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贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉方法

关键字: 贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉方法日期: 2020-5-10 9:14:24 点击 12270 次

JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》---- 7 承载能力

贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉方法

JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》中T 0951-2008贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉方法

1 适用范围

1.1 本方法适用于测试路基及沥青路面的回弹弯沉，以便评价其承载能力。

1.2 本方法不适用于路基冻结后的回弹弯沉检测。

2 仪具与材料技术要求

（1）贝克曼梁：由合金铝制成，上有水准泡，其前臂与后臂长度比为2:1。贝克曼梁按长度分为5.4m（3.6m+1.8m）梁和3.6m（2.4m+1.2m）梁两种，如图T 0951-1 所示。长度为5.4m 的贝克曼梁适用于各种类型的路面结构回弹弯沉的测试；长度为3.6m 的贝克曼梁适用于柔性基层沥青路面回弹弯沉的测试。

（2）加载车：单后轴、单侧双轮组的载重车，双轮轮隙应能满足自由插入贝克曼梁测头的要求，轴载、轮胎气压等技术参数应符合表T 0951 的要求。

（3）百分表及表架。

（4）路表温度计：分辨力不大于1℃。

（5）其他：钢直尺等。

表T 0951 加载车的参数要求

后轴标准轴载P（kN）	100±1
单侧双轮荷载（kN）	50±0.5
轮胎气压（MPa）	0.7±0.05
单轮传压面当量圆面积（mm2）	（3.56±0.20）×104

3 方法与步骤

3.1 准备工作

（1）检查并保持测试用加载车的车况及制动性能良好，轮胎气压应符合表T 0951 的要求。

（2）给加载车配重，并用地中衡称量后轴总质量及单侧双轮荷载等，均应符合表T0951 的要求，加载车行驶及测试过程中，轴重不应变化。

（3）若启用新加载车或加载车轮胎发生较大磨损时应测试轮胎传压面面积。轮胎传压面面积测试方法如下：确保加载车双侧轮载及其轮胎气压满足表T 0951 的要求，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。用求积仪或数方格的方法测算单个轮胎印迹范围内的面积，均应符合表T 0951 中单轮传压面当量圆面积的要求。

（4）当在沥青路面上测试时，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）。

（5）记录沥青路面结构层材料类型、设计厚度等情况。

3.2 测试步骤

（1）将加载车停放在测试路段的测试位置，后轮一般应置于道路行车轮迹带上。将贝克曼梁插入加载车后轮轮隙处，与加载车行车方向一致，梁臂不得接触轮胎。贝克曼梁测头置于轮隙中心前方（30～50）mm 处测点上。用路表温度计测量并记录测点附近的路表温度。可采用两台贝克曼梁对双侧轮迹同时进行回弹弯沉测试。

（2）将百分表安装在表架上，并将百分表的测头安放在贝克曼梁的测定杆顶面。轻轻叩击贝克曼梁，确保百分表正常归位。

（3）指挥加载车缓缓前进，速度一般为5km/h 左右，百分表示值随路面变形持续增加。当示值最大时，迅速读取初读数L1。加载车仍继续前进，示值开始反向变化，待加载车驶出弯沉影响范围（约3m 以上），百分表示值稳定后，读取终读数L2。

（4）指挥加载车沿轮迹带前行，驶向下一测试位置，重复（1）-（3）的步骤，完成测试路段的回弹弯沉测试。

3.3 当采用5.4m 贝克曼梁测试弯沉时，一般可不进行支点变形修正。当有可能引起贝克曼梁支座处变形，在测试时应检验支点有无变形。如果有变形时，此时应用另一台测试用的贝克曼梁安装在测定用贝克曼梁的后方，其测点架于测定用贝克曼梁的支点旁。当加载车开出时，同时测定两台贝克曼梁的弯沉读数，如检验贝克曼梁百分表有读数，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T 0951-2 所示。

4 数据处理

4.1 路面测点的回弹弯沉值按式（T 0951-1）计算。

Lt=（L1-L2）×2

式中:lt ——在沥青面层平均温度t 时的回弹弯沉值（0.01mm）；

L1——车轮中心临近贝克曼梁测头时百分表的最大读数（0.01mm）；

L2——加载车驶出弯沉影响半径后待百分表稳定后的终读数（0.01mm）。

4.2 当需进行弯沉仪支点变形修正时，按式(T0951-2)计算路面测点回弹弯沉值。

Lt=（L1-L2）×2+ （L3-L4）×6 （T0951-2）

式中: L3——加载车中心临近贝克曼梁测头时检验用贝克曼梁的最大读数（0.01mm）；

L4——加载车驶出弯沉影响半径后检验用贝克曼梁的终读数（0.01mm）。

注:此式适用于测定用贝克曼梁支座处有变形，但百分表架处路面已无变形的情况。

4.3 当沥青面层厚度大于50mm 时，回弹弯沉值应根据沥青面层平均温度进行温度修正，按下列步骤进行。

（1）按式（T 0951-3）计算测定时的沥青面层平均温度

𝑡=（t25+tm+te）/3 （T 0951-3）

式中:t——测定时沥青面层平均温度（℃）；

t25——根据t0 由图T 0951-3 决定的路表下25mm 处的温度（℃）；

tm——根据t0 由图T 0951-3 决定的沥青面层中间深度的温度（℃）；

te——根据t0 由图T 0951-3 决定的沥青面层底面处的温度（℃）；

t0——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。

图 T 0951-3 沥青面层平均温度的确定

注：线上的数字表示从路表向下的不同深度（mm）

（2）当沥青面层平均温度在（20±2）℃时，温度修正系数K=1。当沥青面层平均温度为其他温度时，应根据沥青面层厚度，分别由图T 0951-4 及图T 0951-5 求取不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正系数K。

图T 0951-4 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 T 0951-5 路面弯沉温度修正系数曲线（适用于无机结合料稳定的半刚性基层）

（3）按式（T 0951-4）计算修正后的沥青路面回弹弯沉值

𝑙20= 𝑙t× 𝐾 （T 0951-4）

式中: K ——温度修正系数；

l20——修正后的沥青路面回弹弯沉值（0.01mm）。

4.4 按照本规程附录B 的方法，计算一个测试路段的回弹弯沉平均值、标准差及代表值。

5 报告

本方法应报告以下技术内容:

（1）测试路段信息（桩号、路面结构层材料类型及设计厚度等）。

（2）沥青面层平均温度、温度修正系数、回弹弯沉值。

（3）测试路段的回弹弯沉平均值、标准差及代表值。

条文说明

贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉中加载车很重要，我国一直规定用解放牌CA-10B 型及黄河牌JN-150 型作为两个荷载等级的标准车。但这两种车型已很少使用，显然已不能作为标准车型。本次修订取消对加载车车型的规定，表T 0951-1 中对加载车的后轴标准轴载、单侧双轮荷载、轮胎气压、单轮传压面当量圆面积等主要参数提出要求，凡是符合这些参数的加载车均可以使用。原规程表T0951中对单轮传压面当量圆半径进行了规定，而准备工作中实际测试的是单轮传压面当量圆面积，本次修订统一规定单轮传压面当量圆面积的要求。同时，本次修订明确了单轮传压面当量圆面积必须测试的条件，并重新细化梳理了测试方法的操作步骤。

沥青路面的回弹弯沉受温度变化影响较大，为保证回弹弯沉值的可比性，现场测试的沥青路面回弹弯沉值以沥青面层平均温度20℃为准。当沥青面层厚度大于50mm 时，需要进行温度修正，4.3 的步骤处理。在原规程使用过程中，普遍反映温度修正采用查表法，人为误差较大，但由于《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059-1995）（简称：1995 版规程）编制时的原始数据已无法查证，交通运输部公路科学研究所根据1995 版规程中温度修正的放大图，反复验证后形成公式如表T 0951-2、T0951-3、T 0951-4 所示。

表T 0951-2 沥青层平均温度的确定

从路表向下的不同深度	路表下不同深度的温度
25mm	T25 = 0.5943 T0 - 12.3120
50mm	T50 = 0.5383 T0 - 9.2248
100mm	T100 = 0.5034 T0 - 9.8736
150mm	T150 = 0.4667 T0 - 8.6477
200mm	T200 = 0.4464 T0 - 7.8857
300mm	T300 = 0.4227 T0 - 7.0723

表T 0951-3 路面弯沉温度修正系数（适用于粒料基层及沥青稳定基层）

沥青层厚度	温度修正系数
沥青层厚度	（0～20）℃	（20～50）℃
50mm	K50，1= -0.0077T+ 1.1544	K50，2= -0.0068T+ 1.1328
100mm	K100，1 = -0.0136T + 1.2688	K100，2 = -0.0118T + 1.2340
200mm	K200，1= -0.0159T + 1.3153	K200，2= -0.0169T + 1.3321
300mm	K300，1 = -0.0172T + 1.3425	K300，2 = -0.0208T + 1.4124

表T 0951-4 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）

沥青层厚度	温度修正系数
沥青层厚度	（0～20）℃	（20～50）℃
50mm	K50，1 = -0.0045T + 1.0916	K50，2 = -0.0065T + 1.1319
100mm	K100，1 = -0.0061T + 1.122	K100，2 = -0.0117T + 1.2365
200mm	K200，1 = -0.0084T + 1.169	K200，2 = -0.0179T + 1.3599
300mm	K300，1 = -0.0112T + 1.2251	K300，2 = -0.0208T + 1.4173

弯沉的测试值普遍较小或半刚性基层的弯沉盆较大时，需要考虑支点变形修订，并按照本方法3.3条给出的测试步骤进行。

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