贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验
一、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。
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、仪具与材料
本试验需要下列仪具与材料:
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1的要求。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10t的BZZ-100标准车;其他等级公路可采用后轴6t的BZZ-60标准车。
2.、路面弯沉仪: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。
测定弯沉用的标准车参数表1
标准轴载等级
BZZ-100
BZZ-60
后轴标准轴载P(kN)
100±1
60±1
一侧双轮荷载(kN)
50±0.5
30±0.5
轮胎充气压力(MPa)
0.70±0.05
0.50±0.05
单轮传压面当量圆直径(cm)
21.30±0.5
19.50±0.5
轮隙宽度
应满足能自由插入弯沉仪测头的测试要求
三、试验方法
1、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),并用地磅称量后轴总质
量,符合要求的轴重规定。汽车行驶及测定过程中,轴载不得变化。
(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
(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的材料、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的轮迹带上,并用白油漆或粉笔划上标记。
(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3~5cm处)并安装百分表于弯沉仪的测定杆上,百分表调零,用手轻轻叩打弯沉仪,检查百分表是否稳定归零。弯沉仪可以单侧测定,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。
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
测定时应检测支点有无变形。此时应用另一台检测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,如检测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。
(2)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、结果计算及温度修正
1、路面测点的回弹沉值依式(1)计算:
LT=(L1-L2)×2(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(0.01mm);
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弯形修正时,路面测点的回弹弯沉值式(2)计算:
LT=(L1-L2)×2+(L3-L4)×6(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。
(1)测定时的沥青层平均温度按式(3)计算:
T=(T25+Tm+Te)/3(3)
式中:T——测定时沥青层平均温度(℃);
L25——根据T0由图7-2决定的路表下25mm处的温度(℃);
Lm——根据T0由图7-2决定的沥青层中间深度的温度(℃);
L2——根据T0由图7-2决定的沥青层底面处的温度(℃)。
图7-2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。
(2)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。
(3)沥青路面回弹弯沉按式(4)计算:
L20=LT×K(4)
式中:K——温度修正系数;
L20——换算200C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(5)计算每一个评定路段的代表弯沉:
Lr=L+ZaS(5)
式中:Lr——个评定路段的代表弯沉(0.01mm);
L——个评定路段内经各项修正后和各测点弯沉的平均值(0.01mm);
S——个评定路段内经各项修正生的全部测点弯沉的标准点(0.01mm);
Za——与保证率有关和系数,当设计弯沉值按《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)确定时,采用:
层位
Za
高速公路、一级公路
二、三级公路
沥青面层
1.645
1.5
路基
2.0
1.645
五、报告
报告应括下列内容:
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。
回弹弯沉试验报告表
祥临公路
路面低九合同段
承包单位
云南第一公路桥梁工程有限公司
监理单位
云南公路工程监理咨询有限公司
检测里程
K201+685~K202+164.14
试验编号
工程名称
路槽
报告日期
2003.11.25
标准轴载
100KN
保证率系数λ
2
平均弯沉值(0.01mm)
92.1
路表温度
温度影响系数
代表弯沉值(0.01mm)
167.2
左车道
里程桩号
右车道
弯沉(0.01mm)
读数(0.01mm)
读数(0.01mm)
弯沉(0.01mm)
左轮
右轮
左轮
右轮
左轮
右轮
左轮
右轮
K228+300
35
40
70
80
144
130
72
65
K228+325
28
26
56
52
160
120
80
60
K228+350
18
21
36
42
118
120
59
60
K228+375
20
40
40
80
90
60
45
30
K228+400
25
27
50
54
250
230
125
115
K228+425
44
59
88
118
100
90
50
45
K228+450
55
72
110
144
80
124
40
62
K228+475
60
95
120
190
90
90
45
45
K228+500
65
68
130
136
100
84
50
42
K228+525
75
68
150
136
190
110
95
55
K228+550
60
36
30
18
K228+575
56
60
112
120
120
120
60
60
K228+600
95
36
190
72
56
140
28
70
K228+625
80
72
160
144
96
108
48
54
K228+650
100
75
200
150
60
96
30
48
K228+675
70
100
140
200
80
100
40
50
K228+700
70
77
140
154
76
120
38
60
K228+725
80
100
160
200
96
60
48
30
K228+750
75
120
150
240
40
66
20
33
K228+775
45
44
90
88
128
76
64
38
K228+800
55
100
110
200
126
110
63
55
K228+825
30
103
60
206
54
100
27
50
K228+850
84
100
42
50
K227+925
55
42
110
84
114
76
57
38
K227+950
56
59
112
118
72
64
36
32
K227+975
102
100
51
50
K228+000
40
46
80
92
86
100
43
50
K228+025
20
22
40
44
46
22
23
11
K228+050
49
57
98
114