路基路面强度指标检测讲义

路基路面强度指标检测讲义第一节路基路面回弹弯沉测试一、概述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。（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。。（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，自动弯沉仪，落锤式弯沉仪（FWD）等。二、贝克曼梁法(1)试验目的: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。（一）仪具与材料（1）测试车：双轴：后轴双侧4轮的载重车，其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。（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、指挥旗等二、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）当在浙青路面上测定时，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轮迹带上，并用白油漆或粉笔划标记。（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。3．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。

（三）结果计算及温度修正1、计算测点的回弹弯沉值：

LT=（L1-L2）/22、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。4、结果评定（1）计算平均值和标准差时，应将超出平均值±（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。三、自动弯沉仪利用贝克曼梁测定路面回弹弯沉值操作简便，应用广泛，但测试结果受人为因素的影响较大，测速慢。自动弯沉仪是测定路面弯沉值的高效自动化设备，可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收及路面养护管理。（一）主要设备自动弯沉仪测定车：洛克鲁瓦型，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：1.5-8.0km/h（二）使用技术要点（1）长距离移动时，应根据路况把一些对通过能力影响大的组件部件拆下来，待移动到测量工地时，再进行安装调试。（2）操作计算机，按要求输入有关信息。（3）应进行自动弯沉仪的标定。（4）自动弯沉仪所采集数据以文本方式存储于计算机中。输入有关信息和参数后，可显示出左右双侧的弯沉峰值柱状图及峰值、距离和温度等；计算出平均值、标准差和代表弯沉值；显示弯沉盆图形并计算出曲率半径。

（二）使用技术要点应当注意，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。四、落锤式弯沉仪贝克曼梁法测出的回弹弯沉是静态弯沉。自动弯沉仪检测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。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。1．主要设备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。拖车式内置式1．主要盾设备（1）荷载发提生装置：闪包括落锤呼和直径300勇mm的4分式扇旦形承载陶板。（2）弯沉印检测装劲置：由5-7个高精矛度传感今器组成详。（3）运算映及控制太装置。（4）牵引手装置：秋牵引FWD并安装运保算及控制遮装置等的骑车辆。2．工作蜂原理将测定辽车开到吓测定地浙点，通困过计算围机控制梢下的液蓄压系统枯，启动嘴落锤装墓置，使详一定质耽量的落欣锤从一都定高度役自由落嘉下，冲坚击力作桃用于承疑载板上无并传递倦到路面邀，导致遥路面产汗生弯沉迈，分布群于距测愈点不同犬距离的剃传感器宽检测结竞构层表腔面的变递形，记跨录系统趣将信号踢输入计铅算机，鸡得到路鲜面测点逢弯沉及卵弯沉盆蚕。第二节套路基装路面回城弹模量资检测测定回挨弹模量全的方法着，目前梁国内常由用的主拒要有：敬承载板蹦法、贝摊克曼梁编法和其胳他间接疯测试方摔法（如筒贯入仪峰测定法件和CBR测定法）吩。一、贝克羊曼梁法本方法议适用于芹在土基蚊、厚度绞不小于1m的粒料整抬层表面；盾也适用于瓶在旧路表决面测定路玩基路面的麻综合回弹洁模量。1、试验方膜法与步骤1）准备石工作（1）选择洁曲净路基表组面、路面让表面作为约测点，作拴好标记并误编号。（2）无结合尾料粒料基花层的整层踢试验段应箩符合要求索。2）测试类步骤按前述蚕方法选讲择适当乱的标准泄车，实灿测各测赞点处的勇路面回苏弹弯沉拥值Li。如在旧杀沥青面层便上测定时坐，应读取肥温度，并虹按规定的俩方法进行衡测定弯惑沉值的温醉度修正，搜得到标准失温度20℃时的弯床沉值。2、计算（1）计算全生部测定值挽的算术平书均值、单盛次测量的慨标准差S和自然跨误差0.67剑5S。2、计算（2）计算役各测点愤的测定以值与算咐术平均历值的偏碰差值di，并计双算较大门的偏差梳与自然率误差之功比di旁/r0。当某个渔测点观测别值di/很r0的值大侵于P139表8-6的d／r极限值糠时则应引舍弃该唐测点，衬然后重拦新计算批所余各回测点的颠算术平组均值及园标准差晓。2、计算（3）计算游代表弯寇沉值。（4）计算粗土基、僻整层材偏料的回框弹模量柄（E1）或旧哑路的综蓝合回弹死模量。3．报告报告应言包括弯柱沉测定塞表、计撇算的代扇表弯沉衔、采用错的泊松装比及计类算得到废的材料挨回弹模截量等，货对沥青鄙路面应律报告测彻试时的痛路面温忍度。二、承连载板法（1）本方法碎适用于在揪现场土基苍表面，通枪过承载板耀对土基逐乏级加载、插卸载的方宝法，测出殊每级荷载屡下相应的丙土基回弹漠变形值，勉经过计算饲求得土基兔回弹模量执。（2）本方法辨测定的土课基回弹模程量可作为挣路面设计艰参数使用祝。2．仪具步与材料（1）加载繁设施:后轴重不明小于60k养N的载重汽俊车一辆。龙在汽车大志梁的后轴钉之后约80c贺m处，附校设加劲槐小梁一速根作反尤力架。愚汽车轮宅胎充气申压力为0．50MP党a。（2）现场框测试装锋置，由敌千斤顶拒、测力当计（测洞力环或炒压力表施）及球悄座组成源。（3）刚性承倘载板一块2．仪具陪与材料（4）路面弯削沉仪两台（5）液压秤千斤顶尊一台，80～100K屯N，其量程予不小于土稳基强度，改测定精度恼不小于测疲力计量程蜡的1／100。3．试验前膛准备工作（1）根据需昌要选择有水代表性的钉测点，测趣点应位于唐水平的路晃基上，土调质均匀，惠不含杂物损；（2）仔细锐平整土朵基表面据，撒干火燥洁净善的细砂国填平土矿基凹处过，砂子府不可覆搞盖全部躲土基表惕面避免愚形成一斑层。（3）安置承棕载板，并宁用水平尺瞒进行校正旦，使承载妹板置水平愤状态。3．试验前窃准备工作（4）将试验新车置于测西点上，在方加劲小梁给中部悬挂托垂球测试塑，使之恰平好对准承塌载板中心走，然后收旋起垂球。（5）现场测喉试装置安僵装（6）安放弯耍沉仪，将零两台弯沉油仪的测头尘分别置于泡承载板立流柱的支座兼上，百分萝表对零或览其他合适吵初始位置猛。4．测试步汗骤（1）用千斤终顶加载，自注视测力泄环或压力泪表，至预遇压0.05秤MPa、稳压1mi际n，使承寄载板与地土基紧术密接触骑，同时欢检查百相分表的言工作情煎况是否绩正常，症然后放夜松千斤袖顶油门跌卸载，散稳压1mi票n，将指脆针对零像或记录栗初始读证数。4．测试协步骤（2）测定土仿基的压力宰一变形曲炕线。采用描逐级加载栏卸载法，笑荷载小于0．1MP刘a时，每毅级增加0．02MP障a，以后每超级增加0.0烈4MP塞a左右。加峡载数值可顽适当调整辱为整数。每次加未载至预旷定荷载化后，稳棍定1min，立即读侨记两台弯钟沉仪百分耐表数值，玩然后轻轻挪放开千斤贵顶油门卸辛载至0，待卸朽载稳定1min后，再次令读数，每惧次卸载后喷百分表不艳再对零。当两台换弯沉仪盼百分表茄读数之朵差小于扮平均值污的30％时，取仙平均值。暂如超过30％，则贩应重测铁，当回跨弹变形珠值超过1mm时,即可停止渡加载。4．测试蔑步骤（3）各级物荷载的堂回弹变疏形和总巡寿变形，揭按以下拒方法计唇算：回弹变妖形L=（加载后贤读数平均升值-卸载后威读数平新均值）×弯沉仪杠艘杆比总变形L'露=（加载冈后读数际平均值-加载初烂始前读棚数平均脖值）×弯沉仪杠职杆比4．测试步唉骤（4）测定汽凯车总影响跑量α。最后姑一次加务载卸载拆循环结膀束后，渐取走千茂斤顶，养重新读宇取百分程表初读窗数,然后将葡汽车开幅出10m以外，读跃取终值数仅，两只百拜分表的初牲、终读数取差之平均积值乘弯沉雹仪杠杆比笔即为总影物响量α。4．测试阳步骤（5）在试验选点下取样绝测定材料宅含水量。薪取样数量途如下：最大粒径盖不大于5mm，试样脂数量约120议g；最大粒径她不大于25m蚂m，试样络数量约250垫g;最大粒滋径不大汪于40mm，试样斩数量约500g。（6）在紧靠曾试验点旁律边的适当最位置，用凭灌砂法或化环刀法或币其他方法悉测定土基芝的密度。5.计算（1）各级寸压力的识回弹变炊形加上眨该级的啦影响量饲后，则量为计算闻回弹变跃形值。运表8-7是以后轴揪重60K器N的标准车炎为测试车与的各级荷帐载影响量搜的计算值峰。当使用亲其它类型露测试车时弟，计算各闲级压力下颗的影响量αi。（2）将各级萝计算回弹文变形值点书绘于标准然计算纸上娃，排除显托著偏离的腐异常点并汗绘出顺滑岁的P一L曲线，抖如曲线随起始部备分出现召反弯，构应修正兰原点。5.计算（3）计算税相应于冤各级荷拒载下的诞土基回葡弹模量繁值。（4）取结窑束试验哭前的各渠回弹变艰形值按渣线形回腥归方法贪计算土愉基回弹龙模量E0值。6．报告1）本实条验采用穗的标准鸡记录格裁式。2）试验报越告应记录厌下列结果烫：（1）试验帜时所采伯用的汽给车；（2）近期天草气情况；（3）试验时绪土基的含轻水量；（4）土基捏密度和忘压实度红；（5）相应于鼓各级荷载拴下的土基脉回弹模量哨值；（6）土基屿回弹模戏量值。第三节CBR值试验技副术CBR又称加州票承载比，用于评氏定路基垂土和路洞面材料膏的强度鹿指标。一、CBR值室内烂试验技趴术1．主要啦仪器设吵备（1）圆孔筛刘：孔径38mm、25mm、20m杏m、及5mm筛各1个。（2）重型标混准击实仪除器设备：趁试筒、夯对锤等。（3）贯入杆尺：端面直闷径50m看m、长l00m装m金属柱（4）路面爷材料强救度或其素它载荷祸装置：锋能量不背小于50kN。（5）百分表骑、测力环早、荷载板非等。2．试验原睡理试验时，按路基施太工时的最湖佳含水量恨及压实度献要求在试桨筒内制备吵试件；为了模拟偷材料在使壮用过程中批的最不利愉状态，胆加载前舱饱水4昼夜；在浸水亏过程中及鸡贯入试验首时，在试臣件顶面施加荷揉载板以广模拟路披面结构确对土基麦的附加晶应力；贯入试验那中，材料的划承载能浮力越高矛，对其复压入一妨定深度蚂所需施疲加的荷谊载越大斥。CBR值，就是扑试料贯入升量达到2.5猜mm或5mm时的单裤位压力灵与标准敏碎石压阿入相同役贯入量坊时标准烦荷载强见度（7MP严a或10.5络MPa）的比不值，用妄百分数吸表示。3．试验悄技术要粘求（1）试验裹采用风锦干试料音，按四话分法备猛料。（2）做击实伯试验，求试料乓的最大她干密度帐和最佳灵含水量边。（3）按最佳萍含水量制跟备试件。（4）试件豆泡水4昼夜。（5）加荷使凯贯入杆以1-1.良25mm／min的速度压绿入试件，处记录不同忠贯入量及指相应荷载倍。总贯入蛋量应超尽过7mm。3．试验技没术要求（6）绘制赤单位压意力P与贯入量L关系曲线国，必要时鼠进行原点术修正。（7）从P-L曲线上劲读取贯银入量分减别为2.5输mm和5mm所对应养的单位虑压力（MPa）。一般采吨用CBR济2.5封,如CBR临5>C沈BR2嫩.5，则试验远要重做。爹如果结果尤仍然如此护，则采用CBR仪5。二、土碧基现场CBR值测试温方法1．主要仪岗器（1）荷载橡装置：终设有加债劲横梁窑的载重迎汽车，眼后轴重品不小于60k钉N。（2）现场绞测试装搭置：由扎千斤顶度、测力剩计、球永座、贯蚁入杆、凡荷载板惑及百分线表等组勾成。2．测试原枕理在公路纠路基施清工现场荣，用载着重汽车好作为反笑力架，惜通过千昏斤顶连哭续加载外，使贯惠入杆匀障速压入上土基。屿为了模娃拟路面迫结构对结土基的缺附加应冤力，在大贯入杆每位置安嫌放荷载粱板。路基强慰度越高状，贯入假量为2.5m该m或5.0茅mm时的荷载暴越大，即CBR值越大。3．测试技煎术要点（1）将测傲点约直祝径30cm范围的肤表面找的平。（2）安装卵现场测吵试装置绑，使贯撤入杆与宏土基表拳面紧密摘接触。（3）起动千江斤顶，使蹦贯入杆以lmm／min的速度雨压入土鸦基，记它录不同妇贯入量仔及相应神荷载。贯入量达7.5顾mm或12.5边mm时结束试辽验。（4）卸载后翠在测点取写样，测定霜材料含水思量。（5）在测胆点旁用特灌砂法仍或环刀壮法等测斤定土基中的密度堆。（6）绘制足荷载压妻强—贯入量曲猜线，必要游时进行原挑点修正3．测试技亚术要点应当注愉意，公蛮路现场夺条件下趣测定的CBR值，因嚷土基的谋含水量秆和压实肠度与室蹈内试验餐条件不阶同；也午未经泡聋水，故短与室内仇试验CBR值不一样府。应通过试华验，寻找情两者之间塔的关系，堵换算为室生内试验CBR值后，倒再用于孙路基施锅工强度陵检验或躬评定。三、落球聋仪快速测江定土基现膀场CBR本方法缝适用细粒土路闹基施工现积场CBR值的测定，试验精剖度较高，暗方法可靠保，快速简丈便，能满梁足路基施恒工现场检州验的要求哥。1．主要仪堪器（1）落球仪厌：包括底宏座、落球王支架、导如杆及落球蔑、导杆卡锣口开关、描刻度标尺省、仪器平王整水泡。100m攀m内径的目底座套趣板。（2）卡尺或白钢板尺、衰刮刀、水顽平尺等。2．试验原向理一定质量躬的球从一生定高度自阵由下落到姻土基表面掩，陷入深甘度越小，扑表明路基妖强度越高补。根据落腰球在一定喷高度自由郑下落陷入记上面所做间的功与室稠内标准试滨验贯入深辣度所做的乏功相等的淋原理，推导得惑出由落球乖陷痕直径D值计算现造场CBR值的公式便。3．试验技出术要点（1）将测窑点土基予表面刮梦平。（2）将落率球仪置参于测点对，使球虾体自由芳落下，用卡尺量鹊落球陷痕坊直径D值。（3）计算独现场CBR值。3．试验希技术要池点应当指减出，落册球仪测誓定的现嫌场CBR值，因土酷基的含水走量和压实趴度与室内CBR试验标准牲条件不同四，也未经耕泡水。同部样，应通改过对比试诱验，建立些落球仪CBR值与室诊内CBR值相关关白系，换算表为室内CBR值后，新再用于申评定路点基强度都。水泥锤稳友定土踏成说型一、检测丸仪器1、圆孔女筛：孔香径40m张m、25mm、10mm筛各一名个。2、试模：细粒土狭（最大甜粒径不掉超过10mm）:试模直径谦*高=50灿mm*鱼50m扎m中粒土（怕最大粒径列不超过25mm）:试模直北径*高=100钥mm*1编00mm粗粒土（偶最大粒径咱不超过40mm）:试模直波径*高=15同0mm园*15炉0mm3、脱模毒器4、夯锤俗和导管略：击锤赚的底面温积直径50m帅m，总质量4.5堡kg，击锤在棵导管内的沸总形程为450寇mm。5、反力格架6、千斤顶7、养护技箱8、天平二、试件霞制备1、试料举准备将具有织代表性插的风干腔试料，千（必要光时可以缝在50℃烘箱内烘遗干）用木蕉槌和木碾欺捣碎，但若应避免破焦碎粒料的织原粒径。浅将土过筛黎并进行分尝类，如夏试料为夺粗粒土，吨则除去大奋于40m冠m的颗粒仙备用；辫如试料期为中粒回土，则节除去大泥于25m摇m或20mm的颗粒备挠用；如试催料为细粒狸土，则除缠去大于10m饶m的颗粒急备用。二、试件吗制备2、用击朽实试验芒确定无赶机结合借料混合棚料的最张佳含水解量和最忽大干密铁度。3、配置混斜合料。⑴对于无欲机结合料秃稳定细粒泥土，至少铜应该制备6个试件，动对于无机坦结合料稳蛇定中粒土拿和粗粒土仙，至少分评别应该制旦备9个和13个试件。二、试氧件制备⑵称取一盯定质量驳的风干纳土并计掠算干土爽的质集量百，其数歼量随试剂件大小下而改变瞧。对于50mm咸×50责mm的试件，拦一个试件庭取