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超声回弹法测试水泥混凝土路面抗弯强度方法
关键字: 超声回弹法测试水泥混凝土路面抗弯强度方法 日期: 2020-5-14 17:04:30 点击 11949 次
超声回弹法测试水泥混凝土路面抗弯强度方法
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JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》----8 水泥混凝土强度
 
 
JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》中T0955-2019超声回弹法测试水泥混凝土路面抗弯强度方法
 
1 适用范围
1.1 本方法适用于采用回弹仪、超声波检测仪在现场对水泥混凝土路面按综合法快速测试，并利用测强曲线方程推算混凝土的抗弯强度，不作为仲裁试验或工程验收使用。
1.2 本方法不适用于下列情况的水泥混凝土：
（1）隐蔽或外露局部缺陷区。
（2）裂缝或微裂区（包括路面伸缩缝和工作缝）。
（3）路面角隅钢筋和边缘钢筋处，特别是超声波与钢筋方向相同时。
（4）距路面边缘小于100mm 的部位。
2 仪具与材料技术要求
（1）超声波检测仪：有良好的稳定性，具有示波屏显示及手动游标测读功能。显示应清晰稳定，声时范围应为(0.5～9999)μs，测试精度为0.1μs；声时显示调节在(20～30)μs 范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0.2μs。超声波在空气中传播的计算声速与实测声速值相比，误差为±0.5％。
（2）换能器：为厚度振动形式压电材料，其频率在(50～100)kHz 范围内，实测频率与标称频率相差不大于±10％。
（3）耦合剂：采用易于变形，有较大的声阻，有较好粘性且不流淌的材料，通常采用黄腊油、凡士林等。
（4）回弹仪：回弹仪应符合本规程T0954 的有关要求。
（5）手持砂轮。
（6）其他：油污清洗剂，毛刷，抹布等。
3 方法与步骤
3.1 准备工作
3.1.1 确认水泥混凝土的密度为(1.9～2.5)g/cm3，板厚大于100mm，龄期大于14 天，强度
已达到设计强度80％以上，环境温度为（-4～40）℃。
3.1.2 按照本规程T 0954 的有关规定进行回弹仪的率定。
3.1.3 布置测区和测点
（1）按照本规程T 0902 规定的方法确定测试的混凝土板。均匀布置10 个测区，每个测区不宜小于为150mm×550mm，测试面应清洁、干燥、平整，不得有蜂窝、麻面，对浮浆和油垢以及粗糙处应清冼或用砂轮片磨平，并擦净残留粉尘。
（2）每个测区的测点宜在测区范围内均匀分布，但不得布置在气孔或外露石子上，相邻两测点的距离不宜小于30mm。
3.2 测试步骤
3.2.1 回弹值测试按本规程T 0954 的方法用回弹仪对每个测区的16 个测点进行回弹值测试。
3.2.2 超声声时值测量
（1）在进行回弹值测试的同一测区内布置三条测轴线（如图T 0955-2）作为换能器布置区。
（2）在换能器放置处抹上耦合剂，测量超声声时时，耦合剂应与建立测强曲线时所用的耦合剂相同。
（3）将换能器分别放置轴线Ⅰ的1 点及2 点处，换能器与路面混凝土应充分接触，耦合良好，发射和接收两换能器直径与测轴线重合，边缘与测距线相切。超声波仪振幅应调至规定振幅（25～30）mm。测读声时为t11，准确至0.1μs。
（4）放置于1 点处的换能器不动，将放置于2 点处的换能器移置3 点处，再测读声时为t12，准确至0.1μs。
（5）按上述方法测量测轴线Ⅱ、Ⅲ，分别测得声时为t21、t22、t31、t32。
4 数据处理
4.1 按式（T 0955-1）、（T 0955-2）、（T 0955-3）、（T 0955-4）计算测区的超声波声速准确至0.01km/s:
当三条测轴线平均声速（V􀭧）中有两条测轴线平均声速与测区的平均声速（V）之差都超过测区平均声速的15％时，该测区测试结果无效，应重新选择测区测试。
4.2 混凝土抗弯强度推算
（1）专业测强曲线的确定
取用与路面混凝土相同的原材料，设计几种不同水灰比的混凝土配合比（一般设计4种配比，其中包括路面施工时的配合比），对每种配比成型150mm×150mm×550mm 的梁式试件（不少于6 个），在标准条件下养护28 天后，按上述方法进行超声及回弹测试，并按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）进行抗弯强度试验，再用二元非线性方程按式（T 0955-5）回归，确定回归系数，得出测强曲线方程，相对标准误差er 应不大于12％。
式中：Rf——混凝土抗弯强度（MPa）；
V——超声声速（km/s）；
N——回弹强度值；
e——自然常数；
a、b、c——回归系数；
相对标准误差按式（T0955-6）计算：（T 0955-6）
式中：er——相对标准误差（%）；
f i R ——第i 块试件实测抗弯强度（MPa）；
fi R ——第i 块试件由超声、回弹推算的抗弯强度（MPa）；
n——试件数（按单块计）。
（2）混凝土路面抗弯强度推定
①每一段（或子段）中每一幅为一个单位作为抗弯强度评定对象。
②评定抗弯强度第一和第二条件值按式（T 0955-7），（T 0955-8）计算:（T 0955-10）
n——测区数；
m——合格判定系数值，当n=10~14 时，m=1.70；n=15~24 时，m=1.65；n≥25 时，m=1.60。
（3）按式（T 0955-11）以第一条件值及第二条件值中的小者作为混凝土抗弯强度评定值RN。
RN＝min｛Rn1，Rn2｝ （T 0955-11）
式中：𝑅􀯇——混凝土抗弯强度评定值（MPa），准确至0.1MPa。
5 报告
本方法应报告以下技术内容：
（1）测试位置信息（测试位置、测区数量等）。
（2）测强曲线、平均弯拉强度、标准差、抗弯强度第一条件值、抗弯强度第二条件值、抗弯强度评定值。
 
条文说明
 
  超声回弹法测试路面水泥混凝土弯拉强度时，应按式（T 0955-5）建立专用测强曲线，当按本规程规定方法建立专用测强曲线方程有困难时，可选用式（T 0955-12）或（T 0955-13）进行计算，但需进行验证，用于验证的试件不得少于10 组（每组3 个试件）。将制作的试件在标准条件下养护28 天后，按本规程规定方法进行超声及回弹测试，按照（T 0955-12）或（T 0955-13）计算弯拉强度f R ，然后按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）进行抗弯强度试验测得实测弯拉强度f R，代入式（T 0955-6）进行计算，若所得相对误差er≤14％时，可采用此公式进行计算。
a. 水泥品种为矿渣水泥时：（T0955-12）
b. 水泥品种为普通水泥时：（T0955-13）
式中：k──修正的回归系数，按式（T 0955-14）和（T 0955-15）确定。
当水泥品种为矿渣水泥时：（T0955-14）
当水泥品种为普通水泥时：（T0955-15）
式中：Ni──第i 块试件修正后的回弹值。
经验证（验证试件不得少于10 组，每组3 个试件），若er≤14％，也可直也可直接选用式（T 0955-16）或式（T 0955-17）计算。
a. 水泥品种为矿渣水泥时（T 0955-16）
b. 水泥品种为普通水泥时（T 0955-17）
 
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