道路现场质量检测课题5 强度和模量 国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的承 载能力，回弹弯沉值越大，承载能力越小，反之 则越大。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。在路表测 试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合承载 能力。回弹弯沉值在我国已广泛使用且有很多的 经验及研究成果，它不仅用于路面结构的设计中 （设计回弹弯沉）；用于施工控制及施工验收中 （竣工验收弯沉值）；同时还用在旧路补强设计 中，是公路工程的一个基本参数，所以正确的测 试具有重要的意义。 弯沉值的几个概念： 1弯沉 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001mm为单位。 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。，当胳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，应根据拉应力计算所得的结构厚度， 重新计算路面弯沉值，该弯沉值即为竣工验收弯沉值。 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。 l强度和模量 土基回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数。随着对施工质量要求的提高，回弹模量值检测将会作为控制施工质量的一个重要指标。常用方法：承载板法、贝克曼梁法、现场CBR法等。 l检测方法：承载板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。所测定的土 基回弹模量可作为路面设计参数使用。图4-13 承载板试验现场测试装置 1-加劲横梁；2-测力计；3-钢板及球座；4-钢圆筒； 5-加载千斤顶；6-立柱及支座；7-承载板l检测方法： 落垂式弯沉仪法 利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载 测定弯沉，属动态测试，快速连续，但须 用贝克曼梁法进行标定换算。 FWD是利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载 测定弯沉，近年来，采用落锤式弯沉仪(FWD)测 定路面的动态弯沉，并反算路面的回弹模量，已 成为世界各国道路界的热门课题。 测定在落锤式弯沉仪(FWD)标准质量的重锤落下 一定高度发生的冲击荷载作用下，路基或路面表 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 。所测结果经转换至回弹弯沉值后可用于评定道 路承载能力，也可用于调查水泥混凝土路面接缝 的传力效果，探查路面板下的空洞等。 l检测方法：贝克曼梁法 （1）本方法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）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。 二、仪器和仪具 本试验需要下列仪具： （ 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4-4要求。 测试车应采用后轴100kN的BZZ-100。 （ 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 240mm 和 120mm ，加长弯沉仪分别为 360mm 和 180mm . 。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： 16mm ，长 500mm 。 （ 5 ）其它：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 ）无结合料粒料基层的整层试验段（试槽）应符合下 列要求： 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。 试槽应选择在干燥或中湿路段处，不得铺筑在软土基上 。 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。 试槽表面的测点间距可布置在中间 2m 1m 的范围内 ，可测定 23 点。 三、方法与步骤 2 、测试步骤 选择适当的标准车，实测各测点处的路面 回弹弯沉值 L i 。如在旧沥青面层上测定时 ，应读取温度，并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 1 、按式（ 6 4 ）、（ 6 5 ）、（ 6 6 ）计算全 部测定值的算术平均值（ L ）、单次测量的标准差（ S ）和自然误差（ r 0 ）： （ 6 4 ） （ 6 5 ） r0 =0.675 S （ 6 6 ） 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 d i = Li L，并计算较大的偏差与自 然误差之比 d i / r 0 。当某个测点观测值的 d i / r 0 值大于表 中的 d / r 极限值时则应舍 弃该测点，然后重复四 .1 的步骤计算所余 各测点的算术平均值（ L ）及标准差（ S ）。 3 、按 (6 7) 计算代表弯沉值： Li = L+S (6 7) 式中： L i 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（ 6 8 ）计算土基、整层材料的回弹模量（ E 1 ）或旧路的 综合回弹模量： E1= （ 6 8 ） 式中E i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）； P 测定车轮的平均垂直荷载（ MPa ）； 测定用标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径（ cm ）； 测定层材料的泊松比，根据部颁路面设计规范的规定取用； 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 E I 等，对沥青路面应报告测试时的路面 温度。