路基路面工程实验指导书

路基路面工程试验白瑞刚编内蒙古工业大学建筑工程学院试验中心路基路面实验任务书实验一：贝克曼梁路基路面回弹弯沉试验1、了解适用范围；2、了解试验原理；3、熟悉使用仪器与材料；4、熟悉试验方法及试验步骤；5、熟悉整理实验报告，注：本次报告不考虑修正因素。实验二：承载板测定土基回弹模量试验1、了解试验目的和适用范围；2、了解仪具与材料；3、熟悉试验方法与步骤；4、熟悉记录表格和计算过程；5、熟悉整理实验报告，注：本次报告不考虑修正因素。实验三：土基现场CBR值测试方法1、了解试验目的和适用范围；2、了解仪具与材料；3、熟悉试验方法与步骤；4、熟悉记录表格和计算；5、熟悉整理实验报告，注：本次报告不考虑修正因素。实验四：路面平整度测定方法1、了解试验目的和范围；2、了解仪具与材料；3、熟悉试验方法与步骤;4、熟悉记录表格和计算；5、熟悉整理实验报告，注：本次报告不考虑修正因素。实验五：沥青路面渗水试验方法1、了解试验目的和适用范围；2、了解仪具与材料；3、熟悉试验方法与步骤；4、熟悉计算；5、熟悉整理实验报告，注：本次报告不考虑修正因素。贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验方法―、目的和适用范围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，供路面结构设计使用。2、沥表路面的弯沉以路表温度20度时为准，在其他温度测试时，对厚度大于50cm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1一1的要求。测试车可根据需要按公路等级选择，高速公路、一级及二级公路应釆用后轴100KN的BZZ—100标准车；其他等级公路可釆用后轴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。弯沉仪表度有两种：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8.6m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，宜釆用长度为5.4m的贝克曼梁弯沆仪,并采用BZZ—100标准车。弯沉釆用百分表量得，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I度。4、其它：皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。测定弯沉用的标准车参数表1一1标准轴载等级BZZ-100BZZ-60后轴标准轴载P(kN)100±60±1一侧双轮荷载（kN)50±0.530±0.5轮胎充气压力（MPa）0.70±0.050.50±0.05单轮传压面当量圆直径（cm）21.30±0.519.50±0.5轮隙宽度应满足能自由插入弯沉仪测头的测试要求四、试验方法1、准备工作(1)检查并保持测定用标准车的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），并用地磅称量后轴总质量，符合要求的轴重规定。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：在平整光滑的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.(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、测试步骤(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，后轮轮隙对准测点后约3—50cm的位置上。(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—50cm处），并安装百分表于弯沉仪的测定杆上。百分表调零，阳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03、弯沉仪的支点变形修正(1）当釆用长度为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，同时测定两台弯沉读数，如检验用弯沉仪百分表有读数，即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1一1所示。(2）当釆用上度为5.4m的弯沉仪测定时，可不进行支点变形修正。图1一1弯沉仪支点变形修正原理五、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：2)(21LLLT式中TL——在路面温度丁时的回弹弯沉值（0.01mm)；1L——车轮中也临近弯沉仪测头时百分表的最大读数（0.01mm);2L——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：6)(2)(4321LLLLLT式中1L——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)；2L——汽车驶出弯沉影响半径后测定用弯沉议的最终读数（0.01mm)；3L——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)；4L——汽车驶出弯沉影响半径后检验用弯沉仪的终读数（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50cm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）测定时的沥靑层平均温度按下式计算:3/)(25emLLLL式中T——测定时沥青层平均温度(℃);25T——根据0T由图1-2决定的路表下25cm处的温度(℃);mT——根据丁0T由图1-2决定的沥青层中间深度的温度(℃)；eT——根据T0由图1-2决定的-青层底面处的温度(℃)；图1-2中0T为测定时路表温度与测定前5d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。(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图1-4求取。(3)沥青路面回弹弯沉按下式计算：KLLT20式中K——温度修正系数;图1-2沥青层平均温度的决定注：线上的数字为从路表下的不同深度（mm）图1-3路面弯沉温度修正系数曲线（适用于粒料基层及沥青稳定基层）图1-4路面弯沉温度修正系数（适用于无机结合料稳定的半刚性基层）20L——换算为20℃的沥靑路面回弹弯沉值(0.01mm));TL——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：SZLLar式中TL——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)；aZ——与保证率有关的系数，采用下列数值：高速公路、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。承载板测定土基回弹模量试验方法一、目的和适用范围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、后轴重不小于60KN的载重汽车一辆，作为加载设备，在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力架，汽车胎充气压力0.5Mpa。2、现场测试装置，如图1一9所示，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。图1-9承载板试验现场测试装置1-加载斤顶：2-钢圆简；3-钢板及球座；4-测力计；5-加劲横梁;6-承载板;7-立柱及支座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、其它：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。三、方法与步骤1、准备工作（1）根据需要选择有代表性的测点，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，撤干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆主部土基表面，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。（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驾劲梁接触，如用测力环时，应将测力环置于千斤顶与横梁中间，千斤顶及衬垫物必须保持垂直，以免加压时千斤顶倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。(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）测定土基的压力一变形曲线，用千斤顶加载，釆用逐级加载卸载法，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％时则应重测。当回弹变形值超过1min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=(加载后读数平均值一卸载后读数平均值)弯沉仪杠杆比总变形（’L）=(加载后读数平均值一加载初始前读数平均值）弯沉仪杠杆比（4）测定总影响量a。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a。(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;最大径不大于25mm，试样数量约250g；最大径不大于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植。当使用其它类型的测试车时，各级压力下的影响量ai按下式计算：QTpDTTii12214)(式中1T——测试车前后轴距（m)；2T——加劲小梁距后轴距离（m)；D——承载板直径（m）；Q——测试