弯沉检测方法.ppt

弯沉检测方法 1 弯沉值的概念 1 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 总弯沉 回弹弯沉 残余弯沉 永久弯沉 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 回弹弯沉值表证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 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 3 竣工验收弯沉值竣工验收弯沉值是检验路面是否达到设计要求的指标之一 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 在我国已有成熟的经验 但由于其测试速度等因素的限制 各国都对快速连续或动态测定进行了研究 现在用得比较普遍的有法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪 丹麦等国家发明并几经改进形成的落锤式弯沉仪 FWD 美国的振动弯沉仪等 国内外常用的方法贝克曼梁法自动弯沉仪法落锤式弯沉仪 回弹弯沉 0 01mm 总弯沉 0 01mm 动态弯沉 0 001mm 2 贝克曼梁法测试弯沉的目的与适用范围 1 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 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 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 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 3 BZZ 100测试车要求 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 后后轴标准载P KN 100 1 轮胎充气压力 Mpa 0 70 0 05 单轮当量园直径 cm 21 3 0 5 轮隙宽度能满足自由插入弯沉仪测头 4 贝克曼梁弯沉仪组成 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 接触式路面温度计 端部为平头 分度不大于1 5 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材料 结构 厚度 施工及养护等情况 6 测试步骤 布置测点 用粉笔等进行标记测点应位于行车轮迹带上 其距离随测试需要而定 测试车后轮轮隙对准测点后约3 5cm处的位置上 将弯沉仪插入汽车后轮轮缝隙处 与汽车行驶方向一致 弯沉仪测头放置测点上 轮隙中心偏前3 5cm处 安装百分表 将百分表安装在弯沉仪测杆上并调零 用手指轻轻叩打弯沉仪 检查百分表是否稳定回零 吹哨指挥汽车缓缓前进 百分表顺着变形的增加顺时针转动 当转动到最大时迅速读取读数L1 汽车仍在前进 表针反时针回转 待汽车驶出弯沉影响半径 表稳定后读取终读数 汽车前进的速度宜为5km h左右 结果计算及温度修正 7 弯沉仪的支点变形修正 修正条件 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 修正方法 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 支点变形修正的原理如图所示 弯沉仪的支点变形修正 温度的修正 经验法 较老的方法查图法 现行标准推荐的方法 试验数据处理与计算 1 测点的回弹弯沉值按下式计算 LT L1 L2 2 2 进行弯沉仪支点变形修正时 路面测点的回弹沉值按下式计算 LT L1 L2 2 L3 L4 6 3 沥青路面回弹弯沉按下式计算 L20 LT K 结果评定 1 按下式计算每一个评定路段的代表弯沉 2 计算平均值和标准差时 应将超出 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 4 若在非不利季节测定时 应考虑季节影响系数 2 自动弯沉仪 工作原理自动弯沉仪的基本工作原理与贝克曼梁的原理是相同的 都是采用简单的杠杆原理 自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶 将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动 当后轴双轮隙通过测头时 弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来 这时 测定梁被拖动 以二倍的汽车速度拖到下一测点 周而复始地向前连续测定 通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果 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 3 落锤式弯沉仪 FWD 利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉 自动弯沉仪检测弯沉时 因为汽车行进速度很慢 所测得的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 近年来 采用落锤式弯沉仪 网巾 测定路面的动态弯沉 并用来反算路面的回弹模量 已成为世界各国道路界的热门课题 这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定 落锤式弯沉仪是目前国际上最先进