应遵照有关核辐射检测的规定,不符合核防护规定的人员,不宜从事此项工作。(2)核子密湿度仪法第五十九页,共209页。(3)环刀法(人工取样)注意事项测试时的取样位置:环刀高度通常约5cm,就检查路基土和路面结构层的压实度而言,我们需要的是整个碾压层的平均压实度,而不是碾压层中某一部分的压实度,因此,在用环刀法测定土的密度时,应使所得密度能代表整个碾压层的平均密度。只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的材料时。采用人工取土器取样时,将导杆保持垂直状态,用取土器落锤将环刀打入压实层中,至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。本试验须进行两次平行测定,其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。

第六十页,共209页。注意事项当一次钻孔取得的芯样包含有不同层位的沥青混合料时,应根据结构组合情况用切割机将芯样沿各层结合面锯开分层进行测定。钻孔取样应在路面完全冷却后进行,对普通沥青路面通常在第二天取样,对改性沥青及SMA路面宜在第三天以后取样。压实度的大小取决于实测的压实密度,同样也与标准密度的大小有关。不同标准密度计算出来的压实度数值不一样。在进行检测时,应结合工程实际情况,采用相应的标准密度。相同条件下,采用最大理论密度计算的压实度最小(指标要求也不一样,可详见JTGF80/1-2004表7.3.2)CJJ1-2008标准规定的沥青路面压实度要求是采用马歇尔击实试件密度。(4)钻芯法测定沥青面层密度第六十一页,共209页。(5)无核密度仪法概述无核密度仪是相对于核子密度仪来说的多种不使用同位素放射源检测土工材料的密度的各种检测仪器的统称。

1、H-4114土壤无核密度仪工作原理:无核密湿度仪(EDG)通过电极之间的无线电高频率来测量压实土壤材料的介电性和密度,并将测量得到的介电性与“土壤模块”做比较。“土壤模块”是土壤类型的特定标准,它有一组预先测量得到的特定介电性,这组介电性代表了一系列的密度值和湿度值。野外测量结束后,利用数学运算法则会计算出干/湿密度、含水量,以及压实百分数。随附的温度探测器还可以增加测量的精确性。第六十二页,共209页。(5)无核密度仪法2、沥青无核密度仪(PQI)工作原理:沥青路面的密度和材料的介电常数存在一定的比例关系,通过测量沥青路面材料的介电常数,PQI可以直接、快速、准确地测试沥青路面的密度。它是通过一个新型的环状电子电容感应场来测量材料的介电常数,这个环状电容由感应板和材料组成,PQI中的转换器将电场信号转换成材料的密度读数并显示。第六十三页,共209页。沥青无核密度仪土壤无核密度仪第六十四页,共209页。(5)无核密度仪法注意事项本方法为快速测定方法,测定结果不宜用于评定验收或仲裁。应用无核密度仪时,必须严格标定,通过对比试验检验,确认其可靠性在进行沥青混合料压实层密度测定前,应用无核密度仪与钻孔取样的试件进行标定。无核密度仪每12个月标定和检查一次。用无核密度仪测定压实沥青混合料实际密度时,每组不少于13个点,取平均值。第六十五页,共209页。公路标准厚度、压实度检测结果评定介绍(了解)评定要点:(1)控制平均厚度、压实度的置信下限,以保证总体水平;(2)规定单点极值不得超出规定值,防止局部隐患;(3)规定扣分界限以区分质量优劣。检验评定段的厚度或压实度代表值K(算术平均值的下置信界限)为:式中:——检验评定段内各测点厚度或压实度的平均值;——t分布表中随测点数和保证率(或置信度)而变的系数;高速、一级公路:基层、底基层为99%,路基、路面面层为95%;其他公路:基层、底基层为95%,路基、路面面层为90%。——检测值的均方差;——检测点数;第六十六页,共209页。问题讨论1.压实度会超百吗?请分析原因。2.在测定沥青路面压实度时,标准密度可以采用马歇尔击实法获得,也可以采用最大理论密度或试验路法获得。请问对于同一沥青路面来说,不同的标准密度对压实度有什么不同,哪种密度下压实度最大?第六十七页,共209页。第六十八页,共209页。第六十九页,共209页。第七十页,共209页。第七十一页,共209页。第七十二页,共209页。第七十三页,共209页。第七十四页,共209页。第七十五页,共209页。第七十六页,共209页。第七十七页,共209页。第七十八页,共209页。6.平整度检测方法一、概述平整度是路面表面于理想平面的竖直偏差。平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一。它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。必须通过路基路面面层各个层次的精度施工方能得以保证。平整度的测试设备分为断面类和反应类,断面类是实际测定路面表面凹凸情况的,如最常用的三米直尺及连续式平整度仪;反应类是利用路面的凹凸引起的车辆的振动颠簸,最常用的是车载式颠簸累积仪。

第七十九页,共209页。6.平整度检测方法二、检测方法三米直尺法连续式平整度仪法车载式颠簸累积仪法车载式激光平整度仪法第八十页,共209页。检测方法比较第八十一页,共209页。(1)三米直尺法仪具与材料三米直尺楔形塞尺深度尺其他:皮尺或钢尺、粉笔等第八十二页,共209页。(1)三米直尺法方法与步骤准备工作:选择测试路段在测试路段路面上选择测试地点:当为沥青路面施工过程中质量检测时,测试地点应选择在接缝处,以单杆检测评定;除高速公路外,可用于其他等级公路路基路面工程质量检查验收或进行路况评定,每200m测2处,每处连续测量10尺。除特殊需要者外,应以行车道一侧车轮轮迹(距车道线0.8~1.0m)作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面,应取车辙中间位置为测定位置,用粉笔在路面上作好标记。清扫路面测定位置处的污物。

第八十三页,共209页。(1)三米直尺法步骤:(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);或者用深度尺在最大间隙位置量测直尺上距地面的深度,该深度减去尺高度即为测试点的最大间隙的高度,准确到0.2mm。

第八十四页,共209页。(1)三米直尺法计算单杆检测路面的平整度计算,以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果,连续测定10尺时,判断每个测定值是否合格,根据要求计算合格百分率,并计算10个最大的间隙的平均值。报告单杆检测结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定10尺时,应报告平均值,不合格尺数、合格率。

第八十五页,共209页。(1)三米直尺法注意事项测试地点的选择三米直尺测定方向最大间隙准确至0.2mm第八十六页,共209页。(2)连续式平整度仪法仪具与材料连续式平整度仪牵引车皮尺或测绳第八十七页,共209页。连续式平整度仪第八十八页,共209页。(2)连续式平整度仪法方法与步骤准备工作(1)选择测试路段。(2)当为施工过程中质量检测需要时,测试地点根据需要决定,当路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时,通常以行车道一侧车轮轮迹带作为连续测定的标准位置,对旧路已形成车辙的路面,取一侧车辙中间位置为测定位置。(3)清扫路面测定位置处的脏物。(4)检查仪器检测箱各部分是否完好、灵敏,并将各连接线接妥,安装记录设备。

第八十九页,共209页。(2)连续式平整度仪法步骤将连续式平整度测定仪置于测试路段路面起点上;将连续式平整度测定仪连接在牵引车的后部;启动牵引车,沿道路纵向行驶,横向位置保持稳定;确定连续式平整度仪工作正常,牵引连续式平整度仪的速度应保持匀速,速度宜为5km/h,最大不得超过12km/h。在测试路段较短时,亦可用人力拖拉平整度仪测定路面的平整度,但拖拉时应保持匀速前进。

第九十页,共209页。(2)连续式平整度仪法计算连续式平整度测定仪测定后,按每10cm间距采集的位移值自动计算每100m计算区间的平整度标准差(mm),还可记录测试长度(m)

报告(了解)第九十一页,共209页。(2)连续式平整度仪法注意事项平整度计算值以标准差表示,所以与计算区间的长度有很多关系,计算区间越长标准差越小。本方法规定计算区间长度为100m采用连续式平整度仪法测定平整度的检测频率,查看CJJ1-2008标准表8.5.1。(注意:点数1、2、3的含义)第九十二页,共209页。(3)车载式颠簸累积仪法本方法规定用车载式颠簸累积仪测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI.表示路面的平整度,以m/km计。主要设备

车载式颠簸累积仪测试车(见右图),测试系统由承载车辆、距离测量装置、颠簸累计值测试装置和主控制系统组成。第九十三页,共209页。(3)车载式颠簸累积仪法工作原理测试车以一定的速度在路面上行驶,由于路面上的凹凸不平状况,引起汽车的激振,通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI,以m/km计。VBI越大,说明路面平整性越差,人乘坐汽车时越不舒适。使用技术要点仪器安装应准确、牢固、便于操作。测试速度以32km/h为宜,一般不宜超过40km/h。

第九十四页,共209页。(3)车载式颠簸累积仪法报告报告包括颠簸累积值,国际平整度指数平均值。测试速度。颠簸累积值,国际平整度指数在选定测试条件下的相关关系式及相关系数。

第九十五页,共209页。(3)车载式颠簸累积仪法注意事项1.检测结果与测试车机械系统的振动特性和车辆行驶速度有关。减振性能好,则VBI测值小;车速越高,VBI测值越大。因此必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性。2.用车载式颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBI,与用连续式平整仪测出的标准差概念不同,可通过对比试验,建立两者的相关关系,将VBI值换算为σ,用于路面平整度评定。3.国际不整度指数IRI是国际上公认的衡量路面行驶舒适性或路面行驶质量的指数。也可通过标定试验,建立VBI与IRI的相关关系,将颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBI换算为国际平整度指数IRI。第九十六页,共209页。激光位移传感器检测原理主要零部件:(1)激光器组件(2)成像镜头(3)窄带滤光片(4)光电接收器(5)驱动电路(6)精密结构(7)电路及数据接口

三角测量原理,目前激光位移传感器几乎全是这种结构。不同点在于工作距、分辨率、精度等。(4)激光平整度仪(了解)影响精度的因素:工作距,光电接收器的大小和像素的多少,测量范围,采样频率,结构尺寸等。第九十七页,共209页。激光平整度仪第九十八页,共209页。问题讨论

1、为什么除了路面表层要测平整度外,路基与路面各层的均要检验平整度?

原因:路面的平整度与路面各结构层次的平整状况有着一定的联系,即各层次的平整效果将累积反映到路面表面上,这也是路面平整度传递理论的一个重要结论。第九十九页,共209页。第一百页,共209页。7、土基现场CBR值检测方法概述

土工试验中通常所指的CBR值是土基或基层、底基层材料的加利福尼亚州承载比,是CaliforniaBearingRatio的简称,为室内标准压实的试件经水膨胀后进行贯入试验,在荷载压强-贯入量曲线上读取规定量时的荷载压强与标准压强的比值,以百分数表示。如果试验条件变化,得到的结果也不一样,本方法是在道路现场条件下测定的,土基的含水率和压实度与标准条件不同,也未经泡水,但其他方面一样,为了与通常所指的CBR值有所区别,特指为现场CBR值。现场CBR值测试也是通过试验得到荷载压强-贯入量曲线,从曲线上读取规定贯入量下的荷载压强,再与标准压强相比,计算CBR值。第一百零一页,共209页。7、土基现场CBR值检测方法仪具与材料注:现场测试装置由千斤顶、测力计及球座组成。方法与步骤(了解)计算:用贯入试验得到的荷载压强-贯入量曲线,当曲线在起点处有明显凹凸的情况时,应在曲线的拐点处作切线延长进行原点修正。CBR值一般以贯入量2.5mm时的测定值为准,当贯入量5.0mm时的CBR值大于2.5mm时的CBR值时,应当重新试验;如重新试验仍然如此时,则以贯入量5.0mm时的CBR值为准。第一百零二页,共209页。7、土基现场CBR值检测方法计算式:

现场CBR(%)=

P1/P0×100

式中:P1——荷载压强(MPa)P0——标准压强,当贯入量为2.5mm时为7MPa,当贯入量为5.0mm时为10.5MPa。报告

报告内容应包括土基的含水率、测定的干密度、现场CBR值及相应的贯入量。第一百零三页,共209页。8、承载板测定土基回弹模量检测方法目的和适用范围1.本方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,通过计算求得土基回弹模量。2.本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。第一百零四页,共209页。仪具与材料

(1)加载设施:载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆,作为加载设备。在汽车大梁的后轴之后约80cm处,附设加劲小梁一根作反力架。汽车轮胎充气压力0.50MPa。(2)现场测试装置,如图所示,由千斤顶、测力计(测力环或压力表)及球座组成。第一百零五页,共209页。仪具与材料

(3)刚性承载板一块,板厚20mm,直径为30cm,直径两端设有立柱和可以调整高度的支座,供安放弯沉仪测头,承载板安放在土基表面上。(4)路面弯沉仪两台,由贝克曼梁、百分表及其支架组成。(5)液压千斤顶一台,80~100kN,装有经过标定的压力表或测力环,其容量不小于土基强度,测定精度不小于测力计量程的1/100。(6)秒表。(7)水平尺。(8)其它:细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。第一百零六页,共209页。方法与步骤准备工作(1)根据需要选择有代表性的测点,测点应位于水平的路基上,土质均匀,不含杂物;(2)仔细平整土基表面,撒干燥洁净的细砂填平土基凹处,砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。(3)安置承载板,并用水平尺进行校正,使承载板置水平状态。(4)将试验车置于测点上,在加劲小梁中部悬挂垂球测试,使之恰好对准承载板中心,然后收起垂球。第一百零七页,共209页。方法与步骤

(5)在承载板上安放千斤顶,上面衬垫钢圆筒、钢板,并将球座置于顶部与加劲横梁接触。如用测力环时,应将测力环置于千斤顶与横梁中间,千斤顶及衬垫物必须保持垂直,以免加压时千斤顶倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。(6)安放弯沉仪,将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上,百分表对零或其他合适的初始位置上。

第一百零八页,共209页。方法与步骤测试步骤

(1)用千斤顶开始加载,注视测力环或压力表,至预压0.05MPa,稳压lmin,使承载板与土基紧密接触,同时检查百分表的工作情况是否正常,然后放松千斤顶油门卸载,稳压lmin后,将指针对零或记录初始读数。

加载——稳定——读数——卸载——稳定——读数(2)测定土基的压力-变形曲线。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的30%时,取平均值。如超过30%,则应重测。当回弹变形值超过lmm时,即可停止加载。(3)测定总影响量a。最后一次加载卸载循环结束后,取走千斤顶,重新读取百分表初读数,然后将汽车开出10m以外,读取终读数,两只百分表的初、终读数差之平均值即为总影响量a。第一百零九页,共209页。

计算(1)各级荷载的回弹变形和总变形,按以下方法计算:

回弹变形(L)=(加载后读数平均值-卸载后读数平均值)×弯沉仪杠杆比总变形(Lˊ)=(加载后读数平均值-加载初始前读数平均值)×弯沉仪杠杆比(2)各级压力的回弹变形值加上该级的影响量后,则为计算回弹变形值(3)将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上,排除显著偏离的异常点并绘出顺滑的P~L曲线,如曲线起始部分出现反弯,应按图所示修正原点O,0ˊ则是修正后的原点

第一百一十页,共209页。计算(4)取结束试验前的各回弹变形值按线性回归方法由下式计算土基回弹模量E。值:式中:E。——土基回弹模量(MPa);μ——土的泊松比,根据部颁设计规范规定取用;Li——结束试验前的各级实测回弹变形值; Pi——对应于Li的各级压力值。第一百一十一页,共209页。报告

报告应记录下列结果:(1)试验时所采用的汽车和近期天气情况。(2)试验时土基的含水率。(3)土基密度和压实度。(4)各级荷载下土基回弹模量Ei值和土基回弹模量E。值。第一百一十二页,共209页。9、弯沉检测方法国内外常用的方法

贝克曼梁法自动弯沉仪法落锤式弯沉仪FWD技术指标

回弹弯沉(0.01mm)(静弯沉)总弯沉(0.01mm)(静弯沉)动态弯沉(0.001mm)(动弯沉)

贝克曼梁法的应用最广泛,它是我国弯沉测试的标准方法,在推广使用其他方方法前应该以贝克曼梁法为基准进行标定。FWD、自动弯沉仪的测试值与贝克曼梁测试值换算公式为:LB=a+b×LFWD(LA)第一百一十三页,共209页。(1)贝克曼梁法

目的与适用范围

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.沥青路面的弯沉以标准温度20℃时为准,在其他温度(超过20℃±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。第一百一十四页,共209页。(1)贝克曼梁法仪具与材料

标准车:BZZ-100(掌握标准车参数)路面弯沉仪:

两种规格:3.6m、5.4m,杠杆比均为2:1;由贝克曼梁、百分表及表架组成。

接触式路面温度计其他第一百一十五页,共209页。测试前的准备工作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。第一百一十六页,共209页。试验步骤1.在测试路段布置测点,其距离随测试需要而定。测点应在路面行车道的轮迹带上。2.将测试汽车开往测点,后轴大约位于测点位置。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3~5cm处),并安装百分表于弯沉仪的测定杆上,用手指轻轻叩打弯沉仪,检查百分表是否灵敏。弯沉仪可以是单侧测定,也可以双侧同时测定。4.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,停车。待表针回转稳定后读取终读数L2。车速宜5km/h左右。第一百一十七页,共209页。第一百一十八页,共209页。第一百一十九页,共209页。弯沉仪的支点变形修正

修正条件: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。修正方法: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,支点变形修正的原理如图所示。第一百二十页,共209页。弯沉仪的支点变形修正第一百二十一页,共209页。温度修正修正条件:沥青面层厚度大于5cm;路面平均温度不在(20℃±2)℃范围内。修正方法:

查图法:现行标准方法第一百二十二页,共209页。季节修正要表征路基路面在最不利季节下的弯沉情况,当不是在最不利季节测定时,还有进行季节修正。第一百二十三页,共209页。试验数据处理与计算(1)测点的回弹弯沉值按下式计算:

LT=(L1-L2)×2

(2)进行弯沉仪支点变形修正时,路面测点的回弹沉值按下式计算:

LT=(L1-L2)×2+(L3-L4)×6

(3)沥青路面回弹弯沉按下式计算:L20=LT×K

第一百二十四页,共209页。结果评定(1)按下式计算每一个评定路段的代表弯沉。(2)计算平均值和标准差时,应将超出±(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,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。(3)弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时为合格;大于时为不合格。(4)若在非不利季节测定时,应考虑季节影响系数。第一百二十五页,共209页。(2)自动弯沉仪法

工作原理

自动弯沉仪的基本工作原理与贝克曼梁的原理是相同的,都是采用简单的杠杆原理。自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶,将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来,这时,测定梁被拖动,以二倍的汽车速度拖到下一测点,周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果。注意:自动弯沉仪测定的是总弯沉,因而与贝克曼梁测定的回弹弯沉有所不同。可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验,得到两者相关关系式,换算为回弹弯沉,用于路基、路面强度评定。第一百二十六页,共209页。设备构造

自动弯沉仪测定车:由测试汽车、测量机构、数据采集处理系统三部分组成。测量机构如右图所示,它安装在测试车底盘下面。自动弯沉仪测定车的主要技术参数如下:测试车轴距:6.75m测臂长度:1.75~2.40m后轴荷载:100kN测定轮对路面的压强:0.7MPa最小测试步距:4~10m测试精度:0.01mm测试速度:1.5~4.0km/h

第一百二十七页,共209页。第一百二十八页,共209页。第一百二十九页,共209页。(3)落锤式弯沉仪(FWD)

利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉。自动弯沉仪检测弯沉时,因为汽车行进速度很慢,所测得的弯沉也接近静态弯沉。为了模拟汽车快速行驶的实际情况,不少国家开发了动态弯沉的测试设备。落锤式弯沉仪(FallingWeightDeflectometer,简称FWD)模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测,计算机自动采集数据,速度快,精度高。近年来,采用落锤式弯沉仪(网巾)测定路面的动态弯沉,并用来反算路面的回弹模量,已成为世界各国道路界的热门课题。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。

第一百三十页,共209页。工作原理

将测定车开到测定地点,通过计算机控制下的液压系统,启动落锤装置,使一定质量的落锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传递到路面,导致路面产生弯沉,分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形,记录系统将信号输入计算机,得到路面测点弯沉及弯沉盆。

第一百三十一页,共209页。设备构成

落锤式弯沉仪分为拖车式和内置式。拖车式便于维修与存放,而内置式则较小巧、灵便。落锤式弯沉仪的测量系统示意图如右图所示。(1)荷载发生装置:包括落锤和直径300mm的4分式扇形承载板。(2)弯沉检测装置:由5~7个高精度传感器组成。(3)运算及控制装置。(4)牵引装置:牵引FWD并安装运算及控制装置等的车辆。

第一百三十二页,共209页。使用技术要点

(1)通过调节锤重和落高可调整冲击荷载大小。例如,我国路面设计标准轴载为BZZ-100,锤的质量为200kg,可产生50kN的冲击荷载,因为承载板直径为30cm,对路面的压强恰为0.7MPa。(2)检测时,拖车式落锤弯沉仪牵引速度最大可达80km/h,根据我国的实际情况,牵引速度以50km/h左右为宜。内置式落锤弯沉仪最高时速大于100km/h,每小时可测65点。(3)传感器分布位置为:1个位于承载板中心,其余布置在传感器支架上。路面结构不同,弯沉影响半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距荷载中心2.5m范围内即可。目前,我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构,弯沉影响半径已达3~5m,传感器分布范围应布置在距荷载中心3.4m范围内,以量测路面弯沉盆形状。

第一百三十三页,共209页。使用技术要点(4)每一测点重复测定不少于3次,舍去第一个测定值,取以后几次测定值的平均值作为计算依据,因为第一次测定的结果往往不稳定。弯沉检测装置操作方式为计算机控制下的自动量测,所有测试数据均可显示在屏幕上或打印出来或存储在软盘上;可输出作用荷载、弯沉(盆)、路表温度及测点间距等;可打印弯沉平均值、标准差、变异系数及代表弯沉值等数据。注意:落锤式弯沉仪所测弯沉为动态总弯沉,与贝克曼梁所测的静态回弹弯沉不同。可通过对比试验,得到两者之间的相关关系,并据此将落锤式弯沉仪所测弯沉值换算为贝克曼梁的静态回弹弯沉值。可利用计算机按弹性层状体系理论的计算模式和程序,根据落锤式弯沉仪所测弯沉盆数据反算路面各层材料的弹性模量。

第一百三十四页,共209页。第一百三十五页,共209页。第一百三十六页,共209页。第一百三十七页,共209页。第一百三十八页,共209页。第一百三十九页,共209页。问题讨论1、在进行路基路面弯沉检测时,测试车辆轴重小于或超出标准轴重,检测数据能否直接用轴重与标准轴重比例进行换算。为什么,该如何处理?2、路基路面有一定的纵向坡度或横向坡度时,但进行弯沉检测时,弯沉结果会有什么不同?3、影响路表弯沉有那些主要因素?(主要有荷载大小、轮胎尺寸、轮胎间距、轮胎压力、测试速度等因素)第一百四十页,共209页。JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》条文说明(第120页)第一百四十一页,共209页。10、抗滑性能检测抗滑性能被看作是路面的表面性能。表面特征包括路表面的细构造与粗构造。路表面细构造指集料表面的粗糙度,它随车轮的反复磨耗而逐渐被磨光。通常用石料的磨光值表征抗磨光性能。细构糙在低速时对路表抗滑起决定作用。而高速时起决定作用的是粗构糙,它是由路表外露集料形成的构造,功能是使路表水迅速排除,以避免形成水膜。

影响抗滑性能的因素有:路面表面特征、路面潮湿程度、路面温度、行车速度。

第一百四十二页,共209页。10、抗滑性能检测表征抗滑性能的指标与方法摩擦系数:摩擦系数测试车、制动距离法摩擦摆值:摆式仪法构造深度:手工铺砂法、电动铺砂法、激光法横向力系数:横向力系数测试车第一百四十三页,共209页。了解几个概念摩擦系数:车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力。抗滑摆值:指用标准的手提式摆式摩擦系数测试仪测定的路面在潮湿条件下对摆的摩擦阻力。构造深度:指一定面积的路表面凹凸不平的开口空隙的平均深度。横向力系数:指用标准的摩擦系数测试车测定,当测定轮与行驶方向成一定角度且以一定速度行驶时,轮胎与潮湿路面之间的摩擦阻力与试验轮上荷载的比值。第一百四十四页,共209页。(1)手工铺砂法目的与适用范围

适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度,用以评定路面表面的宏观构造。

仪具与材料

手工铺砂仪,由量砂筒(容积为25mL±0.15mL)、推平板组成。量砂量尺其他第一百四十五页,共209页。准备工作1.量砂准备:取洁净的细砂晾干、过筛,取0.15~0.3mm的砂置适当的容器中备用。量砂只能在路面上使用一次,不宜重复使用。回收砂必须经干燥、过筛处理后方可使用。2.对测试路段按随机取样选点的方法,决定测点所在横断面位置。测点应选在行车道的轮迹带上,距路面边缘不应小于lm。第一百四十六页,共209页。测试步骤

(1)用扫帚或毛刷子将测点附近的路面清扫干净,面积不小于30cm×30cm。(2)用小铲将砂沿筒向圆筒中注满砂,手提圆筒上方,在硬质路表面上轻轻叩打3次,使砂密实,补足砂面用钢尺一次刮平。注:不可直接用量砂筒装砂,以免影响量砂密度的均匀性。(3)将砂倒在路面上,用底面粘有橡胶片的推平板,由里向外重复做摊铺运动,稍稍用力将砂细心地尽可能的向外摊开,使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中,尽可能将砂摊成圆形,并不得在表面上留有浮动余砂。注意摊铺时不可用力过大或向外推挤。(4)用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径,取其平均值,准确至5mm。(5)按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。第一百四十七页,共209页。计算路面表面构造深度测定结果按下式计算:式中:TD——路面表面的构造深度(mm);V——砂的体积(25cm3);D——摊开砂的平均直径(mm)每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果,准确至0.01mm。

第一百四十八页,共209页。注意事项1.装砂:用小铲向圆筒中注满砂,手提圆筒上方,在硬质路面上轻轻地叩打3次,使砂密实,补足砂面用钢尺一次刮平。不可直接用量砂筒装砂,以免影响量砂密度的均匀性。2.摊铺时不可用力过大或向外推挤。3.同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。

第一百四十九页,共209页。报告1.列表逐点报告路面构造深度的测定值及3次测定的平均值,当平均值小于0.2mm时,试验结果以<0.2mm表示。2.每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。第一百五十页,共209页。(2)电动铺砂法电动铺砂法与手工铺砂法的比较及注意事项

人为因素小使用前先要进行室内标定试验过程(略)第一百五十一页,共209页。(3)摆式仪测定路面抗滑值试验方法目的与适用范围

适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度,用以评定路面表面的宏观构造。仪具与材料摆式仪标准量尺洒水壶路面温度计其他第一百五十二页,共209页。准备工作1.检查摆式仪的调零灵敏情况,并定期进行仪器的标定。当用于路面工程检查验收时,仪器必须重新标定。2.对测试路段按随机取样方法,决定测点所在横断面位置。测点应选在行车车道的轮迹带上,距路面边缘不应小于1m,并用粉笔作出标记。测点位置宜紧靠铺砂法测定构造深度的测点位置,并与其一一对应。

第一百五十三页,共209页。

试验步骤仪器调平

①将仪器置于路面测点上,并使摆的摆动方向与行车方向一致。②转动底座上的调平螺栓,使水准泡居中。调零校核滑动长度(126mm)洒水测摆值

①每个单点测5个值,单点5个值中最大值与最小值的差值不得大于3。单点5个值的平均值为该单点的抗滑值,取整数。②每个测点测3个单点,3个单点结果的平均值为该测点的代表值。第一百五十四页,共209页。抗滑值的温度修正当路面温度为T时测得的值为,必须按下式换算成标准温度20℃的摆值:

BNP20=BNPt+

△BNP式中:BNP20——换算成标准温度20℃时的摆值;BNPt——路面温度时测得的摆值;t——测定的路表潮湿状态下的温度,℃;△BNP——温度修正值,按下表选用。

温度修正值第一百五十五页,共209页。报告1.试验日期、测点位置、天气情况、洒水后潮湿路面的温度,并描述路面类型、外观、结构类型等。2.列表逐点报告路面抗滑值的测定值、经温度修正后的及3次测定的平均值。3.每一个评定路段路面抗滑值的平均值、标准差、变异系数。

第一百五十六页,共209页。(4)摩擦系数测定车测定路面横向力系数

仪具与材料

(1)摩擦系数测定车:SCRIM型,主要组成如图所示,由车辆底盘、测量机构、供水系统、荷载传感器、仪表及操作记录系统、标定装置等组成。测定车应符合下列要求:1)测量机构:可以为单侧或双侧各安装二套,测试轮与车辆行驶方向成20°角,作用于测试轮上的静态标准载荷为2kN。测试轮胎应为3.00-20的光面轮胎,其标准气压为0.35MPa±0.0lMPa。2)测定车辆轮胎气压应符合所使用汽车规定的标准气压范围。3)能控制洒水量,使路面水膜厚度不得小于lmm。通常测量速度为50km/h时,水阀开启量宜为50%,测量速度为70km/h时,宜为70%,余类推。(2)备用轮胎等备件。第一百五十七页,共209页。方法与步骤详见规程

数据处理

测定的摩擦系数数据存贮在磁盘或磁带中,摩擦系数测定车SCRIM系统配有专门数据处理程序软件,可计算和打印出每一个计算区间的摩擦系数值、行程距离、行驶速度、统计个数、平均值及标准差,同时还可打印出摩擦系数的变化图。根据要求将摩擦系数在0~100范围内分成若干区间,作出各区间的路段长度占总测试里程百分比的统计表。

(4)摩擦系数测定车测定路面横向力系数第一百五十八页,共209页。手工铺砂仪第一百五十九页,共209页。电动铺砂仪第一百六十页,共209页。摆式摩擦仪第一百六十一页,共209页。11、沥青路面渗水系数检测概述

沥青路面渗水性能是反映路面沥青混合料级配组成的一个间接指标,也是沥青路面水稳定性的一个重要指标。如果整个沥青面层均透水,则水势必进入基层或路基,使路面承载力降低。相反如果沥青面层中有一层不透水,而表面能很快透水,则不致形成水膜,对抗滑性能有很大好处,所以路面渗水系数已成为评价路面使用性能的一个重要指标,并列入相关的技术规范中。第一百六十二页,共209页。11、沥青路面渗水系数检测仪具与材料路面渗水仪水筒及大漏斗秒表密封材料其他:水、粉笔、塑料圈、刮刀、扫把等方法与步骤(了解)第一百六十三页,共209页。路面渗水仪第一百六十四页,共209页。11、沥青路面渗水系数计算

计算时以水面从100mL下降到500mL所需要的时间为标准,若渗水时间过长,也可以采用3min通过的水量计算。

第一百六十五页,共209页。11、沥青路面渗水系数报告

现场检测,每一个检测路段应测定5个测点,计算其平均值作为检测结果。若路面不透水,在报告中注明渗水系数为0。第一百六十六页,共209页。12、轻重型动力触探测地基承载力(了解)目前,在道路工程施工中,经常会碰到一些部位要进行地基承载力的检测,如沟槽基础、挡墙基础、涵洞基础等,一般这些部位地基承载力要求不是很高,通常采用轻型或重型动力触探等简易方法进行检测,但由于触探深度与地基承载力没有明确的相关性,因此该方法只能大致判断基础的承载力情况。检测涉及的相关内容等可详见:《土工试验规程》(SL237-1999)、《铁路工程地质原位测试规程》(TB10018-2003),《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)等标准第一百六十七页,共209页。现代化的无损检测技术及应用(了解)激光检测技术图像检测技术频谱分析检测技术雷达检测技术超声波检测技术第一百六十八页,共209页。1、激光检测技术

激光检测技术是近几十年来发展起来的新型无损检测技术,它之所以能得到广泛应用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术在路面检测中的应用主要利用激光的上述的特性,可归纳为三种原理。衍射原理是利用激光遇狭缝发生衍射现象的特点,调整狭缝的宽窄,得到屏幕上不同狭缝宽度下的亮暗相干条纹,建立二者的相互关系,可

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