路面弯沉试验方法
试验一 贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验方法
一、试验目的
1.测定各类路基路面的回弹弯沉,用以评定其整体承载能力,供路面结构设计使用。 2.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、试验原理
利用杠杆原理制成的杠杆式弯沉仪测定轮隙弯沉。 三、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1-1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100kN的BZZ-100标准车;其他等级公路可采用后轴60kN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.其他:皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。
测定弯沉用得标准车参数 表1-1
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 四、试验方法
1.准备工作
(1)检查并保持测定用标准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),并用地磅秤量后轴总质量,符合要求地轴重规定。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:在平整光滑地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。
1
应满足能自由插入弯沉仪测头得测试要求
(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。 2.准备工作
(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,并用白油漆或粉笔画上标记。
(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阿缝隙处,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(轮迹中心前方3~5cm处),并安装百分表于弯沉仪的测定杆上。百分表调零,用手指轻轻叩打弯沉仪,检查百分表是否稳定回零。
弯沉仪可以是单侧测定,也可以是双侧同时测定。
(4)测定者吹哨发令指挥汽车缓慢前进,百分表随路面变形的增加而持续向前移动。当表针转动到最大值时,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3cm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3.6cm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,此时应用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用弯沉仪的后方,其测定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。支点变形修正的原理如图1-1所示。
(2)当采用长度为2.5cm的弯沉仪测定时,可不进行支点变形修正。 五、结果计算及温度修正
1. 路面测点的回弹弯沉值依下式计算:
LT=(L1-L2)×2
; 式中 LT—在路面温度T时的回弹弯沉值(0.01mm)
2
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变形修正时,路面测点的回弹弯沉值按下式计算:
LT=(L1-L2)×2+(L3-L4)×6
; 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最终读数(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下式计算:
T=(T25+Tm+Te)/3
式中 T-测定时沥青层平均温度(℃);
; T25-根据T0由图1-2决定的路表下25mm处的温度(℃)
; Tm-根据T0由图1-2决定的沥青层中间深度的温度(℃)
。 Te-根据T0由图1-2决定的沥青层底面处的温度(℃)
,日平均气温为日图1-2中T0为测定时路表温度与测定前5d日平均气温底平均值之和(℃)
最高气温与最低气温底平均值。
(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,分别由图1-3及图1-4求取。
3
4
(3)沥青路面回弹弯沉按下式计算:
L20=LT×K
式中 K-温度修正系数;
; L20-换算为20℃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. 按下式计算每一个评定路段的代表弯沉:
Lr=L+ZaS
; 式中 Lr-一个评定路段的代表弯沉(0.01mm)
L-一个评定路段内经各项修正后的各测点弯沉的平均值(0.01mm); S-一个评定路段内经各项修正后的全部测点弯沉的标准差(0.01mm); Za-与保证率有关的系数,采用下列数值:
高级公路、一级公路 Za=2.0
二级公路 Za=1.645
二级以下公路 Za=1.5
六、报告
报告应包括下列内容:
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。
试验二 自动弯沉仪测定路面弯沉试验方法
一、试验目的
1.采用自动弯沉仪在标准条件下每隔一定距离连续测试路面的总弯沉,及测定路段的总弯沉值的平均值。
2.用于尚无坑洞等严重破坏的道路验收检查及旧路面强度评价,可为路面养护管理系统提供数据,经过与贝克曼梁测定值进行换算后,也可用于路面结构设计。
二、仪具与材料
自动弯沉仪测定车:洛克鲁瓦型,由测试汽车、测量机构、数据采集处理系统三部分组成。测量机构如图1-5所示,它安装在测试车底盘下面,测臂夹在后轴轮隙中间。汽车运行时测量机构提起,离开路面。
自动弯沉仪测定车的主要技术参数如下: 测试车轴距 6.75m; 测臂长度 1.75~2.40m; 后轴荷载 100kN; 测定轮对路面的压强 0.7MPa; 最小测试步距 4~10m; 测试精度 0.01mm;
5
测试车速度 1.5~4.0km/h。
三、方法与步骤
1. 将自动弯沉仪测定车开到检测路段的测定车道(一般为行车道)上,测点应在路面行车道的轮迹带上。
2. 汽车到达测试地点第一个测点位置后,按下列步骤放下测量机构: (1) 关闭汽车发动机; (2) 松开离合器转盘;
(3) 放下测量头,测量头位于测定梁(后轴)前方的一定距离上; (4) 放下后支点,勾好把手; (5) 放下测量架,销好把手; (6) 放下导向机构;
(7) 插上仪器与汽车的连接销杆或开动液压转向同步系统; (8) 检查钢丝绳一定要在离合器的槽内;
(9) 启动汽车发动机,在操作键盘上按动离合器开关,竖测量机构于最前端。 3. 开始测试时,汽车以一定速度行进,测量头连续检测汽车后轴左右轮隙下产生的路面瞬间弯沉。通过测定梁支点的位移传感器将位移转换为电信号,并传送到数据记录器,待汽车后轮通过测量头后,显示器上显示弯沉盆或弯沉峰值,打印机输出弯沉峰值及测定距离。当第一点测定完毕后,车辆前面的牵引装置以两倍于汽车行进速度的速度把测量机构拉到测定轮前方,汽车继续行进,到达下一测点时,开始第二点测定。周而复始地向前测定,汽车在整个测试过程中应保持在规定的速度范围内稳定行驶,标准的行车速度应为3.0~3.5km/h。在标准速度下的测试步距不应大于10m。
4. 数据采集
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(1)显示器显示弯沉盆或弯沉峰值
测定过程中按相应的功能键,显示器屏幕即可显示每一测点的总弯沉盆。当测定一段距离后,再按此键,将显示路段总弯沉均匀程度的弯沉峰值柱状图。
(2)打印机输出
在测定车测定工作时,应打印出测点位置和左右弯沉峰值。 5. 测定结束后,汽车停止前进,按下列步骤收起测量机构: (1) 先收起导向机构; (2) 提起测量架机构; (3) 提起后支点; (4) 最后挂起测头。 四、数据处理
1. 测定结构应按计算区间输出计算结果。计算区间长度要根据公路等级和测试要求确定,标准的计算区间为100m。
2. 在测定时,随着打印机输出的同时,应将数据用文件方式同时记录在磁带或硬盘上,长期保存。通过计算机输出计算结果,包括每一个计算区间的平均总弯沉值、标准差、代表总弯沉值,示例如表1-2。其中代表总弯沉值按Lr=L+ZaS计算。如已进行过自动弯沉仪总
弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验,则可据此计算出相应的回弹弯沉值。
3. 按附录B的方法计算一个评定路段的平均总弯沉值、标准差、代表总弯沉值。
五、自动弯沉仪与贝克曼梁弯沉对比试验步骤
1. 针对不同地区选择某种路面结构的代表性路段,进行两种测定方法的对比试验,以便将自动弯沉仪测定的总弯沉换算成贝克曼梁测定的回弹弯沉值。测定路段的长度为300~500m,并应使测定的弯沉值有一定的变化幅度。
按计划区间列出的总弯沉测定示例表 表1-2
记录号
路线号
公里桩
百米桩
平均总弯沉值(0.01mm)
1 2 3 4 5
107 107 107 107 107
1376 1376 1376 1376 1376
100 200 300 400 500
41 45 55 57 42
标准差
代表总弯沉
(0.01mm) (0.01mm)19.256 9.916 18.442 12.739 9.096
79 65 92 82 60
注:本表计算区间为100m,代表总弯沉按平均总弯沉加2倍标准差计算。 2. 对比试验步骤
(1)采用同一辆自动弯沉仪测定车,使测定车型、荷载大小和轮胎作用面积完全相同; (2)用油漆标记对比路段起点位置;
(3)用自动弯沉仪按前述的方法进行测定,同时仔细用油漆标出每一测点的位置; (4)在每一标记位置用贝克曼梁定点测定回弹弯沉,测点范围精确至10cm2以内;
(5)逐点对应计算两者的相关关系,得出回归方程式LB=a+bLA,式中LB、LA分别为
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贝克曼梁和自动弯沉仪测定的弯沉值。相关系数不得小于0.90。
注:由于不同路面结构和材料、路基状况、温度、水文条件、路面使用状况不同,对比关系也有所不同,为了提高数据的准确性,应分别情况作此项对比试验。
六、报告
1. 报告应包括下列内容:
(1)按一个计算区间列出总弯沉测定表及弯沉峰值柱状图;
(2)每一个评定路段的全部测点总弯沉的平均值。标准差、变异系数及代表弯沉。 2. 如与贝克曼梁弯沉仪进行了对比试验,尚应列出相关关系式、相关系数及换算的回弹弯沉。
试验三 落锤式弯沉仪测定路面弯沉试验方法
一、试验目的
用于在落锤式弯沉仪(FWD)标准质量的重锤落下一定高度发生的冲击荷载的作用下,测定路基和路面所产生的瞬时变形,即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆,并可由此反算路基路面各层材料的动态弹性模量,作为设计参数使用。所测结果也可用于评定道路承载能力,调查水泥混凝土路面的接缝的传力效果,探查路面板下的空洞等。
二、仪器设备
落锤式弯沉仪,简称FWD,由荷载发生装置、弯沉检测装置、运算控制系统与车辆牵引系统等组成。其结构示意如图1-6所示。
(1)荷载发生装置:重锤的质量及落高根据使用目的与道路等级选择,荷载由传感器测定,如无特殊需要,重锤的质量为200+10kg,可采用50+2.5kg的冲击荷载。承载板宜
为十字对称分开成4部分且底部固定有橡胶片的承载板。承载板的直径为300mm。
(2)弯沉检测装置:由一组高精度位移传感器组成,如图1-7所示,传感器可为差动
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变压器式位移计(LVDT)。自中心开始,承载板沿道路纵向设置,隔开一定距离布设一组传感器,传感器总数可为5~7个,根据需要及设备性能决定。
(3)运算控制装置:能在冲击荷载作用的瞬间内,记录冲击荷载及各个传感器所在位置测点的动态变形。
(4)牵引装置:牵引FWD并安装有运算及控制装置的车辆。 三、评定道路承载能力的方法与步骤 1. 准备工作
(1)调整重锤的质量及落高,使重锤的质量及产生的冲击荷载符合前述仪器的要求。 (2)在测试路段的路基或路面各层表面布置测点,其位置或距离随测试需要而定。当在路面表面测定时,测点宜布置在行车车道的轮迹带上。测试时,还可利用距离传感器定位。
(3)检查FWD的车况及使用性能,用手动操作检查,各项指标符合仪器规定要求。 (4)将FWD牵引至测定地点,将仪器打开,进入工作状态。牵引FWD行驶的速度不宜超过50km/h。
(5)对位移传感器按仪器使用说明书进行标定,使之达到规定的精度要求。 2. 测定方法
(1)承载板中心位置对准测点,承载板自动落下,放下弯沉装置的各个传感器。 (2)启动落锤装置,落锤瞬即落下,冲击力作用于承载板上,又立即自动提升至原来位置固定。同时,各个传感器检测结构层表面变形,记录系统将位移信号输入计算机,并得到路面弯沉峰值,同时得到弯沉盆。每一测点重复测定应不少于3次,出去第一个测定值,取以后几次测定值的平均值为计算依据。
(3)提起传感器及承载板,牵引车向前移动至下一个测点,重复上述步骤,进行测定。 四、落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉仪对比试验步骤 1. 路段选择
选择结构类型完全相同的路段,针对不同地区选择某种路面结构的代表性路段,进行两种测定方法的对比试验,以便将落锤式弯沉仪测定的动弯沉换算成贝克曼梁测定的回弹弯沉
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值。选择的对比路段长度300~500m,弯沉值应有一定的变化幅度。
2. 对比试验步骤
(1)采用与实际使用相同且符合要求的落锤式弯沉仪及贝克曼梁弯沉仪测定车。落锤式弯沉仪的冲击荷载应与贝克曼梁弯沉仪测定车的后轴双轮荷载相同。
(2)用油漆标记对比路段起点位置。
(3)布置测点位置,用贝克曼梁定点测定回弹弯沉,测定车开走后,用粉笔以测点为圆心,在周围画一个半径为15cm的圆,标明测点位置。
(4)将落锤式弯沉仪的承载板对准圆圈,位置偏差不超过30mm,按前述“三”的方法进行测定。两种仪器对一点弯沉测试的时间间隔不应超过10min。
(5)逐点对应计算两者的相关关系。
通过对比试验得出回归方程式LB=a+bLFWD,式中LFWD、LB分别为落锤式弯沉仪及贝
克曼梁测定的弯沉值。回归方程式的相关系数应不小于0.90。
注:由于不同路面结构的材料、路基状况、温度、水文条件、路面使用状况不同,对比关系也有所不同,为了提高数据的准确性,应分别情况对此项对比试验。
五、水泥混凝土路面板调查的方法与步骤
1. 在测试路段的水泥混凝土路面板表面布置测点,当为调查水泥混凝土路面的接缝的传力效果时,测点布置在接缝的一侧,位移传感器分开在接缝两边布置。当为探查路面板下的空洞时,测点布置位置随测试需要而定,应在不同位置测定。
2. 按前述“三”的方法进行测定。 六、计算
1. 按桩号记录各测点的弯沉及弯沉盆数据,按附录B的方法计算一个评定路段的平均值、标准差、变异系数。
2. 当为调查水泥混凝土路面接缝的传力效果时,利用分开在接缝两边布置的位移传感器测定值的差异及弯沉盆的形状,进行判断。
3. 当为探查路面板下的空洞时,利用在不同位置测定的测定值差异及弯沉盆的形状,进行判断。
七、报告
1. 报告应包括下列内容:
(1)各测点的最大弯沉及弯沉盆测定数据。
(2)每一个评定路段全部测点弯沉的平均值、标准差、变异系数及代表弯沉。 2. 如与贝克曼梁弯沉仪进行了对比试验,尚应列出相关关系式、相关系数和换算的回弹弯沉。
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第二部分 路基路面回弹模量试验方法
试验四 贝克曼梁测定路基路面回弹模量试验方法
一、试验目的
用于土基和厚度不小于1m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的试验;也适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。
二、仪器和仪具
1. 标注车:按本章1.1.1节的规定选用。
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,标准弯沉仪前后臂分别为240cm和120cm,加长弯沉仪分别为360cm和180cm。弯沉采用百分表量得。
3. 路表温度计:分度不大于1℃。 4. 接长杆:直径16mm,长500mm。 5. 其他:皮尺、口哨、粉笔、指挥旗等。 三、方法与步骤 1. 准备工作
(1)选择洁净的路基路面表面作为测点,在测点处作好标记并编号。 (2)无机结合料粒料基层的整层试验段(试槽)应符合下列要求:
1整层试槽可修筑在行车带范围内或路肩及其他合适处,也可在室内修筑,但均应适于○
用汽车测定弯沉。
2试槽应选择在干燥或中湿路段处,不得铺筑在软土地基上。 ○
3试槽面积不小于3m×2m,厚度不宜小于1m。铺筑时,先挖3m×2m×1m(长×宽○
×深)的坑,然后用欲测定的同一种路面材料按有关施工规范规定的压实层厚度分层铺筑并压实,直至顶面,使其达到要求的压实度标准。同时应严格控制材料组成,配比均匀一致,符合施工质量要求。
4试槽表面的测点间距可按图1-8布置在中间2m×1m的范围内,可测定23点。 ○
2. 测试步骤
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按本章1.1.1节的方法选择适当的标准车,实测各测点处的路面回弹弯沉值Li。如在旧沥青面层上测定时,应读取温度,并按1.1.1节的方法进行测定弯沉值的温度修正,得到标准温度20℃时的弯沉值。
四、计算
、单次测量的标准差(S)和自1. 按下列各式分别计算全部测定值的算术平均值(L)然误差(r0):
L=
∑L
N
ii
2S=
∑(L-L)N-1r0=0.675S
; 式中 L-回弹弯沉的平均值(0.01mm) S―回弹弯沉测定值的标准差(0.01mm); ; r0-回弹弯沉测定值的自然误差(0.01mm)
; Li-各测点的回弹弯沉值(0.01mm)
N-测点总数。
2. 计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值di=Li-L,并计算较大的偏差与自然误
差之比di/ r0。当某个测点观测值的di/ r0值大于表1-3中的d/r极限值时应舍弃该测点,然后
。 重复上述的步骤计算所余各测点的算术平均值(L)及标准差(S)
相应于不同观测次数的d/r极限值 表1-3
N 5 10 15 20 50 d/r 2.5 2.9 3.2 3.3 3.8
3. 按下式计算代表弯沉值:
L1=L+S
式中 L1-计算代表弯沉;
L-舍弃不合要求的测点后所余各测点弯沉的算术平均值;
S-舍弃不合要求的测点后所余各测点弯沉的标准差。
4. 按下式计算土基、整层材料的回弹模量(E1)或旧路的综合回弹模量:
E0=
πD
4
⋅
∑p(1-µ)
∑l
i
20
i
; 式中 E1-计算的土基、整层材料的回弹模量或旧路的综合回弹模量(MPa)
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P-测定车轮的平均垂直荷载(MPa);
δ-测定用标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径(cm);
µ-测层材料的泊松比,根据部颁路面设计规范的规定取用;
α-弯沉系数,为0.712。 五、报告
报告应包括弯沉测定表、计算的代表弯沉、采用的泊松比及计算得到的材料回弹模量E1
等,对沥青路面应报告测试时的路面温度。
试验五 承载板测定土基回弹模量试验方法
一、试验目的
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。 二、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,作为加载设备,载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0.50MPa。
2. 现场测试装置,如图1-9所示,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30cm,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。承载板安放在土基表面上。
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,其量程不小于土基强度,测定精度不小于测力计量程的1/100。
6. 秒表。 7. 水平尺。
8. 其他:细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 三、方法与步骤 1. 准备工作
(1)根据需要选择由代表性的测点,测点应位于水平的路基上,路基土质均匀,不含杂物。
(2)仔细平整土基表面,撒干燥洁净的细砂填平土基凹处,砂子不可覆盖全部土基表面,避免形成一层。
(3)安置承载板,并用水平尺进行校正,使承载板处于水平状态。
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(4)将试验车置于测点上,在加劲小梁中部悬挂垂球测试,使之恰好对准承载板中心,然后收起垂球。
(5)在承载板上安装千斤顶,上面衬垫钢圆筒、钢板,并将球座置于顶部与加劲横梁接触。
(6)安放弯沉仪,将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上,百分表对零或其他合适的初始位置上。
2. 测试步骤
(1)用千斤顶开始加载,注视测力环或压力表,至预压0.05MPa,稳压1min,使承载板与土基紧密接触,同时检查百分表的工作情况是否正常,然后放松千斤顶油门卸载,稳压1min后,将指针对零或记录初始读数。
(2)测定土基的压力-变形曲线,用千斤顶加载,采用逐级加载卸载法,用压力表或测力环控制加载量。荷载小于0.1MPa时,每级增加0.02MPa,以后每级增加0.04MPa左右。为了使加载和计算方便,加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载(P)后,稳定1min,立即读记两台弯沉仪百分表数值,然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0,待卸载稳定1min后,再次读数。每次卸载后百分表不再对零。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的30%时,取平均值,如超过30%则应重测。当回弹变形值超过1mm时,即可停止加载。
(3)各级荷载的回弹变形和总变形,按以下方法计算:
回弹变形(l)=(加载后读数平均值-卸载后读数平均值)×弯沉仪杠杆比 总变形(l′)=(加载后读数平均值-加载初始前读数平均值)×弯沉仪杠杆比 (4)测定总影响量α。最后一次加载卸载循环结束后,取走千斤顶,重新读取百分表初读数,然后将汽车开出10m以外,读取终读数,两只百分表的初、终读数差之平均值即为总影响量α。
(5)在试验点下取样,测定材料含水量,取样数量如下: 最大粒径不大于5mm,试样数量约120g; 最大粒径不大于25mm,试样数量约250g; 最大粒径不大于40mm,试样数量约500g;
(6)在紧靠试验点旁边的适当位置,用灌砂法或环刀法等测定土基的密度。 (7)试验的各项数值可记录于表1-5的记录表上。 四、计算
1. 各级压力的回弹变形值加上该级的影响量后,则为计算回弹变形值。表1-4是以后轴重60kN的标准车为测试车的各级荷载影响量的计算值。当使用其他类型的测试车时,各级压力下的影响量αi按下式计算:
T1+T2)πD2pi(α=α
i
4T1Q
; 式中 T1-测试车前后轴距(m)
14
T2-加劲小梁距后轴距离(m); D-承载板直径(m); ; pi-该级承载板压力(Pa)
α-总影响量(0.01mm);
αi-该级压力的分级影响量(0.01mm)。
各级荷载影响量(后轴60kN车) 表1-4
承载板压力(MPa) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 影响量
0.06α 0.12α0.18α0.24α0.36α0.48α 0.60α2. 将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上,排除显著偏离的异常点并绘出顺滑的p~l曲线,如曲线起始部分出现反弯,应按图1-10所示修正原点O,O′则是修正后的原点。
3. 按下式计算相应于各级荷载下的土基回弹模量Ei值:
Ei=
πDpi
4⋅li
(1-µ)
20
式中 Ei-相应于各级荷载下的土基回弹模量(MPa);
用;
D-承载板直径30cm;
µ0-土的泊松比,根据部颁路面设计规范规定选
pi-承载板单位压力(MPa);
li-相对于荷载pi时的回弹变形(cm)。
4. 取结束试验前的各回弹变形值按线性回归方法由下式计算土基回弹模量E0值:
E0=
式中 E0-土基回弹模量(MPa);
πD
4
⋅
∑p(1-µ)
∑l
i
20
i
µ0-土的泊松比,根据部颁路面设计规范规定选用;
li-结束试验前的各级实测回弹变形值; pi-对应于li的各级压力值。
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五、报告
1. 试验采用的记录格式如表1-5。
承载板测定记录表 表1-5
路线和编号: 测定层位: 承载板直径(cm) 千斤顶 读数
荷载 P kN
承载板 压力P MPa
百分表读数 (0.01mm) 加载前
加载后
卸载后
路面结构: 测定用汽车型号:
测定日期: 年 月 日 总变形 0.01 mm
回弹变形 0.01 mm
分级影响量 0.01 mm
计算回弹变形 0.01 mm
Ei
0.01 mm
总影响量α
土基回弹模量E0值(MPa) 2. 试验报告应记录下列结果。 (1)试验时所采用的汽车。 (2)近期天气情况。
(3)试验时土基的含水量(%)。 (4)土基密度和压实度。
(5)相应于各级荷载下的土基回弹模量Ei值。 (6)土基回弹模量值E0(MPa)。
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第三部分 路面平整度测定方法
试验六 3m直尺测定平整度试验方法
3m直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离(1.5m)连续测定两种, 前者用于施工时质量控制和检查验收,单尺测定是要计算出测定段的合格率,等距离连续测试也可用于施工质量检查验收,但要算出标准差。用标准茶来表示平整程度。它与3m连续式平整度仪测定的路面平整度有较好的相关关系。
一、试验目的
1.本方法规定3m直尺测定距离路表面的最大间隙表示路基路面的平整度,以mm计。 2.本方法适用于测定压实成型的路面各层表面的平整度,以评定路面的施工质量及使用质量,也可用于路基表面成型后的施工平整度检测。
二、仪具与材料
1.3m直尺:硬木或铝合金钢制,底面平直,长3m。
2.楔形塞尺:木或金属制的三角形塞尺,有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于10,宽度不大于15mm,边部有高度标记,刻度精度不小于0.2mm,也可使用其它类型的量尺。
3.其它:皮尺或钢尺、粉笔等。 三、方法与步骤 1. 准备方法
(1)按有关规范规定选择测试路段上选择测试地点:当为施工过程中质量检测需要时,测试地点根据需要确定,可以单杆检测;当为路基路面工程质量检查验收或进行路况
(2)在测试路段上选择测试地点:当为施工过程中质量检测需要时,测试地点根据需要确定,可以单杆检测;当为路基路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时,应连续测量10尺。除特殊需要外,应以行车道一侧车轮轮迹(距车道线80~100cm)作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面,应取车辙中间位置为测定位置,用粉笔在路面上作好标记。
(3)清扫路面测定位置处的污物。 2.测试步骤
(1)在施工过程中检测时,按根据需要确定的方向,将3m直尺摆在测试地点的路面上。
(2)目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况,确定间隙为最大的位置。
(3)用有高度标线的塞尺塞进间隙处,量记其最大间隙的高度(mm),准确到0.2mm。 (4)施工结束后检测时,按现行《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-94)的规定,每1处连续检测10尺,按上述(1)~(3)的步骤记10个最大间隙。
四、计算
单杆检测路面的平整度计算,以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果,连续测定10尺时,判断每个测定值是否合格,根据要求计算合格百分率,并计算10个最大间隙的平均值。
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合格率=合格尺数/总测尺数×100% 五、报告
单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定10尺时,;应报告平均值、不合格尺数、合格率。
试验七 连续式平整度仪测定平整度试验方法
一、试验目的
1.用于测定路表面的平整度,评定路面的施工质量和使用质量,不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。
,以表示路面的平2.本方法规定用连续式平整度仪测量路面的不平整度的标准差(σ)整度,以mm计。
二、仪具
1.连续式平整度仪:构造如示意图2-1。除特殊情况外,连续式平整度仪的标准长度为3m,其质量应符合仪器标准的要求。中间为一个3m长的机架,机架可缩短或折叠,前后各有4个行车轮,前后两组轮的轴间距离为3m。机架中间有一个能起落的测定轮。机架上装有蓄电池电源及可拆卸的检测箱,检测箱可采用显示、记录、打印或绘图等方式输出测试结果。测定轮上装有位移传感器,距离传感器等检测器,自动采集位移数据时,测定间距为10cm,每一计算区间的长度为100m,输出一次结果。当为人工检测、无自动采集数据及计算功能时,应能记录测试曲线。机架头装有一牵引钩及手拉柄,可用人工或汽车牵引。
2.牵引车:小面包车或其他小型牵引汽车。 3.皮尺或测绳。 三、试验步骤 1.准备工作
(1)选择测试路段。
(2)当为施工工程中质量检测需要时,测试地点根据需要决定;当为路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时,通常以行车道一侧车轮轮迹带作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面,取一侧车辙中间位置为测定位置。按第一条第2项的规定在测试路段路面上确定测试位置,当以内侧轮迹带(IWP)或外侧轮迹带(OWP)作为测定位时,测定位置距车道标线80~100cm。
(3)清扫路面测定位置处的脏物。
(4)检查仪器检测箱各部分是否完好、灵敏,并将各连续线接妥,安装记录设备。 2.试验步骤
(1)将连续式平整度测定仪置于测试路段路面起点上。
(2)在牵引汽车的后部,将平整度的挂钩挂上后,放下测定轮,启动检测器及记录仪,随即启动汽车,沿道路纵向行驶,横向位置保持稳定,并检查平整度仪表上测定数字显示、打印、记录的情况。如遇检测设备中某项仪表发生故障,即须停止检测。牵引平整度仪的速度应保持匀速,速度宜为5km/h,最大不得超过12 km/h。
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在测试路段较短时,亦可用人力拖拉平整度仪测定路面的平整度,但拖拉时应保持匀速前进。
四、计算
1.连续式平整度仪测定仪测定后,按每10cm间距采集的位移值自动计算每100m计算区间的平整度标准差(mm),还可记录测试长度(m)、曲线振幅大于某一定值(如3 mm、5 mm、8 mm、10 mm等)的次数、曲线振幅的单向(凸起或凹下)累计值及以3m机架为基准的中点路面偏差曲线图,计算打印。当为人工计算时,在记录曲线上任意设一基准线,每隔一定距离(宜为1.5m)读取曲线偏离基准线的偏离位移值di。
2.每一计算区间的路面平整度以该区间测定结果的标准差表示,按下式计算:
σi=
式中
∑di−(∑di)N
2
2
N−1
σi-各计算区间的平整度计算值(mm);
di-以100m为一个计算区间,每隔一定距离(自动采集间距为10cm,人工采 集间距为1.5m)采集的路面凹凸偏差位移值(mm);
N-计算区间用于计算标准差的测试数据个数。
3.按附录B的方法计算每一个评定路段内各区间平整度标准差的平均值、标准差、变异系数。
五、报告
试验应列表报告每一个评定路段内各测定区间的平整度标准差、各评定路段平整度的平均值、标准差、变异系数及不合格区间数。
试验八 车载式颠簸累积仪测定平整度试验方法
一、试验目的
1.用于测定路面表面的平整度,评定路面的施工质量和使用期的舒适性。但不使用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。
2.本方法规定用车载式颠簸累积仪测量车辆再路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI,表示路面的平整度,以cm/km计。
二、仪具
1. 车载式颠簸累积仪:由机械传感器、数据处理器及微型打印机组成,传感器固定安装在测试车的底板上,如图2-2所示。仪器的主要技术性能指标如下:
(1) 测试速度:可在30~50km/h范围内选定; (2) 最小读数:1cm; (3) 最大测试幅值:±30cm; (4) 最大显示值:9999cm; (5) 系统最高反应频率:5kHZ;
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(6) 使用环境温度:0~50℃; (7) 使用环境相对湿度:<85%; (8) 稳定性:连续开机8h漂移<±1cm; (9) 使用电源:12V DC,1A;
(10) 测试路段计算长度选择:100m、200m、300m、400m、500m、600m、700m、
800m、900m、1km等10种,试验时选择其中之一种;
(11) 数据显示及输出:可显示数据打印输出测试路段计算长度内的单向位移颠簸累
积值。
2.测试车:旅行车、越野车或小轿车。 三、准备工作
1. 仪器安装
(1)车载式颠簸累积仪的机械传感器应对准测试车的后桥差速器上方,用螺栓固定在车厢底板上,如图2-2所示。
(2)在机械传感器的定量位移轮线槽引出钢丝绳下方的车辆底板上,打一个直径约2.5cm的孔洞。将仪器的钢丝绳穿过此孔洞同后桥差速器盒连接,钢丝绳不能与孔洞边缘摩擦或接触。
(3)将后桥差速器盒盖螺丝卸下,加装一个用直径3mm铁丝或2mm厚钢板做成的小挂钩再装回拧紧,以备挂测量钢丝绳之用。
(4)机械传感器在挂钢丝绳之前,量位移轮应预先按箭头方向沿其中轴旋转2~3圈,使内部发条具有一定的紧度,钢丝绳则绕其线槽2~3圈后引出,穿过车厢底板所打的直径2.5cm的孔洞至差速器新装的挂钩上挂住,钢丝绳应张紧,这时仪器即处于测量准备状态。
注:在不测量时应松开挂钩,收回钢丝绳置于车厢内。
(5)数据处理器及打印机安置于车上任何便于操作的位置或座位上。 2.仪器检查及准备
(1)检查装卸车,轮胎气压应符合所使用测试汽车的规定值;轮胎应清洁,不得粘附有沥青块等杂物;车上人员及载重应与仪器标定时相符;汽车底盘悬挂没有松动或异常响声。
(2)安本节三中第1项要求挂好的钢丝绳在线槽上应没有重叠,张力良好。 (3)联接电源,用12V直流电源供电,也可使用汽车蓄电池,加装一插头接于汽车点烟器插座处供电。电源线红色为正极,白色为负极,电源极性不得按错。
(4)接妥机械传感器、打印机及数据处理器的联线线插头。 (5)打开打印机边上的电源开关,试验开关置于空白处。
(6)设定测试路段计算区间的长度,标准的计算区间长为100m,根据要求也可为200m、500m或1000m。
四、测量步骤
1.车停在测量起点前约300~500m处,打开数据处理器的电源,打印机打出“VBI”等字头,在数码管上显示“P”字样,表示仪器已准备好。
2.在键盘上输入测试年、月、日,然后按“D”键,打印机打出测试日期。
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3. 在键盘上输入测试路段编码后按“C”键,路段编码即被打出,如“C0102”。 4. 在键盘上输入测试起点公里桩号及百米桩号,然后按“A”键,起点桩号即被打出,如“A:0048+100km”。
注:“F”键为改错键,当输入数据出错时,按“F”键后重新输入正确的数字。 5.发动汽车向被测路段驶去,逐渐加速,保证在到达测试起点前稳定在选定的测试速度范围内,但必须与标定时的速度相同,然后控制测试速度的误差不超过±3km/h。除特殊要求外,标准的测试速度是32km/h。
6.到达测试起点时,按下开始测量键“B”,仪器即开始自动累积被测路面的单向颠簸值。 7.当到达预定测试路段终点时,按所选的测试路段计算区间长度相对应的数字键(例如数字键“1”代表长度为100m,“2”为200m,“5”为500m,“0”为1000m等),将测试路段的颠簸累积值换算成以公里计的颠簸累积值打印出来,单位为“cm/km”。
8.连续测试。以每段长度100m为例,到达第一段终点后按“1”键,车辆继续稳速前进,到达第二段终点时,按数字键“1”,依此类推。在测试中被测路段长度可以变化,仪器除能把不足1km的路段长度测试结果换算成以公里计的测试结果VBI外,还可把测过的路段长度自动累加后连同测试结果一起打印出来。
注:“E”键为暂停键,测试过程中按此键将使显示数值在3s内保持不变,供测试者详细观察或记录测试数字,但内部计数器仍在继续累积计数,过3s后数码管重新显示新的数据,暂停期间不会中断或丢失所测数据。
9.测试结果。常规路面调查一般可取一次测量结果,如属重要路面评价测试或与前次测量结果有较大差别时,应重复测试2~3次,取其平均值作为测试结果。
10.测试完毕,关闭仪器电源,把挂在差速器外壳的钢丝绳摘开,钢丝绳由车厢底板下拉上来放好,以备下次测试。注意松钢丝绳时要缓慢放松,因机械传感器的定量位移轮内部有张紧的发条,松绳过快容易损坏仪器,甚至会被钢丝划伤。
注:装好仪器(挂好钢丝绳)的汽车不测量时不要长途驾驶。 五、试验结果与国际平整度指数等其他平整度指标建立相关关系
1.用车载式颠簸累积仪测定的VBI值需要与其他平整度指标〔如连续式平整度仪测出的标准差、国际平整度指数(IRI)等〕进行换算时,应将车载式颠簸累积仪的测试结果进行标定,即与相关的平整度仪测量结果建立相关关系,相关系数均不得小于0.90。
2.为与其他平整度指标建立相关关系,选择的标定路段应符合下列要求: (1)有5~6段不同平整度的现有道路,从好到坏不同程度的都应各有一段。 (2)每段路长宜为250~300m。
(3)每一段中的平整度应均匀,段内应无太大差别。 (4)标定路段应选纵坡变化较小的平坦、直线地段。
(5)选择交通量小或可以疏导的路段,减少标定时车辆的干扰。
标定路段起讫点用油漆做好标记,并每隔一定距离作中间标记,标定宜选择在行车道的正常轮迹上进行。
3.仪器安装及装载车的检查应符合本节“三”要求。
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4.用连续式平整度仪进行标定的步骤:
(1)用于标定的仪器应使用按规定进行校准后能准确测定路面平整度的连续式平整度仪。
(2)按现行操作规程用连续式平整度仪沿选择的每个路段全程连续测量平整度3~5次后,取其各次颠簸累积值的平均值作为该路段的测试结果,平整度仪的各段测试结果相对应,标定时的测试车速应在30~50km/h范围内选择一种或两种稳定的车速分别进行,记录车速及搭载量,以后测试时的情况应与标定时的相同。
(3)整理相关关系
将连续式平整度仪测出的标准差σ及车载式颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBIV绘制出曲线并进行回归分析,建立相关关系:
σ =a+b⋅VBIV
式中
σ-用连续式平整度仪测定的经标准差表示的平整度(mm);
VBIV-测试速度为V(km/h)时用颠簸累积仪测得的累积值(cm/km);
a 、b-回归系数。
5.将车载式颠簸累积仪测定结果换算成国际平整度指数的标定方法: (1)将所选择的标定路段在标记上每隔0.25m作出补充标记。
(2)在每个路段上用经过校准的精密水平仪分别测出每隔0.25m标点上的标高,按
有关方法计算国际平整度指数IRI(m/km)。
(3)按本节“五”中第4项的方法用车载式颠簸累积仪测试得到各个路段的测试结果。
(4)将各个路段的国际平整度指数IRI与颠簸累积仪值VBIV绘制出曲线并进行回归
分析,建立相关关系:
IRI =a+b⋅VBIV
; 式中 IRI-国际平整度指数(m/km)
VBIV-测试速度为V(km/h)时用颠簸累积仪测得的累积值(cm/km);
a 、b-回归系数。
六、报告
1.应列表报告每一个评定路段内各测试区间的颠簸累积值,各评定路段颠簸累积值的平均值、标准差、变异系数。
2.测试速度。
试验结果与国际平整度指数等其他平整度指标建立的相关关系式、参数值、相关系数。
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第四部分 路况调查
试验九 原有路面技术状况的综合调查
一、 调查目的及内容
通过调查研究,充分掌握现有路面的技术状况及所负担的交通量,对现有路面结构的使用品质作出正确评价,以确定是否需要改建,并为合理选择路面改建方案,进行切合实际的结构设计、材料组成以及施工组织安排提供必要的资料。
路面综合技术调查包括交通调查、路况调查,原路强度评定贺料场调查等四方面内容,在一般情况下,调查应在路面改建工程开始前一年的不利季节进行。 二、 人员组成及仪具
1. 进行交通量观测及路况调查时,一般由3~5人组成调查组,当同时进行几项内容
调查时,人员应酌情增加。
主要仪具有麻花钻一付,100g扭力天平一架,铝盒,取土样袋若干、皮尺、小钢尺、镐、铲各一把以及记录表,记录本等。 2. 弯沉测定所需人员及仪具见第一章第一节。
3. 料场调查组一般由1~2人组成。主要仪具有皮尺、小钢尺、麻花钻、镐、 铲各一
把以及记录表,记录本等。
三、 调查方法
1. 调查不利季节的昼夜交通量、交通组成和增长率。
(1) 走访调查
通过道路规划、使用和管理等有关部门了解道路现有的交通量、车型、不利季节的交通量、车型、路面设计使用年限内交通量的增长率、车型变化及线路使用性质等。
(2) 实地观测交通量及其组成
根据调查要求,选定观测的道路,观测断面及有代表性的观测日期。
为了简化工作,便于观察记录,可将车型后轴重分为<3t、4t、6t、8t、10t及>11t等六类。(计算pd值时,后轴重4t者,按跃进NJ-130计,后轴重<3t及>11t者,按4t计,5.1~7t者按6t计;7.1~9t者按8t计;9.1~11t者按10t计。
双后轴车,按每一后轴计作1辆,托挂车分别按各自的后轴重来记数。 以观察记录时,可采用在记录表格的后轴重通过次数栏中划“正”字的方法。 记录格式可参照表6-1。
2. 调查原有道路修建和养护的有关技术资料及现有状况。
(1) 道路修建历史预线路的技术状况
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交通量观测记录表 表6-1
线路名称: 日期: 观测点位置: 路基宽度: 路面宽度: 气候: 后轴重(t) ≤3 3.1~5 5.1~7时间分段
7.1~9
9.1~11
>11
双后轮
托挂车 备注
了解原修筑时间、设计、施工以及历年使用、养护及改建情况,收集调查路段的技术标准及有关技术数据。道路病害及其原因,处理措施和效果等。
(2) 路基及水文调查
顺线路桩号调查记录全线路基土质、宽度、高度、填挖状况,测定地下水埋藏深度,调查地表水情况,以判定路基土分类及土基干湿类型。
地表排水情况若不能在雨季进行,则应根据附近积水痕迹或由周围地形条件进行分析。对于土质路堑地段,特别是黏土路堑,应记录路堑深度、长度、纵破大小等资料。
地下水位可自边沟或低洼处用麻花钻钻得,亦可根据附近水井,常积水面分析判定。一般情况下,地下水位每500m左右钻孔量测一次,一般以初见水位为准。
上述部分内容也可结合路面结构调查开挖的试坑进行。 (3) 路面结构及路表状况
一般每500m应布置一个试坑,以确定原有路面的结构类型、各结构层厚度,并测定路面宽度。试坑应布置在行车带上开挖范围一般为50cm*50cm。路面结构倘有变更则应增补试坑。
对于沥青路面,应取3kg未经扰动的试样,通过室内试验测定其单位容重、饱水率、沥青含量和矿料级配组成,同时进行结构、外观描述。如沥青用量,光泽。沥青与矿料结合的紧密程度,结构的整体性能及面层与基层的连接和其余内容,则记于记录本。
(4) 土基湿度
在路面结构调查试坑内,于土基顶面以下5~10cm处取样测定其干容重和含水量,并用麻花钻钻取与试验80cm深度内土基分层(每10cm一层)含水量,据以计算80cm深度内土基平均含水量。同时取不同土质试样各20kg,进行室内试验,确定土的类别、液、塑限、最大干容重与最佳含水量等,为划分土基干湿类型与确定土基强度提供依据。
如土基的土质或水文状况有显著变化,则应根据情况增设试坑。 3. 原路强度评定
评定原有路面综合强度指标一般都采用标准轴载的汽车弯沉测定的回弹弯沉值来表示,其测定方法见第一章第一节。
测定应尽可能在不利季节进行,测定时一般每50~100m布置一测点,路段特殊时可适当加密,测点应布置在路面的行车带上,有条件时可对左、右轮同时测定,当路面
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宽度大于7m时,可在每个断面上往返测定二次。 4. 料场调查
凡是可供使用的路面材料,如砂砾、碎石、矿渣、煤渣、石灰、粉煤灰、粘土等地方材料的料场位置,料场产量、规格、质量、运距、开采难易程度、开采单价及运输方式等均应加以调查。必要时应取样进行质量鉴定试验,以供选取料场,扩定结构方案和编制工程预算时参考。
此外,对当地气象、施工技术力量、沿线村庄水源、施工点的位置等,也应进行调查。 四、 资料整理
上述原有路面技术状况综合调查的三个方面内容,通常是同时结合进行的,从而可以获得原有路面以及各层之间的结合情况等。
对于含土的粒料路面结构,应取3kg试样通过室内试验确定其小于0.5mm细料的含量和塑性指数以及矿料的级配组成。在结构层表面下5cm刮取小于2mm的细料,在现场测定其含水量。对结构外观进行描述,如结构紧密程度,干硬或湿软状况,粘土颗粒含量,矿料品种及硬度等。
对于路表状况,如路拱大小,表面平整度及坑槽、搓板、松散情况,一般50cm作一调查记录,以供设计时考虑原路是否需要进行整平、调拱和加宽处理。
以上调查内容,可填写于表6-2“路面野外调查记录表”中,作为进行补强设计所需要的全面系统的资料。调查后,除提出调查书面报告外,主要技术资料经整理分析后,通常绘制成图6-1所示的“道路技术状况图”,作为旧路改建设计的一项重要技术资料。
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试验十 沥青路面破损调查方法
一、试验目的
用于测定沥青路面各类破损的数量与面积,计算路面破损率及裂缝率等,供路面质量管理与验收、建立路面管理系统和决定路面维修方案时使用。 二、仪具与材料
1. 量尺:钢卷尺、皮尺、钢尺等。 2. 破损记录纸(毫米方格纸)。 3. 高速摄影车或其他高效测试设备。 4. 其他:粉笔、扫帚、小红旗及安全标志等。 三、方法与步骤
1. 沥青路面破损分类如下:
(1) 裂缝类破损:包括龟裂、块裂及各类单根裂缝等; (2) 变形类破损:包括车辙、沉陷、壅包、波浪等;
(3) 松散类破损:包括掉粒、松散、剥落、脱皮等引起的集料散失现象、坑槽等;
(4) 其他破损:包括泛油、磨光(抗滑性能差)及各类修补等。 破损严重程度可分为轻微、中度、严重三种不同情况。 2. 准备工作
(1) 根据目的选择各类破损调查的时间,如对强度不足或疲劳引起的荷载性裂缝(龟裂),宜在春季或雨季最不利季节之后调查对由于温度收缩等引起的非荷载性裂缝(块裂及横向裂缝),宜在冬季以后观测;对车辙、壅包、波浪等热稳性变形,宜在夏季观测,对松散类破损宜在雨季观测,也可在规定的同一时间观测,需要时可定期观测,以了解破损情况。为便裂缝观测,宜选择在雨后(或预先洒水)路表已干燥但尚有水迹的时机观测。
(2) 选择测试路段并量测其路面的长度及宽度,计算测试路段总面积(A)。 (3) 在毫米方格纸上按比例绘制破损记录方格,填好里程桩号。 (4) 如路面不洁妨碍观测时,应用扫帚清扫路面。
(5) 观测前应通报有关交通管理部门,观测时应有专人指挥交通(必要时可封闭交通),并设置交通安全标志等以确保观测车及观测者的安全。 3. 调查步骤;
(1) 当采用高速摄影车或其他高效测试设备测试时。按有关使用说明书操作,采用自动摄影车测试时,进行连续摄影或录像,然后在室内评定或用计算机检测裂缝等各类破损数量。
(2) 当为人工检测时,由2~4人组成一组,沿路面仔细观察路面各类破损情况。若观测裂缝时,一般以逆光观测为清楚,对不明显的裂缝,可在裂缝位置用粉笔作出标记。
(3) 目测或用量尺测试路段的路面上各类破损的长度或范围,准确至0.1m。
28
(4) 车辙检测按6.3的规定进行。壅包、波浪、沉陷等变形类损坏除记录面积外,尚应测记拥起高度或下陷深度。
(5) 记录破损位置(桩号),就地在方格纸上按比例描绘破损图,记录破损类别。
(6) 必要时,可拍摄照片或录像备查。 四、计算
1. 测试路段的沥青路面各类破损的长度或面积可按表6-3分类统计。
DR=
∑∑A
ij
×Kij
A
; 式中 DR-沥青路面的破损率(%)
Aij-路面各种损坏类型分别严重程度的累积面积(m2),I表示破损类别,j表示破
损严重程度,可分为轻微、中度、严重三个等级;
Kij-路面各种损坏类型及不同严重程度的权值,根据有关规范规定选用,如无规
定时均取为1;
A-调查路段路面面积,以m2计。
2. 沥青路面的破损率为各种类型破损的换算面积与调查区域总面积之比,根据需要,
可以计入破损类型及严重程度的系数,并按破损类别分别统计:
Ck=
CA+L×0.3
A
式中 Ck-沥青路面总裂缝率(m2/1000 m2);
L-单根裂缝的总长度(m);
CA-龟裂及块裂的总面积(m2);
A-测试路段路面面积,以1000 m2计;
0.3-将单根裂缝长度换算成面积的影响系数。 3. 沥青路面的裂缝率按下式计算:
C1d
L∑=
A
1
C2d=
∑L
A
2
Cd=C1d+C2d+……
式中 Cd-沥青路面的总裂缝度(m2/1000 m2);
29
C1d-沥青路面横向裂缝的裂缝度(m2/1000 m2);
C2d-沥青路面纵向裂缝的裂缝度(m2/1000 m2);
∑L
1
-横向裂缝总长度(m); -纵向裂缝总长度(m)。
∑L
2
4. 在没有龟裂和块裂的路面上,沥青路面横向裂缝或纵向裂缝等单根裂缝应按下列公
式分别计算裂缝度,总裂缝度按下式计算:
5. 计算裂缝度时可分别原因将各种单根裂缝(如横向裂缝、纵向裂缝、温缩裂缝、接
头裂缝、施工裂缝、反射裂缝等)单独计算。如欲换算成以面积计算的裂缝率时,宜将其分别乘以0.3m得到。但当将单根裂缝纳入网裂病害用于计算一般公路的好路率时,应遵照《公路养护质量检查评定标准》(JTJ075-94)的规定,采用0.2m的系数。
五、报告
沥青路面破损调查的报告包括如下内容:
1. 路线名称、路面结构、使用年限、交通情况等。 2. 破损记录图及调查统计表。 3. 破损率、裂缝率、裂缝度等。 4. 破损原因分析及处理建议。
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试验十一 沥青路面车辙测试方法
一、试验目的
用于测定沥青路面的车辙,供评定路面使用状况及计算维修工作量时使用。 二、仪具与材料
1. 路面横断面仪:如图6-2所示,长度不小于一个车道宽度,横梁上有一测量器,
可自动记录横断面形状。
2. 路况自动测定车:利用横向布置的一排激光距离传感器、摄影或录像方式能快速
连续测定,并记录测定桩号及各断面的形状的车辆。
3. 横断面尺:如图6-3所示,硬木或金属制直尺,刻度间距5cm,长度不小于一个
车道宽度。顶面平直,最大弯曲不超过1mm。两端有把手及高度为10~20cm的支脚,两支脚的高度相同。
4. 量尺:钢板尺、卡尺、塞尺,量程大于车辙深度,刻度至1mm。 5. 其他:皮尺、粉笔等。 三、方法与步骤
1. 车辙测定的基准测量宽度应符合下列规定:
(1) 对高速公路及一级公路,以一个车道的宽度即车道区划线中到中的距离为基准
测量宽度。
(2) 对二级及二级以下公路,有车道区划线时,以一个车道的宽度为基准测量宽度;
无车道区划线时,以中线两侧形成车辙部位的一个车道的宽度,作为基准测量宽度。
2. 以一个评定路段为单位,踏勘连续测定的测定区间,或确定非连续测定的测定断面。
用路况自动测定车测定时,在测定区间内连续测定,断面间距视仪器性能而异,标准的断面间隔为20m。用其他方法非连续测定时,在行车道上每隔50m作为一测定断面,用粉笔画上标记。根据需要也可按附录A的方法在行车道上随机选取测定断面,在特殊需要的路段如交叉口前后可予加密。 3. 用路况自动测定车测定的方法
(1) 将车辆就位于测定区间起点前。 (2) 设定测定断面的间隔。
(3) 开动测定车,同时启动测定及记录装置,自动记录出每个断面的形状及里程
桩号。
(4) 到达测定区间后,结束测定。
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(5) 检验测距记录与实际桩号之差,如误差超过±1%,应重新检测或校准测距
仪器。
4. 用路面横断面仪测定的方法
(1) 将路面横断面就位测定断面上,方向与道路中心线垂直,两端支脚立于测定
车道的两侧边缘,记录断面桩号。
(2) 调整两端支脚高度,使其等高。
(3) 移动横断面仪的测量器,从测定车道的一端移至另一端,记录出断面形状。 5. 用横断面尺测定的方法
(1) 将横断面尺就位于测定断面上,两端支脚立于测定车道的两侧。
(2) 沿横断面尺每隔20cm一点,用量尺垂直立于路面上,用目光平视测记横断
面尺顶面与路面之间的距离,准确至1mm,如断面的最高处或最低处明显不在测定点上应加测该点距离。
(3) 记录测定读数,绘出断面图,最后连接成圆滑的横断面曲线。 (4) 横断面尺也可用线绳代替。
(5) 当不需要测定横断面,仅需要测定最大车辙时,亦可用不带支脚的横断面尺
架在路面上由目测确定最大车辙位置,用尺量取。
四、测定结果计算整理
1. 将断面线按图6-4的方法画出横断面图及顶面基准线。通常为其中之一种形式。 2. 在图上确定车辙深度D1及D2,读至1mm。以其中最大值作为断面的最大车辙深度。 3. 求取各测定断面最大车辙深度的平均值作为该评定路段的平均车辙深度。 五、报告
测试报告应记录下列事项: 1.采用的测定方法。
2.路段描述,包括里程桩号,路面结构及横断面,使用年限,交通状况等。 3各测定断面的横断面图。 4各测定断面的最大车拖深度表。
5各评定路段的最大车辙深度及平均车辙深度。 6根据测定目的应记录的其它事项或数据。
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试验十二 水泥混凝土路面破损调查方法
一、试验目的
本方法适用于测定水泥混凝土路面的路面板开裂、接缝损坏等各种破损情况,供路面质量管理与验收、建立路面管理系统和决定路面维修方案时使用。 二、仪具与材料
1.量尺:钢卷尺、皮尺、钢尺等。 2.记录纸(毫米方格纸)。
3.其它:改锥、粉笔、扫帚、小红旗及安全标志等。 三、方法与步骤
1 水泥混凝士路面损坏分类如下:
(1)断板类破损:包括板角断裂、D型裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、断坡等。 (2)接缝类破损:包括接缝材料损坏、接缝脱开、无接缝料、缝被砂石尘土填塞、边角剥落、卿泥、错台(台阶)、拱起(翘曲)等;
(3)表面类破损;包括表面曲状细裂缝、层状剥落、起皮、露骨、集料磨光、坑洞等; (4)其他破损:如板块沉陷等。
破损严重程度可分为轻微、中度、严重三种不同情况。 2准备工作
(1)选定路段并量测其路面的长度及宽度。
(2)如路面不洁妨碍观测时,可用扫帚清扫裂缝附近路面。
注:为便于观测,宜选择在雨后路面已干燥但裂缝尚有水迹的时机观测。观测应有专人指挥交通(需要时可封闭交通),并设置交通安全标志等以确保观测者的安全。 3调查步骤
(1)沿路面纵向1~2个负责一块混凝土板宽度,仔细观察裂缝等各种破损情况,必要时用粉笔作出标记。
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(2)用目测或量尺分别测量测试路段的路面上每条裂缝长度及破损面积,准确至10cm。对伸缩缝接缝处的破坏及边角部已成块的破坏都应单独记录条数、面积。其中接缝拱起还应记录高度。
(3)记录板块号、破损位置(桩号),在方格纸上按比例绘制裂缝及破损情况图。 (4)根据需要,拍摄照片或录像备查。 四、计算
1测试路段路面的各类破损的长度或面积,可按表6-4分类统计,其中错台、拱起、板块沉陷还应记录高度或深度。
2水泥混凝土路面的坏板率按下式计算。根据需要,可按有关规范对各种坏板类型及严重程度取不同的权值进行计算。坏板率是指已发生板面开裂、断板、接缝损坏、表面缺陷、板块沉陷等各种板的损坏情况。
Bk=
∑∑A
S
ij
×Kij
式中 Bk--水泥混凝土路面的坏板率(%);
Aij ——水泥混凝土板各种损坏分别严重程度的累计换算板数,i表示破损类别,j表示破损严重程度,可分为轻微、中度、严重三个等级;
Kij——水泥混凝土板各种损坏类型及不同严重程度的权值,根据有关规范规定选用,如无规定时均取为1;
S——调查路段路面板总块数。 3 水泥混凝土路面的断板率按下式计算:
BD=
D
×100% S
式中BD——水泥混凝土路面的坏板率或断板率(%);
D——已完全折断成两块以上的水泥混凝士路面板总数; S——调查路段的路面板总块数。
4水泥混凝土路面的裂缝度,裂缝率按下列二式计算;
Cd
L∑=
A
Ck=
∑C
A
Aj
式中Cd――水泥混凝土路面的裂缝度(m/1000m2);
; Ck——水泥混凝土路面的裂缝率(m2/1000m2)
; CA--板角裂缝、D型裂缝及完全碎裂的总面积(m2)
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∑L——水泥混凝土路面板的纵向开裂、横向开裂总长度(m)
; A——测试路段的总面积,以1000m2计。 5水泥混凝土路面的坏缝率按下式计算:
JJ2c
k=
∑J
1c
+∑J
1+J2
式中 Jk——水泥混凝土路面的坏缝率(m/1000m)
; ∑J1c
――水泥混凝土路面的横向伸缩缝破坏的总长度(m); ∑J
2c
——水泥混凝土路面的纵向接缝破坏的总长度(m);
J1一-测试路段的横向伸缩缝的总长度,以1000m计;
J2一一测试路段的纵向接缝的总长度,以l000m计。
五、报告
水泥混凝土路面破损调查报告应包括如下内容; l 路线名称、路面结构、使用年限、交通情况等。
2水泥混凝土路面破损调查表,包括坏板率、裂缝率、坏缝率等。 3水泥混凝土路面破损程度评定。 4破损原因分析及处理建议。
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试验十三 路面错台测试方法
一、试验目的
用于测定路面在人工构造物端部接头、水泥混凝土路面或桥梁的伸缩缝以及沥青路面裂缝两侧由于沉降所造成的错台(台阶)高度,以评价路面行车舒适性能(跳车情况),并作为计算维修工作量的依据。 二、仪具与材料
本试验需要下列仪具与材料: 1 皮尺; 2 水准仪; 3 3m直尺; 4钢板尺或钢卷尺; 5 粉笔。 三、方法与步骤
1 非经注明,错台的测定位置以行车车道错台最大处纵断面为准,根据需要也可以其他代表性纵断面为测定位置。
2选择需要测定的断面,记录位置及桩号,描述发生错台的原因。 3构造物端部由于沉降造成的接头错台的测定步骤:
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(1)将精密水准仪架在距构造物端部不远的路面平顺处调平。
(2)从构造物端部无沉降或鼓包的断面位置起,沿路线纵向用皮尺量取一定距离,作为测点,在该处立起塔尺,测员高程,再向前量取一定距离,作为测点,测量高程。如此重复,直至无明显沉降的断面为止。无特殊需要,从构造物端部起的2m内应每隔0.2m量测一次,2~5m宜每隔0.5m量测一次,5m以上可每隔lm量测一次 由此得出沉降纵断面及最大沉降值,即最大错台高度(Dm),准确至lmm。
4测定由水泥混凝土路面或桥梁的伸缩缝或路面横向开裂造成的接缝错台、裂缝错台时,可按上述的方法用水准仪测定接缝或裂缝两侧一定范围内的道路纵断面,确定最大错台位置及高度(Dm),准确至1mm。
5当发生错台变形的范围不足3m时,可在错台最大位置沿路线纵向用3m直尺架在路面上,其一端位于错台高出的一侧,另一端位于无明显沉降变形处,作为基准线。用钢板尺或钢卷尺每隔0.2m量取路面与基准线之间高度(D),同时测记最大错台高(Dm),准确至lmm。 四、资料整理
以测定的错台读数D与各测点的距离绘成纵断面图作为测定结果,图中应标明相应断面的设计纵断面高程,最大错台的位置与高度Dm,准确至0.001lm。 五、报告
测试报告应记录如下事项: l.路线名,测定日期,天气情况。 2.测定地点,桩号,路面及构造物概况。 3.道路交通情况及造成错台的原因初步分析。 4.最大错台高度Dm及错台纵断面图。
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