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摘 要:随着路面路基检测方法的不断革新与进步,回弹弯沉检测法在我国得到了广泛的应用。在实际使用的过程中,回弹弯沉检测法已经取得相当多的经验和成果。作为公路工程的一个基本参数它的正确测试在路面结构的设计、施工控制及施工验收以及在旧路补强设计中起着非常重要的作用。本文介绍了回弹弯沉检测的相关概念,并在此基础上阐述了其在路面路基试验检测中的应用。
关键词:路基路面;回弹弯沉;检测方法;应用
中图分类号:TE271
社会和经济的进步促进了各种技术的发展和创新。目前,随着路面路基检测技术的不断革新,回弹弯沉检测法在我国得到了广泛的应用,并且取得相当多的经验和成果。一般来说,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数值。在国内外回弹弯沉值用来表示路基路面的承载能力:回弹弯沉值越大,路面路基的承载能力越小;弯沉值越小,则路面路基的承载能力越大。作为公路工程的一个基本参数它的正确测试在路面结构的设计、施工控制及施工验收以及在旧路补强设计中起着非常重要的作用。
一、弯沉值概述
弯沉是指在规定的标准轴载的作用下,路面或路基表面的轮隙位置产生的不同程度的变形。弯沉可以分为总垂直变形(总弯沉)和垂直回弹变形(回弹弯沉),一般以0.01mm为计量单位。
(一)设计弯沉值
路面弯沉设计值的确定是根据一个车道在设计年限内上预测通过的公路等级、累计当量轴次、面层和基层类型等。
(二)竣工验收弯沉值
路面是否符合设计要求的指标之一就是竣工验收弯沉值。当路面厚度计算以设计弯沉值为控制指标时,则验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值;当厚度计算以层底拉应力为控制指标时,就要根据拉应力计算所出来的结构厚度,重新计算路面的弯沉值,该弯沉值就是竣工验收弯沉值。
(三)弯沉值的测试方法
弯沉值有多种测试方法,目前使用的最多的就是贝克曼梁法。虽然这种梁法在我国已经获取了成熟的经验,但由于其测试速度等各种因素的限制,各国进行了对快速动态或连续测定的研究。现在使用的比较普遍的测试弯沉值的方法有一下几种:美国的振动弯沉仪、法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪、丹麦等国家发明并经过多次改进而形成的落锤式弯沉仪等。
二、贝克曼梁法
(一)适用范围和试验目的
1.贝克曼梁法适用于测定各类路面路基的回弹弯沉,用以评定路面路基的整体承载能力,也可供路面结构的设计使用。
2.贝克曼梁法测定的柔性路面、路基的回弹弯沉值可以供交工和竣工验收使用。
3.在公路养护管理部门制定养路修路计划的时候,贝克曼梁法测定的路面回弹弯沉可以为其提供参考。
(二)仪器与材料
1.路面弯沉仪:由百分表、贝克曼梁及表架组成。弯沉仪长度有两种:一种为长3.6m,前后臂分别为2.4m的和1.2m的普通弯沉仪;另一种是长5.4m,前后臂分别为3.6m和1.8m的加长弯沉仪。通过采用百分表可以得出弯沉值,也可用自动记录装置进行测量。
2.测试车:测试车可以根据需要按公路等级进行选择,高速公路、一级和二级公路应该采用后轴为100kN的BZZ一100;其他等级公路则可采用后轴为60kN的BZZ一60。
3.接触式路面温度计:这种温度计的端部为平头,分度小于或等于1℃。
4.其它材料:口哨、皮尺、粉笔或白油漆、指挥旗等。
测定弯沉用得标准车参数
表1-1
(三)试验步骤与方法
1.试验前的准备工作
(1)检查并测定用标准车的车况及刹车性能是否良好,检查轮胎的内胎符合规定充气压力。
(2)把铁块或集料装进汽车的车槽中,并用地中衡称量后轴的总质量,是否符合要求的轴重规定。另外,汽车在行驶及测定过程中,轴重不得发生变化。
(3)检查弯沉仪百分表测量的灵敏情况。
(4)测定轮胎的接地面积:首先在光滑平整的硬质路面上用千斤顶把汽车的后轴顶起来,在轮胎下方铺上一张新的复写纸;然后轻轻地落下千斤顶,最后将方格纸上印上的轮胎印痕,用数方格的方法或求积仪测算出轮胎的接地面积,最重结果精确到0.1cm 。
(5)当在沥青路面上进行测定时,要用路表温度计测定试验时的气温以及路表的温度(如果一天中气温不断发生变化,还要随时进行测定),并通过气象台了解前五天的平均气温—日最高气温与最低气温的平均值。
(6)其他:记录沥青路面修建或改建时的材料、厚度、结构、施工及日常养护等各方面的情况。
2.测试步骤
(1)在测试路段上布置测试点,用粉笔或白油漆在路面的行车车道的轨迹带上标注。测点之间的距离要随测试需要而设定。
(2)把试验车的后轮轮隙对准测点后约3至5cm处的位置上。
(3)把弯沉仪插入汽车后轮间的缝隙里,并与汽车方向保持一致,梁臂不能与轮胎接触,弯沉仪测头置于轮隙中心前方的3至5m的地方,并将百分表安装在弯沉仪的测定杆上。
(4)当测定者吹哨发令后,汽车要缓缓前进,这时百分表要随路面路基变形的增加而持续不断地向前转动。当百分表的表针转动到最大值时,应当迅速读取初读数L1。如果汽车仍在继续前进,百分表的表针应反向回转,等到汽车驶出弯沉影响的半径(3m以上)后,测定者挥动红旗或吹响口哨指挥停车。等到百分表的表针回转稳定后方可读取数据,并记录下最终读数L2。一般来说,汽车前进的速度应保持在5km/h左右。
(四)弯沉仪的支点变形和修正
1.如果采用的是长度为3.6m的弯沉仪对水泥混凝土路面或半刚性基层沥青路面等进行测定时,则弯沉仪支座处有可能产生变形,因此在测定时应详细地检验支点有无变形。此时,把另一台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两旁。当汽车开出测试点时,要同时测定两台弯沉仪的弯沉值。当在同一结构层上进行测定时,工作人员可在不同的位置测定5次,求出平均值,在以后的测定时把这个平均数作为参考值。
2.如果采用的是长5.4m的弯沉仪,测定时可不进行支点变形的修正。
(五)结果计算及温度修正
1.认真计算测点的回弹弯沉值。
2.进行弯沉仪支点变形修正时,还应计算路面测试点的回弹弯沉值。
3.如果沥青面层厚度大于5cm,并且路面的温度超过(20±2)℃的范围时,回弹弯沉值还应该进行温度的修正。
(六)结果评定
1.计算标准差和平均值的时候,应该把超出L±(2–3)S的弯沉特异值进行舍弃处理。当舍弃弯沉值过大的点时,工作人员要找出其周围的界限,采取局部处理的方法。
2.弯沉代表值如果不大于设计要求的弯沉值就得满分;如果大于设计要求的弯沉值时得零分。如果由于季节的原因不利于测定,还应考虑季节影响的系数值。
3.用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应该按照两个独立的测点进行计算,而不能采用左右两点的平均值。
四、结语
综上所述,回弹弯沉值是用来表示路基、路面的综合承载能力的。各种测试技术在实际路面路基检测中的应用,说明了技术的革新与发展。目前,回弹弯沉检测技术是一门正在迅猛发展的新兴学科,是路面路基工程设计参数、施工质量控制、施工验收评定、日常养护管理决策及各种技术规范、规程修订的主要依据。因此,要在日常的工作中,完善回弹弯沉检测方法,各种技术人员也必须熟练掌握这种技术,充分发挥创造性和能动性,不断改进检测技术,为建设新世纪的交通事业做出应有的贡献。
关键词:路基路面;回弹弯沉;检测方法;应用
中图分类号:TE271
社会和经济的进步促进了各种技术的发展和创新。目前,随着路面路基检测技术的不断革新,回弹弯沉检测法在我国得到了广泛的应用,并且取得相当多的经验和成果。一般来说,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数值。在国内外回弹弯沉值用来表示路基路面的承载能力:回弹弯沉值越大,路面路基的承载能力越小;弯沉值越小,则路面路基的承载能力越大。作为公路工程的一个基本参数它的正确测试在路面结构的设计、施工控制及施工验收以及在旧路补强设计中起着非常重要的作用。
一、弯沉值概述
弯沉是指在规定的标准轴载的作用下,路面或路基表面的轮隙位置产生的不同程度的变形。弯沉可以分为总垂直变形(总弯沉)和垂直回弹变形(回弹弯沉),一般以0.01mm为计量单位。
(一)设计弯沉值
路面弯沉设计值的确定是根据一个车道在设计年限内上预测通过的公路等级、累计当量轴次、面层和基层类型等。
(二)竣工验收弯沉值
路面是否符合设计要求的指标之一就是竣工验收弯沉值。当路面厚度计算以设计弯沉值为控制指标时,则验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值;当厚度计算以层底拉应力为控制指标时,就要根据拉应力计算所出来的结构厚度,重新计算路面的弯沉值,该弯沉值就是竣工验收弯沉值。
(三)弯沉值的测试方法
弯沉值有多种测试方法,目前使用的最多的就是贝克曼梁法。虽然这种梁法在我国已经获取了成熟的经验,但由于其测试速度等各种因素的限制,各国进行了对快速动态或连续测定的研究。现在使用的比较普遍的测试弯沉值的方法有一下几种:美国的振动弯沉仪、法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪、丹麦等国家发明并经过多次改进而形成的落锤式弯沉仪等。
二、贝克曼梁法
(一)适用范围和试验目的
1.贝克曼梁法适用于测定各类路面路基的回弹弯沉,用以评定路面路基的整体承载能力,也可供路面结构的设计使用。
2.贝克曼梁法测定的柔性路面、路基的回弹弯沉值可以供交工和竣工验收使用。
3.在公路养护管理部门制定养路修路计划的时候,贝克曼梁法测定的路面回弹弯沉可以为其提供参考。
(二)仪器与材料
1.路面弯沉仪:由百分表、贝克曼梁及表架组成。弯沉仪长度有两种:一种为长3.6m,前后臂分别为2.4m的和1.2m的普通弯沉仪;另一种是长5.4m,前后臂分别为3.6m和1.8m的加长弯沉仪。通过采用百分表可以得出弯沉值,也可用自动记录装置进行测量。
2.测试车:测试车可以根据需要按公路等级进行选择,高速公路、一级和二级公路应该采用后轴为100kN的BZZ一100;其他等级公路则可采用后轴为60kN的BZZ一60。
3.接触式路面温度计:这种温度计的端部为平头,分度小于或等于1℃。
4.其它材料:口哨、皮尺、粉笔或白油漆、指挥旗等。
测定弯沉用得标准车参数
表1-1
(三)试验步骤与方法
1.试验前的准备工作
(1)检查并测定用标准车的车况及刹车性能是否良好,检查轮胎的内胎符合规定充气压力。
(2)把铁块或集料装进汽车的车槽中,并用地中衡称量后轴的总质量,是否符合要求的轴重规定。另外,汽车在行驶及测定过程中,轴重不得发生变化。
(3)检查弯沉仪百分表测量的灵敏情况。
(4)测定轮胎的接地面积:首先在光滑平整的硬质路面上用千斤顶把汽车的后轴顶起来,在轮胎下方铺上一张新的复写纸;然后轻轻地落下千斤顶,最后将方格纸上印上的轮胎印痕,用数方格的方法或求积仪测算出轮胎的接地面积,最重结果精确到0.1cm 。
(5)当在沥青路面上进行测定时,要用路表温度计测定试验时的气温以及路表的温度(如果一天中气温不断发生变化,还要随时进行测定),并通过气象台了解前五天的平均气温—日最高气温与最低气温的平均值。
(6)其他:记录沥青路面修建或改建时的材料、厚度、结构、施工及日常养护等各方面的情况。
2.测试步骤
(1)在测试路段上布置测试点,用粉笔或白油漆在路面的行车车道的轨迹带上标注。测点之间的距离要随测试需要而设定。
(2)把试验车的后轮轮隙对准测点后约3至5cm处的位置上。
(3)把弯沉仪插入汽车后轮间的缝隙里,并与汽车方向保持一致,梁臂不能与轮胎接触,弯沉仪测头置于轮隙中心前方的3至5m的地方,并将百分表安装在弯沉仪的测定杆上。
(4)当测定者吹哨发令后,汽车要缓缓前进,这时百分表要随路面路基变形的增加而持续不断地向前转动。当百分表的表针转动到最大值时,应当迅速读取初读数L1。如果汽车仍在继续前进,百分表的表针应反向回转,等到汽车驶出弯沉影响的半径(3m以上)后,测定者挥动红旗或吹响口哨指挥停车。等到百分表的表针回转稳定后方可读取数据,并记录下最终读数L2。一般来说,汽车前进的速度应保持在5km/h左右。
(四)弯沉仪的支点变形和修正
1.如果采用的是长度为3.6m的弯沉仪对水泥混凝土路面或半刚性基层沥青路面等进行测定时,则弯沉仪支座处有可能产生变形,因此在测定时应详细地检验支点有无变形。此时,把另一台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两旁。当汽车开出测试点时,要同时测定两台弯沉仪的弯沉值。当在同一结构层上进行测定时,工作人员可在不同的位置测定5次,求出平均值,在以后的测定时把这个平均数作为参考值。
2.如果采用的是长5.4m的弯沉仪,测定时可不进行支点变形的修正。
(五)结果计算及温度修正
1.认真计算测点的回弹弯沉值。
2.进行弯沉仪支点变形修正时,还应计算路面测试点的回弹弯沉值。
3.如果沥青面层厚度大于5cm,并且路面的温度超过(20±2)℃的范围时,回弹弯沉值还应该进行温度的修正。
(六)结果评定
1.计算标准差和平均值的时候,应该把超出L±(2–3)S的弯沉特异值进行舍弃处理。当舍弃弯沉值过大的点时,工作人员要找出其周围的界限,采取局部处理的方法。
2.弯沉代表值如果不大于设计要求的弯沉值就得满分;如果大于设计要求的弯沉值时得零分。如果由于季节的原因不利于测定,还应考虑季节影响的系数值。
3.用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应该按照两个独立的测点进行计算,而不能采用左右两点的平均值。
四、结语
综上所述,回弹弯沉值是用来表示路基、路面的综合承载能力的。各种测试技术在实际路面路基检测中的应用,说明了技术的革新与发展。目前,回弹弯沉检测技术是一门正在迅猛发展的新兴学科,是路面路基工程设计参数、施工质量控制、施工验收评定、日常养护管理决策及各种技术规范、规程修订的主要依据。因此,要在日常的工作中,完善回弹弯沉检测方法,各种技术人员也必须熟练掌握这种技术,充分发挥创造性和能动性,不断改进检测技术,为建设新世纪的交通事业做出应有的贡献。