弯沉测定试验

1、弯沉测定试验弯沉测定试验东南大学交通学院东南大学交通学院黄晓明黄晓明Tel: 025-8379 5184东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University弯沉测定实验弯沉测定实验路面弯沉概念路面弯沉概念路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University沥青路面设计基本理论沥青路面设计基本理论- -弹性层状体系理论弹性层状体系理论 路面弯沉概念路面弯沉概念东南大学交通学院东南大学交通学院

2、 School of Transportation Southeast UniversitySubgrade SoilBase/SubbaseSurfacee dSUR SUBSURAxleLoade Pavement Deflections路面弯沉概念路面弯沉概念东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast UniversityNDT Load “Strong强强”Pavement “Weak弱弱”PavementStrong vs. Weak Pavements路面弯沉概念路面弯沉概念东南大学交通学院东南大学交通学院 School

3、of Transportation Southeast University回弹弯沉回弹弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复的那一部分变形。卸载后能恢复的那一部分变形。残余弯沉残余弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。不能恢复的那一部分变形。总弯沉总弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形（回弹弯沉形（回弹弯沉+ +残余弯沉）。残余弯沉）。容许弯沉容许弯沉：路面设计使用期末不利季节路面设计使用期末不利季节, ,标准轴载

4、作用下标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。设计弯沉设计弯沉：是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下载作用下, ,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。路面弯沉概念路面弯沉概念东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University贝克曼法：贝克曼法：传统检测方法，速度慢，静态测试，试验方法成熟，目传统检测方法，速度慢，静态测试，试验方法成熟，目前为规范规定的标准方法。前为规范规定的标准方法。自动弯沉

5、仪法：自动弯沉仪法：利用贝克曼法原理快速连续测定，属于试验范畴，利用贝克曼法原理快速连续测定，属于试验范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼进行标定换算。但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼进行标定换算。落锤弯沉仪法：落锤弯沉仪法：利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉，利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉，属于动态弯沉，并能反算属于动态弯沉，并能反算路面路面的回弹量，快速连续测定，使用时应用贝克的回弹量，快速连续测定，使用时应用贝克曼进行标定换算。曼进行标定换算。 路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备弯沉测定弯沉测定FWD东南大学交通学院东南大学交通学院 School of

6、 Transportation Southeast University路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备Benkelman Beam东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备Benkelman Beam东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备DeflectometersTrailer FWDVehicle FWDPortable东南大学交通学院东南大学交通学院 Sch

7、ool of Transportation Southeast UniversityLoadDeflection measuring sensors落锤式弯沉仪落锤式弯沉仪FWDFWD路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备Falling weight deflectometer (FWD) 东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定设备路面弯沉测定设备落

8、锤式弯沉仪落锤式弯沉仪FWDFWD东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法1 1 目的目的 1.1 利用弯沉仪量测路面表面在标准试验车后轮垂直静载利用弯沉仪量测路面表面在标准试验车后轮垂直静载作用下的作用下的轮隙回弹弯沉值轮隙回弹弯沉值，用作评定路面强度的指标；，用作评定路面强度的指标； 1.2 根据实测所得的土基或整层路面材料的回弹弯沉值，根据实测所得的土基或整层路面材料的回弹弯沉值，按照弹性半空间体理论的垂直位移公式按照弹性半空间体理论的垂直位移公式计算土基或路面材计算土基或

9、路面材料的回弹模量料的回弹模量； 1.3 通过对路面结构通过对路面结构分层测定分层测定所得的回弹弯沉值，根据弹所得的回弹弯沉值，根据弹性层状体系垂直位移理论解，性层状体系垂直位移理论解，反算路面各结构层的材料回反算路面各结构层的材料回弹模量值弹模量值。东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法2 2 适用范围适用范围 2.1 路面的弯沉是测定载重汽车在路面的弯沉是测定载重汽车在标准轴荷载、轮胎尺寸、标准轴荷载、轮胎尺寸、轮胎间隙及轮胎压力轮胎间隙及轮胎压力下，对路面表面的垂直变形值

10、，根据下，对路面表面的垂直变形值，根据需要可以是总弯沉或回弹弯沉，以需要可以是总弯沉或回弹弯沉，以0.01毫米毫米为单位表示。为单位表示。 2.2 沥青路面的弯沉以沥青路面的弯沉以路表温度路表温度20为准，在其他温度测为准，在其他温度测试时，弯沉值应予温度修正。但对沥青路面厚度等于或小试时，弯沉值应予温度修正。但对沥青路面厚度等于或小于于5cm厚时，不予修正。厚时，不予修正。 2.3 本方法适用于测定各种路面的本方法适用于测定各种路面的回弹弯沉以评定路面的回弹弯沉以评定路面的承载能力或供路面结构设计使用承载能力或供路面结构设计使用。也适用于路基路面施工。也适用于路基路面施工过程中压实程度的弯沉

11、检验。过程中压实程度的弯沉检验。东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法3 3 仪具与材料仪具与材料 本试验需要下列仪具与材料；本试验需要下列仪具与材料；3.1 3.1 标准车标准车1 1辆辆：双轴，后轴双侧：双轴，后轴双侧4轮的载重车，后轴的轮的载重车，后轴的BZZ-100标准。标准。3.2 3.2 路面弯沉仪路面弯沉仪 2 2台台，由贝克曼梁百分表及表架组成，贝，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，其前臂克曼梁由合金铝制成，上有水准泡，其前臂(接触路

12、面接触路面)与与后臂后臂(装百分表装百分表)长度分别为长度分别为240cm和和120cm(总长总长360cm)或或360cm和和180cm (总长总长540cm)两种仪器。其比值为两种仪器。其比值为2:1。弯沉采用百分表量得，也可用自动记录装置测量。弯沉采用百分表量得，也可用自动记录装置测量。东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测

13、定方法3 3 仪具与材料仪具与材料 本试验需要下列仪具与材料；本试验需要下列仪具与材料；3.3 3.3 百分表百分表12只只 量程为量程为10毫米，并带百分表支架。毫米，并带百分表支架。3.4 3.4 皮尺皮尺12把把 长长3050米。米。3.5 3.5 其它工具和物品其它工具和物品 如千斤顶、加载用重物、花杆、手如千斤顶、加载用重物、花杆、手杖、口哨、油漆、粉笔、记录板、记录表、厘米纸、铅笔杖、口哨、油漆、粉笔、记录板、记录表、厘米纸、铅笔和扳手等。和扳手等。东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测

14、定方法路面弯沉测定方法 4 4 试验方法试验方法4.1 4.1 汽车加载汽车加载 以砂石、砖等材料或铁块等重物加载，注以砂石、砖等材料或铁块等重物加载，注意堆放稳妥；意堆放稳妥；4.2 4.2 称量汽车后轴重量称量汽车后轴重量 此时前轮应驶离地面，调整汽车此时前轮应驶离地面，调整汽车加载重物，使汽车后轴总重加载重物，使汽车后轴总重P合乎上述规定；合乎上述规定；4.3 4.3 印取轮迹印取轮迹 在平整坚实的地表上，将合乎荷载标准的在平整坚实的地表上，将合乎荷载标准的汽车后轮用千斤顶顶起，在车轮下放置盖有复写纸的厘米汽车后轮用千斤顶顶起，在车轮下放置盖有复写纸的厘米纸。开启千斤顶使车轮缓缓下放，即

15、在复写纸覆盖的厘米纸。开启千斤顶使车轮缓缓下放，即在复写纸覆盖的厘米纸上压现轮迹。然后再顶起后轮，取出厘米纸，注明左右纸上压现轮迹。然后再顶起后轮，取出厘米纸，注明左右轮，用笔勾画出轮胎印迹周界，计算面积（虚面积）轮，用笔勾画出轮胎印迹周界，计算面积（虚面积）F；东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法 4 4 试验方法试验方法4.4 4.4 计算后轮的单位面积压力计算后轮的单位面积压力及荷载相当圆直径及荷载相当圆直径 p=P/(2F)4.5 4.5 测点选定测点选定 一般路段可

16、在行车带上每隔一般路段可在行车带上每隔50100米选一米选一测点，并记录测点里程、位置。如果情况特殊，可根据具测点，并记录测点里程、位置。如果情况特殊，可根据具体情况适当加密测点，有条件时，可用两台弯沉仪对左、体情况适当加密测点，有条件时，可用两台弯沉仪对左、右两行车带同时进行测定；右两行车带同时进行测定； 4.6 4.6 测定方法测定方法 由于目前我国柔性路面设计方法是以路面由于目前我国柔性路面设计方法是以路面的回弹弯沉值作为其强度指标的，因此测定弯沉值一般都的回弹弯沉值作为其强度指标的，因此测定弯沉值一般都采用采用“前进卸载法前进卸载法”。其具体。其具体操作程序操作程序如下；如下； 4.7

17、 支点修正支点修正 测定值点处的弯沉进行支点修正。测定值点处的弯沉进行支点修正。东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法 4 4 试验方法试验方法1 1 将试验车将试验车一侧后轮（一般均使用左右轮）停于测点上。一侧后轮（一般均使用左右轮）停于测点上。2 2 迅速在此一侧后轮的两轮胎间隙中间安置弯沉仪测头，迅速在此一侧后轮的两轮胎间隙中间安置弯沉仪测头，并并调平弯沉仪调平弯沉仪。为了得到较精确的弯沉值，测头应置于轮。为了得到较精确的弯沉值，测头应置于轮胎间隙中间胎间隙中间稍前稍前3

18、 35 5厘米厘米处。处。3 3 调整百分表调整百分表，使读数为，使读数为45毫米，并轻弹百分表。毫米，并轻弹百分表。4 4 吹口哨吹口哨。读取初读数指挥汽车缓缓前进。百分表指针随。读取初读数指挥汽车缓缓前进。百分表指针随路面变形的增加持续向前转动。当路面变形的增加持续向前转动。当转动到最大值时转动到最大值时，迅速，迅速读取初读数读取初读数d1；汽车仍在继续前进，百分表指针反向回转。；汽车仍在继续前进，百分表指针反向回转。待汽车驶出弯沉影响半径后，百分表指针回转稳定，读取待汽车驶出弯沉影响半径后，百分表指针回转稳定，读取终读数终读数d2。当弯沉仪的杠杆比为。当弯沉仪的杠杆比为2 1时，则回弹弯沉值为：时，则回弹弯沉值为：0.01mm 221ddlt东南大学交通学院东南大学交通学院 School of Transportation Southeast University路面弯沉测定方法路面弯沉测定方法5 5 回弹弯沉试验记录表回弹弯沉试验记录表 路