1 定义
在规定的荷载作用下,路基或路面表面产生的总垂直变形值(总弯沉)或垂直回弹变形值(回弹弯沉),以0.01 mm为单位表示。
2 适用范围
1.1 适用于测定各类路基路面的回弹弯沉以评定其整体承载能力,可供路面结构设计使用。 1.2 沥青路面的弯沉检测以沥青面层平均温度20 ℃时为准,当路面平均温度在20 ℃±2 ℃以内可不修正,在其他温度测试时,对沥青层厚度大于5 cm的沥青路面,弯沉值应予温度修正。
3 检测设备
3.1 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5-1的要求。测试车应采用后轴10 t标准轴载BZZ-100的汽车。
表5-1 标准轴载等级 BZZ-100 后轴标准轴载,kN 100±1 一侧双轮荷载,kN 50±0.5 轮胎充气压力,MPa 0.70±0.05 单轮传压面当量圆直径,cm 21.30±0.5 轮隙宽度 应满足能自由插入弯沉仪测头的测试要求 3.2 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3.6 m,前后臂分别为2.4 m和1.2 m;另一种加长的弯沉仪长5.4 m,前后臂分别为3.6 m和1.8 m。当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面测定时,应采用长度为5.4 m的贝克曼梁弯沉仪;对柔性基层或混合式结构沥青路面可采用长度为3.6 m的贝克曼梁弯沉仪测定。弯沉采用百分表量得,也可用自动记录装置进行测量。
3.3 接触式路表温度计:端部为平头,分度不大于1 ℃。 3.4 其他:皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。
4 准备工作
4.1 检查并保持测定用标准车的车况及制动性能良好,轮胎胎压符合规定充气压力。 4.2 向汽车车槽中装载(铁块或集料),并用地中衡称量后轴总质量及单侧轮荷载,均应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。
4.3 测定轮胎接地面积:在平整光滑的硬质地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和一张方格纸,轻轻落下千斤顶,即在方格纸上印上轮胎印痕,用求积仪
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或数方格的方法测算轮胎接地面积,准确至0.1 cm。 4.4 检查弯沉仪百分表量测灵敏情况。
4.5 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5 d的平均气温(日最高气温与最低气温的平均值)。 4.6 记录沥青路面修建或改建材料、结构、厚度、施工及养护等情况。
5 检测步骤
5.1 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。
5.2 将试验车后轮轮隙对准测点后约3 cm~5 cm处的位置上。
5.3 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 cm~5 cm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,检查百分表应稳定回零。弯沉仪可以是单侧测定,也可以是双侧同时测定。
5.4 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。当表针转动到最大值时,迅速读取初读数。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3 m以上)后,吹口哨或挥动指挥旗,汽车停止。待表针回转稳定后,再次读取终读数。汽车前进的速度宜为5 km/h左右。
6 弯沉仪的支点变形修正
6.1 当采用长度为3.6 m的弯沉仪进行弯沉测定时,有可能引起弯沉仪支座处变形,在测定时应检验支点有无变形。如果有变形,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,如检验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。 6.2 当采用长度为5.4 m的弯沉仪测定时,可不进行支点变形修正。
7 结果计算
7.1 路面测点的回弹弯沉值按式(9-1)计算:
lt(L1L2)2 (9-1)
式中:lt——在路面温度t时的回弹弯沉值,0.01 mm;
L1——车轮中心临近弯沉仪测头时百分表的最大读数,0.01 mm;
L2——汽车驶出弯沉影响半径后百分表的终读数,0.01 mm。
7.2 当需进行弯沉仪支点变形修正时,路面测点回弹弯沉值按式(9-2)计算:
lt(L1L2)2(L3L4)6 (9-2) 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,0.01 mm; L2——汽车驶出弯沉影响半径后测定用弯沉仪的终读数,0.01 mm; L3——车轮中心临近弯沉仪测头时检验用弯沉仪的最大读数,0.01 mm;
L4——汽车驶出弯沉影响半径后检验用弯沉仪的终读数,0.01 mm。
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。 7.3 沥青面层厚度大于5 cm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。
一、测定时的沥青层平均温度按式(9-3)计算:
t(t25tmte)/3 (9-3) 式中:t——测定时沥青层平均温度,单位为摄氏度(℃);
t25——根据t0由JTG E60-2008标准中图T 0951-2决定的路表下25 mm处的温度,单位为摄氏度(℃);
tm——根据t0由JTG E60-2008标准中图T 0951-2决定的沥青层中间深度的温度,单位为摄氏度(℃); te——根据t0由JTG E60-2008标准中图T 0951-2决定的沥青层底面处的温度,单位为摄氏度(℃)。
t0为测定时路表温度与测定前5 d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。
二、根据沥青层平均温度t及沥青层厚度,分别由JTG E60-2008标准中图T 0951-3及图T 0951-4求取不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正系数。 三、沥青路面回弹弯沉按式(9-4)计算:
l20ltK (9-4)
式中:K——温度修正系数;
l20——换算为20 ℃的沥青路面回弹弯沉值,0.01 mm;
lt——测定时沥青面层的平均温度为t时的或弹弯沉值,0.01 mm。
8 结果评定
8.1符合设计要求
8.2当检测数据按照《公路工程质量检验评定标准(土建工程)》(JTG F80/1-2004)验收时,评定路段的代表弯沉值,计算公式如下:
ltlZaS
式中:lt---一个评定路段的代表弯沉(0.01 mm)
l---一个评定路段内经各项修正后的各测点的弯沉的平均值(0.01 mm); 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(0.01 mm);
Za---与保证率有关的系数,参考相关技术标准,规范选用。
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