贝克曼梁测定路基路面回弹模量试验方法
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土基的回弹模量检测
土基的回弹模量值是表征路基结构承载力,是公路改扩建工程中需准确测定的一项力学参数。测定回弹模量的方法,目前国内常用的主要有承载板法、贝克曼梁法和其他间接测试方法f如贯入仪测定方法和CBR测定法1。
1.承栽板法
该法适用于现场土基表面,使用BZZ-10o标准车和叶30cm的承载板,通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法,测定每级荷载下相应的土基回弹模量变形值,排除显著偏离的回弹变形异常点,绘出荷载P与同弹变形值L的P-L曲线,然后由变形值导出回弹模量的值。该法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用,本次现场检测即采用承载板法测定土基回弹模量。
2.贝克曼梁法
该法适用于在土基、厚度不小于lm的粒料整层表面。用弯沉仪测试各测点的回弹弯沉值,通过计算求得该材料的回弹模量值,也适用于在旧路表面测定路基、路面的综合回弹模量。这种方法测定简单,一般工程单位广泛采用,但是由于标准荷载较难控制,测定结果往往较难应用于实际。贝克曼梁弯沉测量仪测到的是最大回弹弯沉值,轮载、轮压和加压时间(行驶速度)是影响测定结果的三项加载条件,在测定前和测定过程中,必须认真检查是否符合规定要求,测定
时,测试车辆沿轮迹带行驶。由于影响承载能力的变量较多,可以预料各测设点的弯沉值会有较大的变异,因而通常采用统计的方法对每一路段的弯沉值进行统计处理,以路段的代表弯沉值表征路段的承载能力。
3.贯入仪测定法
土基回弹模量也可用长杆贯入仪综合次数法(简称贯入仪测定法)测定,该法是利用长杆贯入仪,试验时记录测头击入土中每10cm所需的锤击次数,直至贯入土中80cm为止。综合贯入次数是按布辛公式以距路基表面深度为5cm,15cm,25cm,35cm,45cm,55cm,65cm和75cm时的压应力略加调整作为各层的权数。
贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验方法
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。
土的回弹模量计算
根据《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008),现计算土的回弹模量如下:
1、 承载板法测定土的回弹模量
计算资料见表1:
承载板试验数据 表1
路基土类为粘性土,泊松比为0.35
承载板试验(MPa) 回弹变形(0.01mm)
0.02 15
0.04 31
0.06 42
0.08 56
0.10 77
0.15 116
0.20 171
0.25 162
0.30 205
根据表中数据,舍去回弹变形大于1mm的数据,绘出p-L曲线如图1所示:
图1 承载板实验荷载-变形曲线
01020304050607080900.000.020.040.060.080.100.12L(×0.01mm)P(MPa)承载板试验的荷载-变形曲线回弹变形(0.01mm)根据规范,由于曲线起始部分出现反弯,故应进行原点修正,并进行直线拟合,如图2所示:
图2 原点修正图
由图2读的各级荷载作用下图的回弹变形值如表2所示:
各级荷载对应的土的回弹变形值 表2
𝑝𝑖 0.02 0.04 0.06
0.08 0.10
𝐿𝑖 17 31 43 58 73
由公式
𝐸0=𝜋𝐷4(1−𝜇02)∑𝑝𝑖∑𝐿𝑖
计算得:
𝐸0=𝜋×3004×(1−0.352)×(0.02+0.04+0.06+0.08+0.10)(17+31+43+58+73)×10−2=27.93(MPa)
式中:𝐸0——土基回弹模量
𝐷——刚性承载板直径,规定为30cm
𝜇0——土基泊松比,取为0.35
∑𝑝𝑖——回弹变形小于1mm的各级荷载单位压力总和
∑𝐿𝑖——各级荷载单位压力作用下,回弹变形小于1mm的回弹变形总和
2、 贝克曼梁弯沉试验法测定土的回弹模量
路基路面回弹模量试验检测方法
SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
路基路面回弹模量试验检测方法
土基的回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数,我国现有规范已给出了不同的自
然区划和土质的回弹模量值的推荐值,具体参见《公路沥青路面设计规范》(JTJ
014一97)
中附录E“土基回弹模量测定仪参考值”表。但由于土基回弹模量的改变将会影响路面设计
的厚度,所以建议有条件时最好直接测定,而且随着施工质量的提高)口弹模量值的检验将
会作为控制施工质量的一个重要指标。测定回弹模量的方法,目前国内常用的主要有:承载
板法、贝克曼梁法和其他间接测试方法(如贯人仪测定法和CBR测定法人)。
一、承载板法
1.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,经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。
2.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。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。汽车轮胎充气压力为0.50MPa。
(2)现场测试装置,由千斤顶、测力计(测力环或压力表)及球座组成。
(3)刚性承载板一块,板厚20mm,直径为Φ30cm ,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