弯沉检测-贝克曼梁法资料讲解.ppt

弯沉检测(jin c)贝克曼梁法王 军 2008.32008.3第一页，共36页。前 言辛苦(xnk)啦 辛苦(xnk)啦！第二页，共36页。弯沉检测指标(zhbio)很重要n n对公路工程质量鉴定而言，弯沉检测指标是否决性指标，是反映路基(lj)或路面承载能力的重要指标。如果不合格，工程决不能通过质量鉴定。同时反映工程质量存在实质性问题。第三页，共36页。弯沉检测(jin c)工作很辛苦n n无论采取何种方法进行(jnxng)弯沉检测，工作强度均很重，尤其是贝克曼梁法。工程有多长，人在路上就得走多远。第四页，共36页。弯沉检测(jin c)影响因素多n n获得(hud)一个标准弯沉检测结果，涉及到的因素很多，车型、轴载、轮压、结构、气候、人员素质、现场管理等。第五页，共36页。弯沉检测(jin c)工作人员多n n一台检测车的参检人员就达十几人，相当于检测总人数(rn sh)的一半。第六页，共36页。弯沉检测时间长n n弯沉检测按每公里80-100点计算(j sun)，行进速度为单幅每小时3公里，每天每台车检测单幅平均20公里左右。第七页，共36页。阐述(chnsh)内容一、概述一、概述 概念、测试方法概念、测试方法二、贝克曼梁法弯沉检测二、贝克曼梁法弯沉检测 使用范围、仪器与材料、检测准备使用范围、仪器与材料、检测准备 工作、检测步骤、修正系数、结果工作、检测步骤、修正系数、结果(ji gu)评定评定第八页，共36页。一、概述(i sh)国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基、路面的承载能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，反之力，回弹弯沉值越大，承载能力越小，反之(fnzh)则越大。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。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。重要的意义。回弹弯沉值在我站主要用于公路工程的竣回弹弯沉值在我站主要用于公路工程的竣(交交)工程项目工程项目的质量鉴定工作。的质量鉴定工作。第九页，共36页。（一）弯沉值的几个(j)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(chuzh)变形（总弯沉）或垂直(chuzh)回弹变形值（回弹弯沉），以0.01mm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积当量轴次、公路等级、路面和基层类型而确定的路面弯沉设计值。3、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。当路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。第十页，共36页。（二）弯沉值的测试方法 弯沉值的测试方法很多，目前用的最多的是贝克曼梁法，在我国已有成熟的经验。现在用的比较普遍的还有法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪，丹麦等国家发明的落锤式弯沉仪（FWD，我站已引进并使用）几种弯沉测试方式比较 1、贝克曼梁法:是传统方法，速度慢，静态测试，比较成熟，目前属于标准方法。2、自动弯沉仪法:是利用贝克曼梁原理快速连续，属于静态测试范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼梁进行标定换算。3、落锤式弯沉仪法:是利用重锤自由(zyu)落下的瞬间产生的瞬间产生的冲击荷载测定弯沉，属于动态弯沉，并能反算路面的回弹弯沉模量，快速连续，使用时应用贝克曼梁法进行标定换算。第十一页，共36页。二、贝克曼梁法弯沉检测(jin c)（一）适用范围（一）适用范围1、适用于测定各类路基、路面的回弹弯、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，可供路沉，用以评定其整体承载能力，可供路面结构设计使用。面结构设计使用。2、测定路基、柔性路面的回弹弯沉值可、测定路基、柔性路面的回弹弯沉值可供交工、竣工验收使用。供交工、竣工验收使用。3、测定的路面回弹弯沉值可为公路养护、测定的路面回弹弯沉值可为公路养护管理部门制定养路修路计划管理部门制定养路修路计划(jhu)提供提供依据。依据。第十二页，共36页。（二）仪具与材料（二）仪具与材料、测试车：、测试车：高速、一、二级公路采用高速、一、二级公路采用(ciyng)(ciyng)后轴后轴100KN100KN的的BZZ-100BZZ-100；其它等级公路也可采用其它等级公路也可采用(ciyng)(ciyng)后轴后轴60KN60KN的的BZZ-60BZZ-60。相关(xinggun)数据参数标准轴载等级标准轴载等级BZZ-100BZZ-60后轴标准轴载后轴标准轴载P(KN)1001601一侧双轮荷载一侧双轮荷载(KN)500.5300.5轮胎冲气压力轮胎冲气压力(MPa)0.70.050.50.05单轮传压面当量圆直径单轮传压面当量圆直径(CM)21.30.519.50.5轮隙宽度轮隙宽度满足测头自由测试满足测头自由测试第十三页，共36页。、弯沉仪：由贝克曼梁、百分表、表架组成、弯沉仪：由贝克曼梁、百分表、表架组成(z chn)(z chn)。贝克曼梁由铝合金制成（筑铝或铝板材两种）贝克曼梁由铝合金制成（筑铝或铝板材两种）前后臂长度比例(bl)为2：1，前臂接触地面3.6m贝克曼梁（2.4+1.2）5.4m贝克曼梁(3.6+1.8)当在半刚性基层当在半刚性基层(jcng)(jcng)沥青路面或水泥混凝土路面测定时，宜采用沥青路面或水泥混凝土路面测定时，宜采用5.4m5.4m贝克曼梁弯沉仪，贝克曼梁弯沉仪，并采用并采用BZZ-100BZZ-100标准车，也可用自动记录装置进行测量。标准车，也可用自动记录装置进行测量。第十四页，共36页。3、接触式路面温度仪：端头为平头，分度不大于10C。4、统一的检测记录表格和记录笔;也可用自动记录装置进 行测量(cling)。5、具有数理统计功能的计算器第十五页，共36页。（三）检测（三）检测(jin c)准备工作准备工作1、百分表灵敏、安放稳定：、百分表灵敏、安放稳定：）日常检测出发前，可提拉百分表测试传）日常检测出发前，可提拉百分表测试传感轴，检查量程范围感轴，检查量程范围(fnwi)内是否灵敏内是否灵敏（必需配带两块以上百分表）；（必需配带两块以上百分表）；）读数前轻叩弯沉仪，检查百分表是否稳）读数前轻叩弯沉仪，检查百分表是否稳定归零（检查灵敏性和尤其是充分接触程定归零（检查灵敏性和尤其是充分接触程度）。度）。第十六页，共36页。2、弯沉车配重、弯沉车配重(pi zhn)：、装配铁块：常年从事检测的单位也可加工预制。便于装载、便于运输(ynsh)，不受雨天气候影响。、装载集料：材料便宜、灵活，可随地取材。受雨天气候影响大。检测前对配重弯沉车的后轴总质量采用地中衡进行称量，调整重量，以达到轴重要求。注意保证左右两侧重量均衡；注意连续检测预雨时对弯沉车集料进行苫盖，没有及时苫盖的，雨后应对重量进行复检。第十七页，共36页。3、轮胎、轮胎(lnti)接地面积接地面积 在平整光滑的硬质地面上用千斤顶将汽车后轴顶起，方格(fn)复写纸，轻落千斤顶，即在方格(fn)纸上印上轮胎印痕，用求积仪或数方格(fn)的方法测算轮胎接地面积，精确至0.1m2 新胎、旧胎胎纹变化不大，影响不大；不同种类、型号轮胎的胎纹差别相对较大，影响较大。第十八页，共36页。4、轮压测定、轮压测定(cdng)每次检测前均应用压力表对轮压进行测定(cdng)并调整，否则轮胎接地面积会有很大变。第十九页，共36页。、检测(jin c)人员一台弯沉车的检测一台弯沉车的检测(jin c)人员配备：人员配备：工作性质工作性质参检参检人数人数备用备用人数人数备注备注抬仪器抬仪器44力工，身体健康力工，身体健康读表读表22要求熟练、认真要求熟练、认真计数计数11认真并监督读表人员认真并监督读表人员起车发令员起车发令员11指挥车辆启动指挥车辆启动工程量较大、任务较紧时一台弯沉检测组现场参与工作人员工程量较大、任务较紧时一台弯沉检测组现场参与工作人员累计累计16人。一台检测车每天检测单幅人。一台检测车每天检测单幅20公里左右，此项任务控制整体检测进度，公里左右，此项任务控制整体检测进度，可根据弯沉任务制定总体检测时间。可根据弯沉任务制定总体检测时间。第二十页，共36页。（四）检测（四）检测(jin c)步骤步骤、在检测(jin c)位置停稳弯沉车第二十一页，共36页。、按规定放好贝克曼梁；弯沉仪测头放置弯沉仪测头放置(fngzh)后轴轮隙中间、轴线前后轴轮隙中间、轴线前3-5CM处；梁臂不得碰到轮胎。处；梁臂不得碰到轮胎。第二十二页，共36页。、放稳支架、放稳支架(zhji)、调整百分表、调整百分表第二十三页，共36页。、启动(qdng)车辆行走速度：汽车前进的速度为行走速度：汽车前进的速度为5km/h，起车必须，起车必须(bx)平稳，否则干扰较大。平稳，否则干扰较大。读数时间：行驶距离超过影响半径。读数时间：行驶距离超过影响半径。第二十四页，共36页。、读取数值(shz)、记录表针(biozhn)反走经过的距离第二十五页，共36页。（五）修正（五）修正(xizhng)系数系数、配重及当量直径修正：、配重及当量直径修正：有时开始检测路段没有地中衡，弯沉车有时开始检测路段没有地中衡，弯沉车又是监理又是监理(jin l)或业主经常反复使用的检或业主经常反复使用的检测车辆，可在经过有地中衡的地方进行称测车辆，可在经过有地中衡的地方进行称重，如果重量偏差超过容许范围或当量直重，如果重量偏差超过容许范围或当量直径不符合规定则可按以下公式修正计算。径不符合规定则可按以下公式修正计算。LR/LRi=(P/Pi)0.86=d1.5/di1.5 第二十六页，共36页。、温度、温度(wnd)修正（修正（2020C）沥青沥青(lqng)面层厚度大于面层厚度大于5CM且路面温且路面温度超过（度超过（202）0C范围时，回弹弯沉值应范围时，回弹弯沉值应进行温度修正，温度修正有两种方法。进行温度修正，温度修正有两种方法。1）查图法）查图法2）经验计算法）经验计算法第二十七页，共36页。1 1）查图法）查图法）查图法）查图法T=T=（T25+Tm+TeT25+Tm+Te）3 3 测定时沥青层平均温度测定时沥青层平均温度测定时沥青层平均温度测定时沥青层平均温度T0 =(T0 =(地表平均温度（随时多次测试地表平均温度（随时多次测试地表平均温度（随时多次测试地表平均温度（随时多次测试(csh)(csh)）+前前前前5 5天日平均温天日平均温天日平均温天日平均温度度度度)T25T25、TmTm、TeTe根据根据根据根据T0 T0 值在图表中查得值在图表中查得值在图表中查得值在图表中查得200C不 同深 度温度T T0 0 =(=(路表+5天平均温度25mm150mm300mmT表表5天前的平均气温，可通过气象台、当地(dngd)报纸查询。检测时气温和路表温度（随时多次测试）5天前的平均气温(qwn)，可通过气象台、当地报纸查询。检测时气温(qwn)和路表温度（随时多次测试）5天前的平均气温，可通过气象台、当地报纸查询。检测时气温和路表温度（随时多次测试）5天前的平均气温，可通过气象台、当地报纸查询。第二十八页，共36页。K=1。.0K=0.4无机稳定料基层与粒料基层及沥青稳定基层的K图表不同0 10 20 0c 30 40 50换算(hun sun)成20度时的回弹弯沉公式 L20=t+k第二十九页，共36页。2）经验）经验(jngyn)计算法计算法求测定时沥青平均温度求测定时沥青平均温度TT=a+bT0a=-2.65+0.52hb=0.62-0.008hT0-(l表平均温度表平均温度+前前5天日平均温度天日平均温度)H-沥青面层厚度沥青面层厚度当当T20时：时：K=E（1/T-1/20）h当当T20时：时：K=E0.002h(20-T)换算换算(hun sun)成成20度时的回弹弯沉公式度时的回弹弯沉公式 L20=lt+k 第三十页，共36页。、弯沉仪的支点变形、弯沉仪的支点变形(bin xng)修正修正当采用长度为当采用长度为3.6米的弯沉米的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面进行弯沉检测时，有混凝土路面进行弯沉检测时，有可能引起弯沉仪支座处变形，因可能引起弯沉仪支座处变形，因此检测时应检验支点此检测时应检验支点(zhdin)有无变形。此时用另一台弯沉仪有无变形。此时用另一台弯沉仪放置检测用的弯沉仪之后，其测放置检测用的弯沉仪之后，其测头放置于检测用弯沉仪的支点头放置于检测用弯沉仪的支点(zhdin)旁。车辆开出后，同旁。车辆开出后，同时测弯沉定读，当检验弯沉仪有时测弯沉定读，当检验弯沉仪有读数时，应该记录并进行支点读数时，应该记录并进行支点(zhdin)变形修正。取同一结变形修正。取同一结构层不同位置的构层不同位置的5次读数，求平次读数，求平均值（均值（10个数值平均），作为个数值平均），作为以后检测的修正值。以后检测的修正值。修正后的公式为：修正后的公式为：LT=(L1-L2)2+(L3-L4)6 (5次读数的平均值次读数的平均值)此公式适用于测定用弯沉仪此公式适用于测定用弯沉仪支点支点(zhdin)处有变化，但百处有变化，但百分表支架处路面已无变形的情况。分表支架处路面已无变形的情况。测点弯沉读 数 L1、L2总下沉值=2测点读数+6检验读数荷载检验(jinyn)弯沉读数L3、L4第三十一页，共36页。、季节修正根据(gnj)不同季节、不同自然区划位置和结构类型、路基干湿进行查表春融春融(chn rn)45.15 干季干季5.157.15 910 雨季雨季7.159.30 冻前冻前11月月第三十二页，共36页。E。值得的获得：。值得的获得：核查设计文件（路面结构类核查设计文件（路面结构类型），摘取型），摘取E。值，。值，并逐段计算设计弯沉值，以并逐段计算设计弯沉值，以备计算使用（有的施工备计算使用（有的施工(sh gng)单位或工程项目采用单位或工程项目采用一个一个E。值；有的施工。值；有的施工(sh gng)、监理单位提供的、监理单位提供的E。值不准确，有的段落划分不值不准确，有的段落划分不准确）。准确）。第三十三页，共36页。修正(xizhng)后的计算公式Lr=L+Za s=L2（季节（季节温度温度支点支点(zhdin)轴重轴重轮胎）系数轮胎）系数+Zas Za与保证率有关的系数，当设计弯沉值按与保证率有关的系数，当设计弯沉值按公路沥青路面设计规范（公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）确定）确定(qudng)时，采用表以下规定：时，采用表以下规定：层位层位Za高速、一级高速、一级二、三级公路二、三级公路沥青面层沥青面层1.6451.5路路 基基2.01.645第三十四页，共36页。结果(ji gu)评定计算平均值和标准差时，应将超出各测点平均值L（2-3）S的弯沉特异值舍弃。对舍弃的弯沉值过大的点，应找出周围界限，进行局部处理。两块表的读数不得采用左右两点的平均值，应独立计算。结果(ji gu)：弯沉值不大于设计要求的弯沉值得满分；大于时得零分。路基设计弯沉值L。=9308（E。-0.938）E。的单位为MPa第三十五页，共36页。再 见谢谢(xi xie)同志们!祝弯沉检测的同志们一路顺风!第三十六页，共36页。