公路工程路基动态回弹模量现场测试规程

-15-公路工程路基动态回弹模量现场测试规程1范围1.1本规程规定了研发的公路工程路基动态回弹模量现场测试仪适用范围、规范引用性文件、术语和符号、动态回弹模量测试仪、现场检测技术及检测数据处理与结果判定。1.2本规程适用于公路工程最大粒径小于150mm的填土、土石以及填石路基（台背）填料压实质量控制、层间动态回弹模量设计指标的检测验证及阶段性工程交工验收检查使用，也可作为路基压实质量设计参数使用。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡标注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标准。凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本标准。JTGD30《公路路基设计规范》JTG/T3610《公路路基施工技术规范》JTGF80/1《公路工程质量检验评定标准》JTGE40《公路土工试验规程》JTG3450《公路路基路面现场测试规程》GB

50026《工程测量规范》GB/T

12897《国家一、二等水准测量规范》3术语和定义JTGD30、JTG/T3610、JTGF80/1、JTGE40、JTG3450、GB50026、GB/T12897界定的以及下列术语适用于本文件。3.1动态回弹模量（DynamicResilienceModulus）动态荷载作用下，路基填料压实表面的冲击荷载峰值与相应的动回弹变形的比值（MPa）。3.2动应力影响深度（InfluenceDepthbyDynamicStress）动荷载在土体中沿深度方向衰减至初始最大应力的20%时对应的影响深度。3.3压实度（DegreeofCompaction）筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。3.4沉降差（DifferentialSettlement）测定压实层表面的测点在采用重型振动压路机（18 t以上）、冲击压路机、或羊角碾等施工压实机具按规定的压实参数压实后各测点的高程差。3.5孔隙率（Porosity）土的孔隙体积与土总体积的比值，以百分率表示。3.6级配（Gradation）土料按颗粒粗细的不同，将粒径相似，工程性质相近的颗粒划分为若干个粒组，土中各粒组的相对含量，即为土颗粒的级配。3.7含水率（MoistureContent）土中水的质量与土颗粒质量的比值，以百分率表示。可通过实验室烘干试验或现场酒精燃烧法确定。3.8填土路基（SoilSubgrade）用石料含量小于总质量30%的土质材料填筑的路基。3.9土石路基（Soil-RockMixedSubgrade）用石料含量占总质量30%~70%的土石混合材料填筑的路基。3.10填石路基（Rock-FillSubgrade）用粒径大于40mm且含量超过总质量70%的石料填筑的路基。4符号下列符号适用于本标准。—路基动态回弹模量，MPa；—第压实遍数下的路基动态回弹模量平均值，MPa；—路基动态回弹模量控制标准值，MPa；—路基动态回弹模量平均值，MPa；—路基动态回弹模量代表值，MPa；—路基压实度，%；—第压实遍数下的路基压实度平均值，%；—初压条件下的路基高程平均值，m；—第压实遍数下的路基高程平均值，m；—第压实遍数下的路基沉降差，即为第压实遍数下的路基高程平均值与第压实遍数下的路基高程平均之差，m；—第i压实遍数下的路基动态回弹模量标准差，MPa;—路基动态回弹模量标准差，MPa;—承载板压力，MPa；—承载板半径，mm；—路基材料泊松比，根据设计规范选取；—承载板中心处的变形，mm；—检测数量；—分布表中随测点数和保证率而变化的系数，查附录C；—保证率，高速公路、一级公路取0.95，其他公路取0.90。5公路动态回弹模量测试仪5.1测试系统5.1.1公路动态回弹模量测试仪由加载装置、承载板、回弹变形测定仪三部分组成，如图1所示。5.1.2加载装置主要由落锤、挂（脱）钩装置、导向杆、阻尼装置构成。智能承载板为圆形钢板，上部设有电控盒，内部装有力和位移传感器、数据采集器、数据处理器和无线传输模块。回弹变形测定仪主要由数据采集显示终端和打印机组成。5.2技术要求加载装置推荐参数。（1）落锤质量：12.0±0.1kg。（2）落高：100-730mm。（3）最大动应力：0.066MPa（4）脉冲荷载持续时间：10-30ms。承载板推荐参数。（1）直径：450±0.75mm。（2）厚度：15.0±0.15mm。（3）表面粗糙度：≤6.3μm。回弹变形测定仪推荐参数。（1）变形测量范围：0.1-2mm。（2）变形测量精度：±0.04mm。5.3检定/校准公路动态回弹模量测试仪的检定/校准应符合下列规定：（1）启用前；1-承载板底盘；2-无线路由器1-承载板底盘；2-无线路由器；3-传感器；4-电控盒；5-电源开关；6-充电插口；7-弹簧阻尼装置；8-锁紧螺母；9-落锤；10-落锤安全锁；11-落锤提手，12-12、落锤滑动导向轴承；13-导向杆。14-挂（脱）钩装置；15-定位销；16-提手（3）每年应至少检定/校准一次；（4）修理后必须进行检定/校准；图1公路动态回弹模量测试仪示意（5）遭受严重撞击或其他损害应图1公路动态回弹模量测试仪示意5.3.2动态回弹模量测试仪在正式使用前，须对检定/校准证书进行确认，且在有效周期内。5.4保养与运输5.4.1仪器应进行定期的清洁保养，清洁过程中，承载板与加载装置切勿用水或具有腐蚀性的试剂清洗或擦拭。5.4.2加载装置的导向滑杠应定期（每3个月）用洁净的棉布擦拭干净。当长期不用时，显示终端（手机或笔记本电脑）、承载板、打印机应定期（每3个月）充电保养一次。在试验结束后或运输前，应检查各部件电源关闭情况，确认关闭后，将回弹变形测定仪、承载板、加载装置及加载装置托盘等放入运输箱内，并将各部件锁紧、盖好箱盖，应置于干燥阴凉处。6现场检测技术6.1一般规定试验场地及环境条件应符合下列规定：（1）测试面宜水平，其倾斜度应不大于5°。（2）测试面应干燥、平整、无坑洞及松散填料，表面宜呈板结状态。（3）试验时测试面应远离振动。6.1.2采用动态回弹模量测试仪检测路基回弹模量时，应收集下列资料：（1）工程名称、设计单位、施工单位。（2）路基填料类型、路基压实方式。（3）检测里程桩号、检测部位、填筑压实层次。（4）填料最大粒径、填料级配组成、填料松铺与压实厚度。（5）填料最大干密度、最佳含水率。（6）填筑压实层设计回弹模量或CBR指标。6.1.3动态回弹模量检测宜在路基每层施工碾压成型完毕后当日内完成。6.1.4用于路基填料压实过程质量检测时，分层检测厚度不宜超过40cm。凡使用动态回弹模量测试仪进行公路路基压实质量检测及控制的人员，应持有公路试验检测专业职业资格证书且经培训后上岗。6.2检测频率6.2.1对于高速公路、一级公路，检测频率为每作业段每车道每50m每压实层不少于1处。一个作业段不少于6处。6.2.2对于二级、三级及四级公路，检测频率为每作业段每车道每100m每压实层不少于1处。一个作业段不少于6处。6.2.3对于台背回填，检测频率为每压实层单侧不少于6处。6.3准备工作在组织路基试验段施工时，同步开展路基动态回弹模量现场比对试验工作，针对填土路基，应建立路基填筑层压实度与动态回弹模量的相关关系。针对土石及填石路基，应建立路基填筑层沉降差或孔隙率与动态回弹模量的相关关系。通过建立的相关关系，采用“对应性原则”确定相应填筑层的路基压实质量过程控制的动态回弹模量控制标准。现场试验段比对试验具体步骤见附录A。6.4测试步骤6.4.1确定路段检测单元。现场路基填料和施工工艺一定下，检测单元可为一个路基压实作业段、一天完成的路段，或按相关规范的规定选取一定长度的路基压实路段。6.4.2按照JTG3450附录A的方法确定检测的位置。6.4.3检测工作开始前，检查动态回弹模量仪器显示终端（手机或笔记本电脑）、承载板、打印机的电源状况，调试仪器设备，确认其完好状态，并根据测试路段填料种类，设置相应的检测参数。做好记录，填写相关表格，见附录B。6.4.4在测点处应用毛刷扫去松土整平测试面。测试面宜为水平，其倾斜度不大于5°，必要时可用少量标准砂补平。6.4.5将承载板放置在平整好的测试面上，安装上导向杆并保持垂直。6.4.6将落锤提升至挂（脱）钩装置上挂住，然后使落锤脱钩并自由落下，当落锤弹回后将其抓住并挂在挂（脱）钩装置上，按此操作进行3次预冲击。6.4.7正式测试时按上述6.4.6的操作方法进行3次冲击测试，正式测试，并自动记录。测试时应注意避免荷载板与导向杆接触位置处的移动或跳跃。6.4.8测试过程中，若因人为等因素导致测试数据中出现异常时，应注意：若记录数据属于预冲击数据，视具体情况决定是否重新测试；若记录数据为正式测试数据，则必须重新测试或另选其他测试点。6.4.9当填料粒径、级配发生明显变化，或施工工艺不同，应根据具体情况重新确认压实质量与动态回弹模量相关关系方程。7检测数据处理与结果判定7.1路基动态回弹模量应按代表值和单个合格值的允许偏差分层评定。7.1.1路基动态回弹模量计算公式如下： （1）式中：—路基动态回弹模量，MPa；—承载板压力，MPa；—承载板半径，mm；—路基材料泊松比，根据设计规范JTGD30选取；—承载板中心处的变形，mm。7.1.2路基动态回弹模量代表值计算公式如下： （2）式中：—路基动态回弹模量控制标准值，MPa；—路基动态回弹模量平均值，MPa；—路基动态回弹模量代表值，MPa；—路基动态回弹模量标准差，MPa;—检测数量；—分布表中随测点数和保证率而变化的系数，查附录C；—保证率，高速公路、一级公路取0.95，其他公路取0.90。当，且单点动态回弹模量全部大于或等于E0的95%时，评定路段的动态回弹模量合格率为100%；当，且单点动态回弹模量全部大于或等于E0的85%时，按测点数计算合格率。当或某一单点动态回弹模量小于的85%时，该评定路段动态回弹模量为不合格，相应分项工程为不合格。7.2当路基施工作业段落较短时，分层动态回弹模量值点点应全部符合要求，且样本数不少于6个。7.3路基动态回弹模量检测结果准确到0.1MPa。

附录A（规范性附录）路基动态回弹模量控制指标比对试验A.1基本要求：选取路段长度可根据现场需要确认，一般不宜小于200m。试验过程中，应依据JTGF80/1《公路工程质量检验评定标准》，按路基不同结构层、不同填料种类开展比对试验，建立动态回弹模量与压实程度的相关关系式。比对过程应详细记录，分析结果报告作为现场检测标准依据。不同类型路基的推荐比对参数为：（1）对于填土路基，宜选取的比对参数为压实度（灌砂法）。（2）对于土石和填石路基，宜选取的比对参数为沉降差或孔隙率。A.2对比试验步骤：步骤1：按照试验段方案确定的碾压工艺，分4~5步工序碾压。步骤2：初压完成后，按纵向不大于40m间距布设检测断面，每断面设3-5个动态回弹模量及沉降差检测点，并做好标识。步骤3：在每次碾压工序完毕后，依次检测填筑压实层动态回弹模量、压实度（填土路基）/沉降差或孔隙率（土石、填石路基）指标，其中压实度/孔隙率试验点位不少于6点。步骤4：上述检测完成后，进行下一步工序碾压。按照上述步骤开展试验，至完成全部试验结束（若选取的比对参数为沉降差，在沉降差满足规定要求的工序条件下，还需同时进行孔隙率指标检测）。注意：不同压实层压实度检测点位间距不宜小于3m。A.3比对试验结果分析：步骤1：分别计算不同碾压遍数下路基动态回弹模量、沉降差或孔隙率（土石、填石路基）/压实度（填土路基）。若选取的比对参数为沉降差，则在沉降差满足规定要求的工序条件下，孔隙率指标也应满足规定要求，如不满足，则应选择孔隙率作为土石、填石路基的比对参数重新进行比对试验。步骤2：将超出的路基动态回弹模量特异值舍弃，重新计算动态回弹模量平均值，进行比对关系分析。步骤3：用数理统计的回归分析方法建立不同碾压遍数下路基动态回弹模量与沉降差或孔隙率（土石、填石路基）/压实度（填土路基）的关系曲线，得出相关关系方程，相关系数R不宜小于0.95，不应低于0.90。步骤4：通过相关关系方程，计算满足沉降差或孔隙率（土石、填石路基）/压实度（填土路基）设计指标对应的动态回弹模量标准值（不得低于回弹模量设计值），经监理单位确认后作为后续路基压实质量控制和验收指标。针对填土路基应用本规程进行压实质量控制时，为直观的显示动态回弹模量与压实度关系比对试验操作过程与现场应用评定，便于检测人员理解和应用本规程，建立关系比对试验及评定工作流程，如图A.1所示。针对土石路基和填石路基应用本规程进行压实质量控制时，为直观的显示动态回弹模量与沉降差关系比对试验操作过程与现场应用评定，便于检测人员理解和应用本规程，建立关系比对试验及评定工作流程，如图A.2所示。图A.1填土路基现场比对试验流程图A.2土石或填石路基现场比对试验流程（以沉降差为例）

附录B（资料性附录）路基动态回弹模量试验检测记录表和报告原始记录表格受控编号***********表B.1路基动态回弹模量试验检测记录表检测单位名称：记录编号：第页，共页工程名称任务编号工程部位/用途段落名称段落描述样品编号检测依据检测条件判定依据检测日期主要仪器设备及编号结构层次检测方法填料类型动态回弹模量设计标准值（MPa）序号检测桩号检测位置回弹变形量（mm）冲击荷载（N）实测动态回弹模量（MPa）单个值平均值备注：检测：记录：复核：日期：年月日表格受控编号***********表B.2路基动态回弹模量试验检测报告检测单位名称：报告编号：第页，共页委托单位委托编号工程名称样品编号工程部位/用途检测依据段落描述判定依据主要仪器设备及编号检测方法结构层次填料类型动态回弹模量设计标准值（MPa）序号检测桩号检测位置实测动态回弹模量（MPa）结果判定平均值（MPa）标准差（MPa）代表值（MPa）检测数量合格数量合格率（%）检测结论：备注：检测：XX:XX