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1、 路基路面工程实验教学路基路面工程实验教学 长安大学 姚爱玲主要内容压实度检测技术压实度检测技术弯沉检测弯沉检测土基回弹模量检测土基回弹模量检测平整度检测平整度检测抗滑性能检测抗滑性能检测结构层厚度检测结构层厚度检测1. 压实度检测技术n什么是压实度?路基与路面基层:压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值;沥青路面:现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。 要求压实度,就是要分别测出分子与分母值,再计算出比值,用百分率来表示。用百分率来表示。 压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密实状况,压实度越高,密实度越大,材料整体性能越好。因此,路
2、基路面施工中,碾压工艺成为施工质量控制的关键工序。 1.1 1.1 最大干密度与标准密度的确定最大干密度与标准密度的确定路基土常用的最大干密度的确定方法击实法路基土常用的最大干密度的确定方法击实法 振动台法振动台法表面振动压实法表面振动压实法试验路法(标准密度试验路法(标准密度)试验方法适 用 范 围土的粒组轻型、重型击实法小试筒适用于粒径不大于25mm的土大试筒适用于粒径不大于25mm的土细粒土粗粒土振动台法本试验规定采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土(包括堆石料)的最大干密度。本试验方法适用于通过0.074mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无粘性自由排水粗粒土和巨粒土。对
3、于最大颗粒大于60mm的巨粒土,因受试筒允许最大粒径的限制,宜按相似级配法的规定处理.粗粒土巨粒土表面振动压实仪法同 上粗粒土巨粒土 路面基层最大干密度的确定方法n半刚性基层半刚性基层击实法击实法计算法计算法v 对于水泥稳定类对于水泥稳定类 v 对于石灰、二灰稳定类对于石灰、二灰稳定类n碎石类碎石类:击实法、振动法击实法、振动法n沥青稳定碎石沥青稳定碎石 同沥青混合料面层同沥青混合料面层沥青混合料标准密度确定方法n马歇尔击实法马歇尔击实法水水中中重重法法:本本法法仅仅适适用用于于密密实实的的型型沥沥青青混混凝凝土土试试件件,不不适用于采用了吸水性大的集料的沥青混合料试件。适用于采用了吸水性大的
4、集料的沥青混合料试件。表表干干法法:本本法法适适用用于于测测定定吸吸水水率率不不大大于于2%2%的的各各种种沥沥青青混混合合料试件。料试件。蜡蜡封封法法:本本法法适适用用于于吸吸水水率率大大于于2%2%的的沥沥青青混混凝凝土土试试件件以以及及沥青碎石混合料试件。沥青碎石混合料试件。体体积积法法:本本法法适适用用于于空空隙隙率率较较大大的的沥沥青青碎碎石石混混合合料料及及大大空空隙透水性开级配沥青混合料试件。隙透水性开级配沥青混合料试件。n最大理论密度法:计算最大理论密度法:计算n实测最大密度法:实测实测最大密度法:实测1.2 现场密度测试方法灌砂法灌砂法核子密度湿度仪法核子密度湿度仪法环刀法环
5、刀法钻芯法测定沥青面层密度钻芯法测定沥青面层密度现场密度检测方法及适用范围比较 试验方法适 用 范 围灌砂法 适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度,也适用于沥青表面处治、沥青贯入式面层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测环刀法 适用于细粒土及无机结合料稳定细料土的密度测试。但对无机结合料稳定细粒土,其龄期不宜超过2d,且宜用于施工过程中的压实度检验核子法 适用于现场用核子密度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量,并计算施工压实度。适用于施工质量的现场快速评定,不宜用作仲裁试验或评定验收试验钻芯法
6、适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度,以评定沥青面层的施工压实度,同时适用于龄期较长的无机结合料稳定类基层和底基层的密度检测(1)灌砂法n测试原理 灌灌砂砂法法是是利利用用均均匀匀颗颗粒粒的的砂砂去去置置换换试试筒筒的的体体积积n仪具与材料 灌砂筒灌砂筒 金属标定罐金属标定罐 基板基板 含水量测定器具含水量测定器具 玻璃板玻璃板 量砂量砂 室内标定 标定筒下部圆锥体内砂的质量标定筒下部圆锥体内砂的质量在在灌灌砂砂筒筒筒筒口口高高度度上上,向向灌灌砂砂筒筒内内装装砂砂至至距距筒筒顶顶15mm15mm左左右右为为止止。称称取取装装入入筒内砂的质量,记为筒内砂的质量,记为m1;
7、m1;将将开开关关打打开开,让让砂砂自自由由流流出出,并并使使流流出出砂砂的的体体积积与与工工地地所所挖挖试试坑坑内内的的体体积积相相当当( (可可等等于于标标定定灌灌的的容容积积) ),然然后后关关上上开开关关,称称灌灌砂砂筒筒内内剩剩余余砂砂质质量量,记记为为m2;m2;不不晃晃动动储储砂砂筒筒的的砂砂,轻轻轻轻地地将将灌灌砂砂筒筒移移至至玻玻璃璃板板上上,将将开开关关打打开开,让让砂砂流流出,直到筒内砂不再下流时,将开关关上,并细心地取走灌砂筒。出,直到筒内砂不再下流时,将开关关上,并细心地取走灌砂筒。收收集集并并称称量量留留在在板板上上的的砂砂或或称称量量筒筒内内的的砂砂,玻玻璃璃板板
8、上上的的砂砂就就是是填填满满锥锥体体的的砂。砂。重复上述测量三次,取其平均值。重复上述测量三次,取其平均值。 标定量砂的单位质量标定量砂的单位质量用水确定标定罐的容积用水确定标定罐的容积V V,准确至,准确至lmLlmL。在在储储砂砂筒筒中中装装入入质质量量为为的的砂砂,并并将将灌灌砂砂筒筒放放在在标标定定罐罐上上,将将开开关关打打开开,让让砂砂流流出出,在在整整个个流流砂砂过过程程中中,不不要要碰碰动动灌灌砂砂筒筒,直直到到砂砂不不再再下下流流时时,将将开开关关关闭。取下灌砂筒,称取筒内剩余砂的质量,准确至关闭。取下灌砂筒,称取筒内剩余砂的质量,准确至1g1g。计算填满标定罐所需砂的质量计算
9、填满标定罐所需砂的质量计算量砂的单位质量计算量砂的单位质量ss试验方法与步骤试验方法与步骤试验方法与步骤现场测试在在试试验验地地点点,选选一一块块平平坦坦表表面面,并并将将其其清清扫扫干干净净,其其面面积积不得小于基板面积。不得小于基板面积。将将基基板板放放在在平平坦坦表表面面上上。当当表表面面的的粗粗糙糙度度较较大大时时,则则进进行行现场锥体填砂重的标定。现场锥体填砂重的标定。将将基基板板放放回回清清扫扫干干净净的的表表面面上上,沿沿基基板板中中孔孔凿凿洞洞( (洞洞的的直直径径与与灌灌砂砂筒筒一一致致) )。在在凿凿洞洞过过程程中中,应应注注意意勿勿使使凿凿出出的的材材料料丢丢失失,并并随
10、随时时将将凿凿出出的的材材料料取取出出装装入入塑塑料料袋袋中中,不不使使水水分分蒸蒸发发,也也可可放放在在大大试试样样盒盒内内。试试洞洞的的深深度度应应等等于于测测定定层层厚厚度度,但但不不得得有有下下层层材材料料混混入入,最最后后将将洞洞内内的的全全部部凿凿松松材材料料取取出出。对对土土基基或或基基层层,为为防防止止试试样样盘盘内内材材料料的的水水分分蒸蒸发发,可可分分几几次次称称取取材材料的质量。全部取出材料的总质量为,准确至料的质量。全部取出材料的总质量为,准确至1g1g。 测含水量测含水量灌砂灌砂计算计算 n灌砂法应注意问题注意问题 灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上
11、灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单,但实际操作时常常不好掌握,并会引起较大看起来较为简单,但实际操作时常常不好掌握,并会引起较大误差;又因为它是测定压实度的依据,故经常是质量检测监督误差;又因为它是测定压实度的依据,故经常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节,因此应严格遵循部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节,因此应严格遵循试验的每个细节,以提高试验精度。为使试验做得准确,应注试验的每个细节,以提高试验精度。为使试验做得准确,应注意以下几个环节:意以下几个环节: 1.1.量量砂砂要要规规则则。量量砂砂如如果果重重复复使使用用,一一定定要要注注意
12、意晾晾干干,处处理一致,否则影响量砂的松方密度。理一致,否则影响量砂的松方密度。 2.2.每每换换一一次次量量砂砂,都都必必须须测测定定松松方方密密度度,漏漏斗斗中中砂砂的的数数量量也也应应该该每每次次重重做做。因因此此量量砂砂宜宜事事先先准准备备较较多多数数量量。切切勿勿到到试试验验时临时找砂,又不做试验,仅使用以前的数据。时临时找砂,又不做试验,仅使用以前的数据。(2)核子密度温度仪法n使用方法分类:使用方法分类: 散散射射法法:用用于于测测定定沥沥青青混混合合料料面面层层的的压压实实密密度度时时,沥沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最
13、大厚度。 透透射射法法:用用于于测测定定土土基基或或基基层层材材料料的的压压实实密密度度及及含含水水量量时时,打打洞洞后后用用直直接接透透射射法法测测定定,测测定定层层的的厚厚度度不不宜宜大大于于20cm20cm。n注意事项:注意事项: 当当用用散散射射法法测测定定时时,应应用用细细砂砂填填平平测测试试位位置置路路表表结结构构凹凸不平的空隙,使路表面平整,能与仪器紧密接触。凹凸不平的空隙,使路表面平整,能与仪器紧密接触。 当当使使用用直直接接透透射射法法测测定定时时,应应在在表表面面上上用用钻钻杆杆打打孔孔,孔孔深深略略深深于于要要求求测测定定的的深深度度,孔孔应应竖竖直直圆圆滑滑并并稍稍大大
14、于于射射线线源探头。源探头。 试验方法与步骤 如如用用散散射射法法测测定定时时,应应按按右右图图9-29-2的的方方法法将将核核子子仪仪平平稳稳地地置置于于测测试位置上。试位置上。 (2)(2)如如用用直直接接透透射射法法测测定定时时,应应按按图图9-39-3方方法法将将放放射射源源棒棒放放下下插插入入已预先打好的孔内。已预先打好的孔内。 (3)(3)打打开开仪仪器器,测测试试员员退退出出仪仪器器2m2m以以外外,按按照照选选定定的的测测定定时时间间进进行行测测量量,到到达达测测定定时时间间后后,读读取取显显示示的各项数值,并迅速关机。的各项数值,并迅速关机。 各种型号的仪器具体操作步骤略各种
15、型号的仪器具体操作步骤略有不同,可按照仪器使用说明书进有不同,可按照仪器使用说明书进行。行。 .仪仪器器工工作作时时,所所有有人人员员均均应应退退到到距距仪仪器器2m2m以以外外的的地方。地方。仪仪器器不不使使用用时时,应应将将手手柄柄置置于于安安全全位位置置,仪仪器器应应装装入入专专用用的的仪仪器器箱箱内内,放放置置在在符符合合核核辐辐射射安安全全规规定定的的地地方。方。仪仪器器应应由由经经有有关关部部门门审审查查合合格格的的专专人人保保管管,专专用用使使用用。对对从从事事仪仪器器保保管管及及使使用用的的人人员员,应应遵遵照照有有关关核核辐辐射射检检测测的的规规定定,不不符符合合核核防防护护
16、规规定定的的人人员员,不不宜宜从从事事此项工作此项工作。使用安全注意事项(3)环刀法 注意事项注意事项测试时的取样位置:测试时的取样位置:环刀高度通常约5cm,就检查路基土和路面结构层的压实度而言,我们需要的是整个碾压层的平均压实度,而不是碾压层中某一部分的压实度,因此,在用环刀法测定土的密度时,应使所得密度能代表整个碾压层的平均密度。只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的材料时。环刀法的适用场合环刀法的适用场合:环刀法适用面较窄,仅适用于细粒土及短龄期的无机结合料稳定细粒土。对于含有粒料的稳定土及松散性材料无法使用。 (4)钻芯法测定沥青面层密度 沥青混合料面层的施工压实度是沥青混合料面层的施
17、工压实度是指按规定方法测得的混合料试样的毛体指按规定方法测得的混合料试样的毛体积密度与标准密度之比,以百分率表示。积密度与标准密度之比,以百分率表示。对沥青混合料,国内外均以取样测定作对沥青混合料,国内外均以取样测定作为标准试验方法。为标准试验方法。 当一次钻孔取得的芯样包含有不同层位的沥青混当一次钻孔取得的芯样包含有不同层位的沥青混合料时,应根据结构组合情况用切割机将芯样沿各合料时,应根据结构组合情况用切割机将芯样沿各层结合面锯开分层进行测定。层结合面锯开分层进行测定。 压压实实度度的的大大小小取取决决于于实实测测的的压压实实密密度度,同同样样也也与与标标准准密密度度的的大大小小有有关关。但
18、但目目前前对对标标准准密密度度的的规规定定并并不不统统一一,有有些些工工程程在在压压实实度度达达不不到到时时便便重重新新进进行行马马歇歇尔尔试试验验,调调整整标标准准密密度度使使压压实实度度达达到到要要求求,这这样样实实际际上上是是弄弄虚虚作作假假。为为防防止止这这种种情情况况,新新的的检检测测方方法法规规定定了了三三种种标标准准密密度度。在在进进行行检检测测时时,应应结结合合工工程实际情况,采用相应的标准密度。程实际情况,采用相应的标准密度。试验检测中应注意的问题1.3 压实度检测结果的评定压实度评定要点是:压实度评定要点是:(1)控制平均压实度的置信下限,以保证总体水平;(2)规定单点极值
19、不得超出规定值,防止局部隐患;(3)规定扣分界限以区分质量优劣。检验评定段的压实度代表值K(算术平均值的下置信界限)为:式中: 检验评定段内各测点压实度的平均值; t分布表中随测点数和保证率(或置信度)而变的系数; 高速、一级公路:基层、底基层为99%,路基、路面面层为95%; 其他公路:基层、底基层为95%,路基、路面面层为90%。 检测值的均方差; 检测点数; 压实度标准值。压实度检测结果的评定 对于沥青路面压实度检测结果的评定 对于路基路面基层讨论问题n1.压实度会超百吗?请分析原因。n2.对于粗粒土,应该怎样确定最大干密度?n3.比较沥青混合料标准密度的确定方法。2. 平整度检测技术方
20、法n 平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一。它是指以规定的标准量规,间断地或连续地量测路表面的凹凸情况,即不平整度的指标。 n为什么要检验路基与路面各层的平整度?为什么要检验路基与路面各层的平整度? 路面的平整度与路面各结构层次的平整状况有着一定的联系,即各层次的平整效果将累积反映到路面表面上, 这也是路面平整度传递理论的一个重要结论。平整度检测方法及评价指标平整度检测方法及评价指标三米直尺8 轮仪颠簸累积仪断面仪(水准仪,断面尺,激光技术)最大间隙标准差颠簸累积值VBI国际平整度指数IRI评价指标评价指标检测方法检测方法 路网的全面调查宜采用车载式检测设备快速检测;小范围的抽样调查可
21、采用连续式平整度仪或三米直尺检测。各种方法的测定结果应建立与国际平整度指数之间的对应关系。(1 1) 3m 3m直尺法直尺法 3m3m直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离(1.5m)(1.5m)连续测定两种。两种方法测定的路面平整度有连续测定两种。两种方法测定的路面平整度有较好的相关关系。前者常用于施工质量控制与检查验较好的相关关系。前者常用于施工质量控制与检查验收,单尺测定时要计算出测定段的合格率;等距离连收,单尺测定时要计算出测定段的合格率;等距离连续测试也可用于施工质量检查验收,要算出标准差,续测试也可用于施工质量检查验收,要算出标准差,用标准差来表示
22、平整程度。用标准差来表示平整程度。 3m直尺法测点选择及测试要点 在测试路段路面上选择测试地点:(1)(1)当当为为施施工工过过程程中中质质量量检检测测需需要要时时,测测试试地地点点根根据据需需要要确定,可以单杆检测。确定,可以单杆检测。(2)(2)当当为为路路基基、路路面面工工程程质质量量检检查查验验收收或或进进行行路路况况评评定定需需要要时时,应应首首尾尾相相接接连连续续测测量量1010尺尺。除除特特殊殊需需要要外外,应应以以行行车车道道一一侧侧车车轮轮轮轮迹迹( (距距车车道道线线8080100cm)100cm)带带作作为为连连续续测测定的标准位置。定的标准位置。(3)(3)对对已已形形
23、成成车车辙辙的的旧旧路路面面,应应取取车车辙辙中中间间位位置置为为测测定定位位置置,用粉笔在路面上作好标记。用粉笔在路面上作好标记。3m直尺法试验报告n 单单杆杆检检测测的的结结果果应应随随时时记记录录测测试试位位置置及及检检测测结结果果。连连续续测测定定1010尺尺时时,应应报报告平均值、不合格尺数、合格率告平均值、不合格尺数、合格率。(2)车载式颠簸累积仪法 本本方方法法规规定定用用车车载载式式颠颠簸簸累累积积仪仪测测量量车车辆辆在在路路面面上上通通行行时时后后轴轴与与车车厢厢之之间间的的单单向向位位移移累累积积值值VBI.VBI.表表示示路路面面的的平平整度,以整度,以cm/kmcm/k
24、m计。计。n主要设备 车载式颠簸累积仪车载式颠簸累积仪测试车(见右图)测试车(见右图) 工作原理 测测试试车车以以一一定定的的速速度度在在路路面面上上行行驶驶,由由于于路路面面上上的的凹凹凸凸不不平平状状况况,引引起起汽汽车车的的激激振振,通通过过机机械械传传感感器器可可测测量量后后轴轴同同车车厢厢之之间间的的单单向向位位移移累累积积值值VBIVBI,以以/km/km计计。VBIVBI越越大大,说说明明路路面面平整性越差,人乘坐汽车时越不舒适。平整性越差,人乘坐汽车时越不舒适。n使用技术要点使用技术要点 1 1. .仪器安装应准确、牢固、便于操作。仪器安装应准确、牢固、便于操作。 2. 2.测
25、试速度以测试速度以32km/h32km/h为宜,一般不宜超过为宜,一般不宜超过40km/h40km/h。 应用注意事项n1.1.检检测测结结果果与与测测试试车车机机械械系系统统的的振振动动特特性性和和车车辆辆行行驶驶速速度度有有关关。减减振振性性能能好好,则则VBIVBI测测值值小小;车车速速越越高高,VBIVBI测测值值越越大大。因因此此必必须须通通过过对对机机械械系系统统的的良良好好保保养养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性。和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性。n2.2.用用车车载载式式颠颠簸簸累累积积仪仪测测出出的的颠颠簸簸累累积积值值VBIVBI,与与用用连连续续式式平
26、平整整仪仪测测出出的的标标准准差差概概念念不不同同,可可通通过过对对比比试试验验,建建立立两两者者的的相相关关关关系系,将将VBIVBI值值换换算算为为 ,用于路面平整度评定。用于路面平整度评定。n3.3.国国际际不不整整度度指指数数IRIIRI是是国国际际上上公公认认的的衡衡量量路路面面行行驶驶舒舒适适性性或或路路面面行行驶驶质质量量的的指指数数。也也可可通通过过标标定定试试验验,建建立立VBIVBI与与IRIIRI的的相相关关关关系系,将将颠颠簸簸累累积积仪仪测测出出的的颠颠簸累积值簸累积值VBIVBI换算为国际平整度指数换算为国际平整度指数IRIIRI。试验报告n1.1.应应列列表表报报
27、告告每每一一个个评评定定路路段段内内各各测测定定区区间间的的颠颠簸簸累累积积值值,各各评评定定路路段段颠颠簸簸累累积积值值的平均值、标准差、变异系数。的平均值、标准差、变异系数。n2.2.测试速度。测试速度。n3.3.试验结果与国际平整度指数等其他平整试验结果与国际平整度指数等其他平整度指标建立的相关关系式、参数值、相关度指标建立的相关关系式、参数值、相关系数。系数。 (3)连续式平整度仪法n适用范围适用范围 用用于于测测定定各各等等级级公公路路路路表表面面的的平平整整度度,评评定定路路面面的的施施工工质质量量和和使使用用质质量量,但但不不适适用用于于在在已已有有较较多多坑坑槽槽、破破损损严严
28、重重的路面上测定的路面上测定n主要仪器设备主要仪器设备 连续式平整度仪连续式平整度仪 牵引车牵引车 使用技术要点n1. 1. 在在牵牵引引汽汽车车的的后后部部,将将平平整整度度的的挂挂钩钩挂挂上上后后,放放下下测测定定轮轮,启启动动检检测测仪仪器器及及记记录录仪仪,随随即即启启动动汽汽车车,沿沿道道路路纵纵向向行行驶驶,横横向向位位置置保保持持稳稳定定,并并检检查查平平整整度度检检测测仪仪表表上上测测定定数数字字显显示示、打打印印、记记录录的的情情况况。如如检检测测设设备备中中某某项项仪仪表表发发生生故故障障,即即停停车车检检测测。牵牵引引平平整整度度仪仪的的速速度度应应均均匀匀,速速度度宜宜
29、为为5km/h5km/h,最最大大不不得超过得超过12km/h12km/h。n在测试路段较短时,亦可用人力拖拉平整度仪测定在测试路段较短时,亦可用人力拖拉平整度仪测定路面的平整度,但拖拉时应保持匀速前进。路面的平整度,但拖拉时应保持匀速前进。 试验报告连连续续式式平平整整度度测测定定仪仪测测定定后后,可可按按每每l0cml0cm间间距距采采集集的的位位移移值值自自动动 计计算算l00ml00m计算区间的平整度标准差。计算区间的平整度标准差。试试验验应应列列表表报报告告每每一一个个评评定定路路段段内内各各测测定定区区间间的的平平整整度度标标准准差差、各各评评定定路路段段平平整整度度的的平平均均值
30、值、标标准准差差、变变异异系系数数以以及及不合格区间数。不合格区间数。激激光位移传感器检测原理光位移传感器检测原理主要零部件:(1)激光器组件(2)成像镜头(3)窄带滤光片(4)光电接收器(5)驱动电路(6)精密结构(7)电路及数据接口 三角测量原理,目前激光位移传感器几乎全是这种结构。不同点在于工作距、分辨率、精度等。(4)激光平整度仪影响精度的因素:工作距,光电接收器的大小和像素的多少,测量范围,采样频率,结构尺寸等。3.抗滑性能检测技术 被看作是路面的表面性能。表面特征包括路表面的细构造与粗构造。路表面细构造指集料表面的粗糙度,它随车轮的反复磨耗而逐渐被磨光。通常用石料的磨光值表征抗磨光
31、性能。细构糙在低速时对路表抗滑起决定作用。而高速时起决定作用的是粗构糙,它是由路表外露集料形成的构造,功能是使路表水迅速排除,以避免形成水膜。 影响抗滑性能的因素有:路面表面特征、路面潮湿程度、路面温度、行车速度。 表征抗滑性能的指标与方法:摩擦系数:摩擦系数测试车、制动距离法摩擦摆值:摆式仪法构造适度:手工铺砂法、电动铺砂法、激光法横向力系数:横向力系数测试车几个概念摩擦系数:车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力。抗滑摆值:指用标准的手提式摆式摩擦系数测试仪测定的路面在潮湿条件下对摆的摩擦阻力。构造深度:指一定面积的路表面凹凸不平的开口空隙的平均深度。横向力系数:指用标准的摩擦系数测试车测
32、定,当测定轮与行驶方向成一定角度且以一定速度行驶时,轮胎与潮湿路面之间的摩擦阻力与试验轮上荷载的比值。(1)手工铺砂法主要仪具与材料:手工铺砂仪手工铺砂仪量砂量砂量尺量尺其他其他 准备工作1.1.量量砂砂准准备备:取取洁洁净净的的细细砂砂晾晾干干、过过筛筛,取取0.150.150.3mm0.3mm的的砂砂置置适适当当的的容容器器中中备备用用。量量砂砂只只能能在在路路面面上上使使用用一一次次,不不宜宜重重复复使使用用。回回收收砂砂必须经干燥、过筛处理后方可使用。必须经干燥、过筛处理后方可使用。2.2.对对测测试试路路段段按按随随机机取取样样选选点点的的方方法法,决决定定测测点点所所在在横横断断面
33、面位位置置。测测点点应应选选在在行行车车道道的的轮轮迹迹带上,带上,距路面边缘不应小于距路面边缘不应小于lmlm。注意事项1. 1. 装装砂砂: : 用用小小铲铲向向圆圆筒筒中中注注满满砂砂,手手提提圆圆筒筒上上方方,在在硬硬质质路路面面上上轻轻轻轻地地叩叩打打3 3次次,使使砂砂密密实实,补补足足砂砂面面用用钢钢尺尺一一次次刮刮平平。不不可可直直接接用用量量砂砂筒筒装装砂,以免影响量砂密度的均匀性。砂,以免影响量砂密度的均匀性。2. 2. 摊铺时不可用力过大或向外推挤。摊铺时不可用力过大或向外推挤。3. 3. 同同一一处处平平行行测测定定不不少少于于3 3次次,3 3个个测测点点均均位位于于
34、轮轮迹迹带带上上,测测点点间间距距3 35m5m。该该处处的的测测定定位位置置以以中间测点的位置表示。中间测点的位置表示。 试验报告n1 1. .列列表表逐逐点点报报告告路路面面构构造造深深度度的的测测定定值值及及3 3次次测测定定的的平平均均值值,当当平平均均值值小小于于0.2mm0.2mm时,试验结果以时,试验结果以0.2mm0.2mm表示。表示。n2.2.每一个评定区间路面构造深度的平均每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数值、标准差、变异系数。(2)电动铺砂法电动铺砂法与手工铺砂法的比较电动铺砂法与手工铺砂法的比较及注意事项及注意事项 人为因素小人为因素小 使用前先要进行
35、室内标定使用前先要进行室内标定 量砂量砂: 0.15: 0.150.3mm0.3mmn 试验过程(试验过程(略)略)(3)摆式仪测定路面抗滑值试验方法仪具与材料:摆式仪摆式仪标准量尺标准量尺洒水壶洒水壶路面温度计路面温度计其他其他 准备工作1.1.检检查查摆摆式式仪仪的的调调零零灵灵敏敏情情况况,并并定定期期进进行行仪仪器器的的标标定定。当当用用于于路路面面工工程程检检查查验验收收时时,仪器必须重新标定。仪器必须重新标定。2.2.对对测测试试路路段段按按随随机机取取样样方方法法,决决定定测测点点所所在在横横断断面面位位置置。测测点点应应选选在在行行车车车车道道的的轮轮迹迹带带上上,距距路路面面
36、边边缘缘不不应应小小于于1m1m,并并用用粉粉笔笔作作出出标标记记。测测点点位位置置宜宜紧紧靠靠铺铺砂砂法法测测定定构构造造深深度的测点位置,并与其一一对应度的测点位置,并与其一一对应。 试验步骤仪器调平仪器调平 将仪器置于路面测点上,并使摆的摆动方向将仪器置于路面测点上,并使摆的摆动方向 与行车方向一致。与行车方向一致。 转动底座上的调平螺栓,使水准泡居中。转动底座上的调平螺栓,使水准泡居中。调零调零校核滑动长度校核滑动长度洒水洒水测摆值测摆值抗滑值的温度修正当当路路面面温温度度为为T T时时测测得得的的值值为为,必必须须按按下下式式换换算算成成标准温度标准温度2020的摆值:的摆值: F
37、FB B2020= =F FBTBT+ +F F 式中:式中:F FB20B20- -换算成标准温度换算成标准温度2020时的摆值,时的摆值,BPNBPN; F FBTBT- -路面温度时测得的摆值,路面温度时测得的摆值,BPNBPN; T- T-测定的路表潮湿状态下的温度,测定的路表潮湿状态下的温度,; F- F-温度修正值,按下表选用。温度修正值,按下表选用。 温 度 修 正 值温度T() 0510152025303540温度修正系数F -6-4-3-10+2+3+5+7试验报告1.1.试试验验日日期期、测测点点位位置置、天天气气情情况况、洒洒水水后后潮潮湿湿路路面面的的温温度度,并并描描
38、述述路路面面类类型型、外外观观、结构类型等。结构类型等。2.2.列列表表逐逐点点报报告告路路面面抗抗滑滑值值的的测测定定值值、经经温温度修正后的及度修正后的及3 3次测定的平均值。次测定的平均值。3.3.每每一一个个评评定定路路段段路路面面抗抗滑滑值值的的平平均均值值、标标准差、变异系数准差、变异系数。 (4)摩擦系数测定车测定路面横向力系数 仪具与材料 (1)1)摩擦系数测定车:摩擦系数测定车:SCRIMSCRIM型,主要组成如型,主要组成如图所示,由车辆底盘、测量机构、供水系统、图所示,由车辆底盘、测量机构、供水系统、荷载传感器、仪表及操作记录系统、标定装置荷载传感器、仪表及操作记录系统、
39、标定装置等组成。测定车应符合下列要求:等组成。测定车应符合下列要求: 1) 1)测量机构:可以为单侧或双侧各安装二套,测量机构:可以为单侧或双侧各安装二套,测试轮与车辆行驶方向成测试轮与车辆行驶方向成2020角,作用于测试角,作用于测试轮上的静态标准载荷为轮上的静态标准载荷为2kN2kN。测试轮胎应为。测试轮胎应为3.00-203.00-20的光面轮胎,其标准气压为的光面轮胎,其标准气压为0.35MPa0.35MPa0.0lMPa0.0lMPa。 2) 2)测定车辆轮胎气压应符合所使用汽车规定的测定车辆轮胎气压应符合所使用汽车规定的标准气压范围。标准气压范围。 3)3)能能控控制制洒洒水水量量
40、,使使路路面面水水膜膜厚厚度度不不得得小小于于lmmlmm。通通常常测测量量速速度度为为50km/h50km/h时时,水水阀阀开开启启量量宜宜为为5050,测测量量速速度度为为70km/h70km/h时时,宜宜为为7070,余类推。余类推。 (2) (2)备用轮胎等备件。备用轮胎等备件。 方法与步骤(略),略),详见教材或规程详见教材或规程 数据处理 测测定定的的摩摩擦擦系系数数数数据据存存贮贮在在磁磁盘盘或或磁磁带带中中,摩摩擦擦系系数数测测定定车车SCRIMSCRIM系系统统配配有有专专门门数数据据处处理理程程序序软软件件,可可计计算算和和打打印印出出每每一一个个计计算算区区间间的的摩摩擦
41、擦系系数数值值、行行程程距距离离、行行驶驶速速度度、统统计计个个数数、平平均均值值及及标标准准差差,同同时时还还可可打打印印出出摩摩擦擦系系数数的的变变化化图图。根根据据要要求求将将摩摩擦擦系系数数在在0 0100100范范围围内内分分成成若若干干区区间间,作作出出各各区区间间的的路路段段长长度度占占总总测试里程百分比的统计表。测试里程百分比的统计表。4 .弯沉检测方法n国内外常用的方法 贝克曼梁法 自动弯沉仪法 落锤式弯沉仪技术指标 回弹弯沉(0.01mm) 总弯沉(0.01mm) 动态弯沉( 0.001mm) 贝克曼梁法的应用最广泛,它是我国弯沉测试的标准方法,在推广使用其他方方法前应该以
42、贝克曼梁法为基准进行标定。FWD 、自动弯沉仪的测试值与贝克曼梁测试值换算公式为:LB =a + b L FWD(LA)(1)贝克曼梁弯沉试验 目的与适用范围 1.1.本本方方法法适适用用于于测测定定各各类类路路基基、路路面面的的回回弹弹弯弯沉沉,用用以评定其整体承载能力,可供路面结构设计使用。以评定其整体承载能力,可供路面结构设计使用。 2.2.本本方方法法测测定定的的路路基基、沥沥青青路路面面的的回回弹弹弯弯沉沉值值可可供供交交工和竣工验收使用。工和竣工验收使用。 3.3.本本方方法法测测定定的的路路面面回回弹弹弯弯沉沉可可为为公公路路养养护护管管理理部部门门制定养路修路计划提供依据。制定
43、养路修路计划提供依据。 4.4.沥沥青青路路面面的的弯弯沉沉以以标标准准温温度度2020时时为为准准,在在其其他他温温度度( (超超过过202022范范围围) )测测试试时时,对对厚厚度度大大于于5cm5cm的的沥沥青青路面,弯沉值应予温度修正。路面,弯沉值应予温度修正。贝克曼梁弯沉试验 仪具与材料 : 测试车:测试车:BZZ-100;BZZ-60BZZ-100;BZZ-60 路面弯沉仪路面弯沉仪:3.6m;5.4m:3.6m;5.4m 接触式路面温度计接触式路面温度计 其他其他试验前的准备工作 1.1.检检查查并并保保持持测测定定用用标标准准车车的的车车况况及及刹刹车车性性能能良良好好,轮轮
44、胎胎内内胎胎符符合合规规定充气压力。定充气压力。 2.2.向向汽汽车车车车槽槽中中装装载载( (铁铁块块或或集集料料) ),并并用用地地中中衡衡称称量量后后轴轴总总质质量量,符符合要求的轴重规定,汽车行驶及测定过程中,轴重不得变化。合要求的轴重规定,汽车行驶及测定过程中,轴重不得变化。 3.3.测测定定轮轮胎胎接接地地面面积积:在在平平整整光光滑滑的的硬硬质质路路面面上上用用千千斤斤顶顶将将汽汽车车后后轴轴顶顶起起,在在轮轮胎胎下下方方铺铺一一张张新新的的复复写写纸纸,轻轻轻轻落落下下千千斤斤顶顶,即即在在方方格格纸纸上上印印上上轮轮胎胎印印痕痕,用用求求积积仪仪或或数数方方格格的的方方法法测
45、测算算轮轮胎胎接接地地面面积积,精精确确至至0.1cm0.1cm2 2。4.4.检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。 5.5.当当在在沥沥青青路路面面上上测测定定时时,用用路路表表温温度度计计测测定定试试验验时时气气温温及及路路表表温温度度( (一一天天中中气气温温不不断断变变化化,应应随随时时测测定定) ),并并通通过过气气象象台台了了解解前前5d5d的的平平均均气温气温( (日最高气温与最低气温的平均值日最高气温与最低气温的平均值) )。6.6.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。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。试
46、验步骤1.1.在在测测试试路路段段布布置置测测点点,其其距距离离随随测测试试需需要要而而定定。测测点点应应在在路面行车道的轮迹带上。路面行车道的轮迹带上。2.2.将测试汽车开往测点,后轴大约位于测点位置。将测试汽车开往测点,后轴大约位于测点位置。3.3.将将弯弯沉沉仪仪插插入入汽汽车车后后轮轮之之间间的的缝缝隙隙处处,与与汽汽车车方方向向一一致致,梁梁臂臂不不得得碰碰到到轮轮胎胎,弯弯沉沉仪仪测测头头置置于于测测点点上上( (轮轮隙隙中中心心前前方方3 35cm5cm处处) ),并并安安装装百百分分表表于于弯弯沉沉仪仪的的测测定定杆杆上上,用用手手指指轻轻轻轻叩叩打打弯弯沉沉仪仪,检检查查百百
47、分分表表是是否否灵灵敏敏。弯弯沉沉仪仪可可以以是是单单侧侧测测定定,也可以双侧同时测定。也可以双侧同时测定。4.4.汽汽车车缓缓缓缓前前进进,百百分分表表随随路路面面变变形形的的增增加加而而持持续续向向前前转转动动。当当表表针针转转动动到到最最大大值值时时,迅迅速速读读取取初初读读数数L L1 1。汽汽车车仍仍在在继继续续前前进进,表表针针反反向向回回转转,待待汽汽车车驶驶出出弯弯沉沉影影响响半半径径(3m(3m以以上上) )后后,停车。待表针回转稳定后读取终读数停车。待表针回转稳定后读取终读数L L2 2。弯沉仪的支点变形修正 修正条件:修正条件:当采用长度为当采用长度为3.6m3.6m的弯
48、沉仪对半刚性基层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。无变形。修正方法:修正方法:应用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用应用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用的弯沉仪的后方,其测点架于测定用弯沉仪的支点旁。的弯沉仪的后方,其测点架于测定用弯沉仪的支点旁。当汽车开出时,同时测定两台弯沉仪的弯沉读数,如当汽车开出时,同时测定两台弯沉仪的弯沉读数,如检验用弯沉仪百分表有读数,即应该记录并进行支点检验用弯沉仪百分表有读数,即应该记录并
49、进行支点变形修正。当在同一结构层上测定时,可在不同的位变形修正。当在同一结构层上测定时,可在不同的位置测定置测定5 5次,求平均值,以后每次测定时以此作为修正次,求平均值,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所示。值,支点变形修正的原理如图所示。 弯沉仪的支点变形修正温度的修正经验法:较老的方法查图法:现行标准推荐的方法试验数据处理与计算(1)(1)测点的回弹弯沉值按下式计算:测点的回弹弯沉值按下式计算: L LT T=(L=(L1 1-L-L2 2) )2 2 (2)(2)进行弯沉仪支点变形修正时,路面测点进行弯沉仪支点变形修正时,路面测点 的回弹沉值按下式计算:的回弹沉值按
50、下式计算: L LT T=(L=(L1 1-L-L2 2) )2+(L2+(L3 3-L-L4 4) )6 6 (3)(3)沥青路面回弹弯沉按下式计算:沥青路面回弹弯沉按下式计算: L L2020=L=LT TK K 结果评定结果评定(1)(1)按下式计算每一个评定路段的代表弯沉。按下式计算每一个评定路段的代表弯沉。(2)(2)计算平均值和标准差时,应将超出计算平均值和标准差时,应将超出(2(23)S3)S的弯沉特的弯沉特异值舍弃。对舍弃的弯沉值过大的点,应找出其周围界限,异值舍弃。对舍弃的弯沉值过大的点,应找出其周围界限,进行局部处理。用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定进行局部处理。用两台
51、弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。时,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。(3)(3)弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分;大于弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分;大于时得零分。时得零分。(4)(4)若在非不利季节测定时,应考虑季节影响系数。若在非不利季节测定时,应考虑季节影响系数。(2)自动弯沉仪n 工作原理 自自动动弯弯沉沉仪仪的的基基本本工工作作原原理理与与贝贝克克曼曼梁梁的的原原理理是是相相同同的的,都都是是采用简单的杠杆原理。采用简单的杠杆原理。 自自动动弯弯沉沉仪仪测测定定车车在在检检测测路路段段以以一一定定速速度度
52、行行驶驶,将将安安装装在在测测试试车车前前后后轴轴之之间间底底盘盘下下面面的的弯弯沉沉测测定定梁梁放放到到车车辆辆底底盘盘的的前前端端并并支支于于地地面面保保持持不不动动,当当后后轴轴双双轮轮隙隙通通过过测测头头时时,弯弯沉沉通通过过位位移移传传感感器器等等装装置置被被自自动动记记录录下下来来,这这时时,测测定定梁梁被被拖拖动动,以以二二倍倍的的汽汽车车速速度度拖拖到到下下一一测测点点,周周而而复复始始地地向向前前连连续续测测定定。通通过过计计算算机机可可输输出出路段弯沉检测统计计算结果。路段弯沉检测统计计算结果。 应应当当注注意意,自自动动弯弯沉沉仪仪测测定定的的是是总总弯弯沉沉,因因而而与
53、与贝贝克克曼曼梁梁测测定定的的回回弹弹弯弯沉沉有有所所不不同同。可可通通过过自自动动弯弯沉沉仪仪总总弯弯沉沉与与贝贝克克曼曼梁梁回回弹弹弯弯沉沉对对比比试试验验,得得到到两两者者相相关关关关系系式式,换换算算为为回回弹弹弯弯沉沉,用用于于路路基基、路面强度评定。路面强度评定。设备构造 自自动动弯弯沉沉仪仪测测定定车车:由由测测试试汽汽车车、测测量量机机构构、数数据据采采集集处处理理系系统统三三部部分分组组成成。测测量量机机构构如如右右图图所所示示,它它安安装装在在测测试试车车底盘下面。底盘下面。 自自动动弯弯沉沉仪仪测测定定车车的的主主要要技技术术参参数数如下:如下: 测试车轴距:测试车轴距:
54、 6.75m 6.75m 测臂长度:测臂长度: 1.75 1.752.40m2.40m 后轴荷载:后轴荷载: 100kN 100kN 测定轮对路面的压强:测定轮对路面的压强: 0.7MPa 0.7MPa 最小测试步距:最小测试步距: 4 410m10m 测试精度:测试精度: 0.01mm 0.01mm 测试速度:测试速度: 1.5 1.54.0km/4.0km/h (3)落锤式弯沉仪(FWD) 利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉。利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉。自动弯沉仪检测弯沉时,因为汽车行进速度很慢,所自动弯沉仪检测弯沉时,因为汽车行进速度很慢,所测得的弯沉也接近静态弯沉。
55、为了模拟汽车快速行驶测得的弯沉也接近静态弯沉。为了模拟汽车快速行驶的实际情况,不少国家开发了动态弯沉的测试设备。的实际情况,不少国家开发了动态弯沉的测试设备。落锤式弯沉仪落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer(Falling Weight Deflectometer,简称,简称FWD)FWD)模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测,计算机模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测,计算机自动采集数据,速度快,精度高。近年来,采用落锤自动采集数据,速度快,精度高。近年来,采用落锤式弯沉仪式弯沉仪( (网巾网巾) )测定路面的动态弯沉,并用来反算路测定路面的动态弯沉,并用来反算
56、路面的回弹模量,已成为世界各国道路界的热门课题。面的回弹模量,已成为世界各国道路界的热门课题。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。进的路面强度无损检测设备之一。 n工作原理 将将测测定定车车开开到到测测定定地地点点,通通过过计计算算机机控控制制下下的的液液压压系系统统,启启动动落落锤锤装装置置,使使一一定定质质量量的的落落锤锤从从一一定定高高度度自自由由落落下下,冲冲击击力力作作用用于于承承载载板板上上并并传传递递到到
57、路路面面,导导致致路路面面产产生生弯弯沉沉,分分布布于于距距测测点点不不同同距距离离的的传传感感器器检检测测结结构构层层表表面面的的变变形形,记记录录系系统统将将信信号号输输入入计计算算机机,得到路面测点弯沉及弯沉盆。得到路面测点弯沉及弯沉盆。 设备构成 落落锤锤式式弯弯沉沉仪仪分分为为拖拖车车式式和和内内置置式式。拖拖车车式式便便于于维维修修与与存存放放,而而内内置置式式则则较较小小巧、灵便。巧、灵便。 落落锤锤式式弯弯沉沉仪仪的的测测量量系系统统示示意意图图如如右右图所示。图所示。 (1)(1)荷荷载载发发生生装装置置:包包括括落落锤锤和和直直径径300mm300mm的的4 4分式扇形承载
58、板。分式扇形承载板。 (2)(2)弯弯沉沉检检测测装装置置:由由5 57 7个个高高精精度度传传感器组成。感器组成。 (3) (3)运算及控制装置。运算及控制装置。 (4) (4)牵引装置:牵引牵引装置:牵引FWDFWD并安装运算及并安装运算及控制装置等的车辆。控制装置等的车辆。 使用技术要点(1)(1)通通过过调调节节锤锤重重和和落落高高可可调调整整冲冲击击荷荷载载大大小小。例例如如,我我国国路路面面设设计计标标准准轴轴载载为为BZZ-100BZZ-100,锤锤的的质质量量为为200kg200kg,可可产产生生50kN50kN的的冲冲击击荷荷载载,因因为为承载板直径为承载板直径为30cm30
59、cm,对路面的压强恰为,对路面的压强恰为0.7MPa0.7MPa。(2)(2)检检测测时时,拖拖车车式式落落锤锤弯弯沉沉仪仪牵牵引引速速度度最最大大可可达达80km/h80km/h,根根据据我我国国的的实实际际情情况况,牵牵引引速速度度以以50km/h50km/h左左右右为为宜宜。内内置置式式落落锤锤弯弯沉沉仪仪最最高高时时速速大于大于100km/h100km/h,每小时可测,每小时可测6565点。点。(3)(3)传感器分布位置为:传感器分布位置为:1 1个位于承载板中心,其余布置在传感器支架个位于承载板中心,其余布置在传感器支架上。路面结构不同,弯沉影响半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面上。
60、路面结构不同,弯沉影响半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距荷载中心传感器分布在距荷载中心2.5m2.5m范围内即可。目前,我国高等级公路大范围内即可。目前,我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构,弯沉影响半径已达多采用半刚性基层沥青路面结构,弯沉影响半径已达3 35m5m,传感器分,传感器分布范围应布置在距荷载中心布范围应布置在距荷载中心3.4m3.4m范围内,以量测路面弯沉盆形状。范围内,以量测路面弯沉盆形状。 使用技术要点(4)(4)每每一一测测点点重重复复测测定定不不少少于于3 3次次,舍舍去去第第一一个个测测定定值值,取取以以后后几几次次测测定定值的平均值作为计算依据
61、,因为第一次测定的结果往往不稳定。值的平均值作为计算依据,因为第一次测定的结果往往不稳定。 弯弯沉沉检检测测装装置置操操作作方方式式为为计计算算机机控控制制下下的的自自动动量量测测,所所有有测测试试数数据据均均可可显显示示在在屏屏幕幕上上或或打打印印出出来来或或存存储储在在软软盘盘上上;可可输输出出作作用用荷荷载载、弯弯沉沉( (盆盆) )、路路表表温温度度及及测测点点间间距距等等;可可打打印印弯弯沉沉平平均均值值、标标准准差差、变变异异系系数数及及代代表弯沉值等数据。表弯沉值等数据。 应应当当注注意意,落落锤锤式式弯弯沉沉仪仪所所测测弯弯沉沉为为动动态态总总弯弯沉沉,与与贝贝克克曼曼梁梁所所
62、测测的的静静态态回回弹弹弯弯沉沉不不同同。可可通通过过对对比比试试验验,得得到到两两者者之之间间的的相相关关关关系系,并并据据此此将将落落锤锤式式弯弯沉沉仪仪所所测测弯弯沉沉值值换换算算为为贝贝克克曼曼梁梁的的静静态态回回弹弹弯弯沉沉值值。可可利利用用计计算算机机按按弹弹性性层层状状体体系系理理论论的的计计算算模模式式和和程程序序,根根据据落落锤锤式式弯弯沉沉仪仪所测弯沉盆数据反算路面各层材料的弹性模量所测弯沉盆数据反算路面各层材料的弹性模量。 5. 承载板测定土基回弹模量 目的和适用范围1. 1. 本本方方法法适适用用于于在在现现场场土土基基表表面面,通通过过承承载载板板对对土土基基逐逐级级
63、加加载载、卸卸载载的的方方法法,测测出出每每级级荷荷载载下下相相应应的的土土基基回回弹弹变变形形值值,经经过过计计算算求求得得土土基回弹模量。基回弹模量。2. 2. 本本方方法法测测定定的的土土基基回回弹弹模模量量可可作作为为路路面面设设计参数使用。计参数使用。 仪具与材料( (1)1)加加载载设设施施:载载有有铁铁块块或或集集料料等等重重物物、后后轴轴重重不不小小于于60kN60kN的的载载重重汽汽车车一一辆辆,作作为为加加载载设设备备。在在汽汽车车大大梁梁的的后后轴轴之之后后约约80cm80cm处处,附附设设加加劲劲小小梁梁一一根根作作反反力力架架。汽汽车车轮轮胎胎充充气压力气压力0.50
64、MPa0.50MPa。(2)(2)现现场场测测试试装装置置,如如图图所所示示,由由千千斤斤顶顶、测测力力计计( (测测力力环环或或压力表压力表) )及球座组成及球座组成。仪具与材料 (3)(3)刚性承载板一块,板厚刚性承载板一块,板厚20mm20mm,直径为,直径为30cm30cm,直径两,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,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。承载板安放在土基表面上。 (4) (4)路面弯沉仪两台,由贝克曼梁、百分表及其支架组成。路面弯沉仪两台,由贝克曼梁、百分表及其支架组成。 (5) (5)液压千斤顶一台,液压千斤顶
65、一台,8080100kN100kN,装有经过标定的压力,装有经过标定的压力表或测力环,其容量不小于土基强度,测定精度不小于测表或测力环,其容量不小于土基强度,测定精度不小于测力计量程的力计量程的1/1001/100。 (6) (6)秒表。秒表。 (7) (7)水平尺。水平尺。 (8) (8)其它:细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。其它:细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。方法与步骤 准备工作 (1)(1)根根据据需需要要选选择择有有代代表表性性的的测测点点,测测点点应应位位于于水水平的路基上,土质均匀,不含杂物;平的路基上,土质均匀,不含杂物; (2)(2)仔仔细细平平整整土土基基表表面面,撒撒
66、干干燥燥洁洁净净的的细细砂砂填填平平土土基凹处,砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。基凹处,砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。 (3)(3)安安置置承承载载板板,并并用用水水平平尺尺进进行行校校正正,使使承承载载板板置水平状态。置水平状态。 (4)(4)将将试试验验车车置置于于测测点点上上,在在加加劲劲小小梁梁中中部部悬悬挂挂垂垂球测试,使之恰好对准承载板中心,然后收起垂球。球测试,使之恰好对准承载板中心,然后收起垂球。方法与步骤 (5)(5)在在承承载载板板上上安安放放千千斤斤顶顶,上上面面衬衬垫垫钢钢圆圆筒筒、钢钢板板,并并将将球球座座置置于于顶顶部部与与加加劲劲横横梁梁接接触触。如
67、如用用测测力力环环时时,应应将将测测力力环环置置于于千千斤斤顶顶与与横横梁梁中中间间,千千斤斤顶顶及及衬衬垫垫物物必必须须保保持持垂垂直直,以以免免加加压压时时千千斤斤顶顶倾倾倒倒发发生生事事故故并并影影响响测测试试数数据据的的准准确确性。性。 (6) (6)安放弯沉仪,将两台弯沉仪的测头分别置安放弯沉仪,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。适的初始位置上。 方法与步骤测试步骤测试步骤 (1)(1)用用千千斤斤顶顶开开始始加加载载,注注视视测测力力环环或或压压力力表表,至至预预压压0.05MPa0.05MPa,
68、稳稳压压lminlmin,使使承承载载板板与与土土基基紧紧密密接接触触,同同时时检检查查百百分分表表的的工工作作情情况况是是否否正正常常,然然后后放放松松千千斤斤顶顶油油门门卸卸载载,稳压稳压lminlmin后,将指针对零或记录初始读数。后,将指针对零或记录初始读数。 加载加载稳定稳定读数读数卸载卸载稳定稳定读数读数 (2)(2)测测定定土土基基的的压压力力- -变变形形曲曲线线。当当两两台台弯弯沉沉仪仪百百分分表表读读数数之之差差小小于于平平均均值值的的3030时时,取取平平均均值值。如如超超过过3030,则应重测。当回弹变形值超过则应重测。当回弹变形值超过lmmlmm时,即可停止加载。时,
69、即可停止加载。 (3)(3)测测定定总总影影响响量量a a。最最后后一一次次加加载载卸卸载载循循环环结结束束后后,取取走走千千斤斤顶顶,重重新新读读取取百百分分表表初初读读数数,然然后后将将汽汽车车开开出出10m10m以以外外,读读取取终终读读数数,两两只只百百分分表表的的初初、终终读读数数差差之之平平均均值值即为总影响量即为总影响量a a。 计 算(1)(1)各各级级荷荷载载的的回回弹弹变变形形和和总总变变形形,按以下方法计算:按以下方法计算: 回回弹弹变变形形(L)=(L)=(加加载载后后读读数数平平均均值值- -卸卸载载后后读读数数平平均均值值) )弯弯沉沉仪仪杠杠杆杆比比 总总变变形形
70、(L)=(L)=(加加载载后后读读数数平平均均值值- -加加载载初初始始前前读读数数平平均均值值) )弯弯沉沉仪仪杠杆比杠杆比(2 2)各各级级压压力力的的回回弹弹变变形形值值加加上上该该级级的的影影响响量量后后,则则为为计计算算回回弹弹变变形形值值(3 3)将将各各级级计计算算回回弹弹变变形形值值点点绘绘于于标标准准计计算算纸纸上上,排排除除显显著著偏偏离离的的异异常常点点并并绘绘出出顺顺滑滑的的P PL L曲曲线线,如如曲曲线线起起始始部部分分出出现现反反弯弯,应应按按图图所所示示修正原点修正原点O O,00则是修正后的原点则是修正后的原点 计 算(4 4)取取结结束束试试验验前前的的各各
71、回回弹弹变变形形值值按按线线性性回回归归方方法法由由下下式计算土基回弹模量式计算土基回弹模量E E。值:。值:式中:式中:E E。土基回弹模量土基回弹模量(MPa)(MPa); 土的泊松比,根据部颁设计规范规定取用;土的泊松比,根据部颁设计规范规定取用; Li Li结束试验前的各级实测回弹变形值;结束试验前的各级实测回弹变形值; PiPi对应于对应于LiLi的各级压力值。的各级压力值。报 告n 试验报告应记录下列结果:试验报告应记录下列结果: (1) (1)试验时所采用的汽车。试验时所采用的汽车。 (2) (2)试验时土基的含水量试验时土基的含水量( () )。 (3) (3)土基密度和压实度
72、。土基密度和压实度。 (4) (4)土基回弹模量土基回弹模量E E。值。值(MPa)(MPa)。6. 结构层厚度检测 在在路路面面工工程程中中,各各个个层层次次的的厚厚度度是是和和道道路路整整体体强强度度密密切切相相关关的的。在在路路面面设设计计中中,不不管管是是刚刚性性路路面面,还还是是柔柔性性路路面面,其其最最终终要要决决定定的的,都都是是各各个个层层次次的的厚厚度度,只只有有在在保保证证厚厚度度的的情情况况下下,路路面面的的各各个个层层次次及及整整体体的的强强度度才才能能得得到到保保证证。除除了了能能保保证证强强度度外外,严严格格控控制制各各结结构构层层的的厚厚度度,还还能能对对路路面面
73、的的标标高高起起到到一一定定的的控控制制作作用用,是是一一个个非非常常重重要的指标。要的指标。检测方法:检测方法:n路路面面各各结结构构层层厚厚度度的的检检测测一一般般与与压压实实度度同同时时进进行行,当当用用灌灌砂砂法法进进行行压压实实度度检检查查时时,可可量量取取挖挖坑坑灌灌砂砂深深度度即即为为结结构构层层厚厚度度。当当用用钻钻芯芯取取样样法法检检查查压压实实度度时时,可可直直接接量量取取芯芯样样高高度度。结结构构层层厚厚度度也也可可以以采采用用水水准准仪仪量量测测法法求求得得,即即在在同同一一测测点点量量出出结结构构层层底底面面及及顶顶面面的的高高程程,然然后后求求其其差差值值。这这种种
74、方方法法无无需需破破坏坏路路面面,测测试试精精度度高高。目目前前,国国内内外还有用雷达、超声波等方法检测路面结构层厚度。外还有用雷达、超声波等方法检测路面结构层厚度。检测结果评定检测结果评定1 1路路面面厚厚度度是是关关系系质质量量和和造造价价的的重重要要指指标标,既既不不能能给给承承包包商商提提供供偷偷工工减减料料的的可可能能机机会会,又又考考虑虑正正常常施施工工条条件件下下的的厚厚度度偏偏差差情情况况,采采用用平平均均值值的的置置信信下下限限作作为为否否决决指指标标,单单点点极极值作为扣分指标。值作为扣分指标。2 2计计算算一一个个评评定定路路段段检检测测的的厚厚度度的的平平均均值值、标标
75、准准差差、变变异异系系数数,并并计计算算代代表表厚厚度度。厚厚度代表值按下式计算:度代表值按下式计算: 式中:式中: 厚度代表值;厚度代表值; 厚度平均值;厚度平均值; S S 标准差;标准差; n n 检测数量;检测数量; 分布在表中随测点和保证率(或置信度)而变的系数,采用保证率:分布在表中随测点和保证率(或置信度)而变的系数,采用保证率: 高速公路、一级公路:基层、底基层为高速公路、一级公路:基层、底基层为99%99%,面层为,面层为95%95%。 其他公路:基层、底层为其他公路:基层、底层为95%95%,面层为,面层为90%90%。3 3当当厚厚度度代代表表值值大大于于等等于于设设计计
76、厚厚度度减减代代表表值值允允许许值值差差时时,则则按按单单个个检检查查值值的的偏偏差差是是否否超超过过极极值值来来评评定定合合格格率率和和计计算算应应得得分分数数;当当厚厚度度代代表表值值小小于于设设计计厚厚度度减减去去代代表表值值允允许许偏偏差时,则厚度指标评为零分。差时,则厚度指标评为零分。4 4沥沥青青面面层层一一般般按按沥沥青青铺铺筑筑层层总总厚厚度度进进行行评评定定,但但高高速速公公路路和和一一级级公公路路多多分分2 23 3层层铺铺筑,还应进行上面层厚度检查和评定筑,还应进行上面层厚度检查和评定。现代化的无损检测技术及应用1.1.激光检测技术激光检测技术 2.2.图像检测技术图像检
77、测技术3.3.频谱分析检测技术频谱分析检测技术4.4.雷达检测技术雷达检测技术5.5.超声波检测技术超声波检测技术1.激光检测技术 激光检测技术是近几十年来发展起来的新型无损检测技激光检测技术是近几十年来发展起来的新型无损检测技术,它之所以能得到广泛应用,主要是由于激光具有高亮度术,它之所以能得到广泛应用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术在路面检测中的应用主要利用激光的上述的特性,可归纳为在路面检测中的应用主要利用激光的上述的特性,可归纳为三种原理。衍射原理是利用激光遇狭缝发生衍射现象的特点,三种原
78、理。衍射原理是利用激光遇狭缝发生衍射现象的特点,调整狭缝的宽窄,得到屏幕上不同狭缝宽度下的亮暗相干条调整狭缝的宽窄,得到屏幕上不同狭缝宽度下的亮暗相干条纹,建立二者的相互关系,可根据相干条纹的情况来判断狭纹,建立二者的相互关系,可根据相干条纹的情况来判断狭缝宽度的变化;光电反射原理利用了激光光强愈强则光电流缝宽度的变化;光电反射原理利用了激光光强愈强则光电流愈强的原理,通过光电转化器将光能转化为电能,当激光光愈强的原理,通过光电转化器将光能转化为电能,当激光光强发生变化时,光电流也随之发生变化,事先标定建立光电强发生变化时,光电流也随之发生变化,事先标定建立光电流与位移关系,可根据光电流的变化
79、反算弯沉位移的变化量;流与位移关系,可根据光电流的变化反算弯沉位移的变化量;光时差原理是利用激光传播速度极快的原理记录激光通过很光时差原理是利用激光传播速度极快的原理记录激光通过很短距离的时差。短距离的时差。 适用范围 基基于于激激光光检检测测技技术术上上述述三三种种检检测测原原理理,在在路路基基和和路路面面检检测测中中,激激光光主主要要应应用用于于距距离离测测定定,纹纹理理深深度度测测定定,弯弯沉沉测测定定,车车辙辙深度及平整度测定几个主要方面。深度及平整度测定几个主要方面。 检测仪器 A A 激光弯沉仪激光弯沉仪 B B 激光路面平整仪激光路面平整仪 C C 激光构造深度仪激光构造深度仪
80、(1)激光弯沉仪激激光光弯弯沉沉仅仅依依靠靠光光线线作作为为臂臂长长,可可以以射射得得很很远远,由由于于激激光光发发射射角角窄窄,光光点点小小而而红红亮亮,10m10m之之远远仍仍清清晰晰可可见见,读读数数稳定,精度高,且操作简易,体积小。稳定,精度高,且操作简易,体积小。n(1)仪器主要结构与功能 激光弯沉测定仪的主要结构如图所示。激光弯沉测定仪的主要结构如图所示。激光弯沉仪激光弯沉仪激光弯沉仪n (2)仪器工作原理 激激光光- -硅硅光光电电池池路路基基路路面面弯弯沉沉测测定定的的基基本本工作原理如图工作原理如图10-710-7所示。所示。 激激光光器器l l需需要要稳稳定定,如如安安置置
81、在在路路面面的的汽汽车车荷荷载载作作用用下下不不下下沉沉的的N N点点处处,发发出出平平行行激激光光束束2 2后后,射射到到硅硅光光电电池池测测头头的的小小孔孔3 3的的下下部部。测测头头安安置置在在汽汽车车后后轮轮隙隙中中间间,与与弯弯沉沉仪仪测测端端一一样样,且且有有重重块块5 5稳稳定定在在轮轮隙隙下下面面的的路路面面( (或或路路基基)M)M处处。在在测测量量之之前前,需需将将激激光光束束2 2调调节节在在小小孔孔3 3的的上上部部,但但须须有有微微量量的的光光束束穿穿过过小小孔孔射射到到硅硅光光电电池池4(4(传传感感器器) ),这这种种调调法法为为的的是是知知道道光光束束2 2是是
82、在在待待测测位位置置,并并把把此此时时的的位位置置作作为为零零值值点点。由由于于有有微微量量的的光光束束射射到到硅硅光光电电池池4 4上上,因因此此,4 4上上即即会会产产生生电电流流,这这时时,可可靠靠电电桥桥6 6来来补补偿偿调调节节置置零零,只只要要调调节节可可变变电电位位器器R R1 1,即即能能使使硅硅光光电电池池上上出出现现的的光光电电流流置零。置零。 在在上上述述准准备备工工作作做做完完后后,让让被被测测汽汽车车驶驶离离,M M点点路路面面就就徐徐徐徐地地回回弹弹,硅硅光光电电池池测测头头( (传传感感器器) )也也随随之之向向上上,激激光光束束落落入入小小孔孔且且射射到到硅硅光
83、光电电池池上上,即即刻刻产产生生电电流流。落落人人的的激激光光能能越越多多,产产生生的的伏伏特特效效应应越越厉厉害害,产产生生的的光光电电流流也也越越多多;当当激激光光落落人人少少时时,则则光光电电流流也也随随之之减减小小。光光电电流流的的增增加加或或减减少少完完全全与与硅硅光光电电池池测测头头的的变变动动距距离离有有密密切切关关系系,光光电电流流少少时时,落落人人小小孔孔的的激激光光量量也也少少,此此时时,路路面面回回弹弹变变形形也也小小,而而当当光光电电流流大大时时,落落入入小小孔孔且且射射到到硅硅光光电电池池上上的的激激光光量量增增加加,则则意意味味着着路路面面( (或或路路基基) )回
84、回弹弹变变形形增增大大。因因此此,通通过过光光电电流流的的大大小小,完完全全可可以以测测出出路路面面实实际际回回弹弹变变形形( (回回弹弹弯弯沉沉) )的的数数值值,这这就就是是利利用用激激光光- -硅硅光光电电池池原原理理测测定定路路基基路路面面回回弹弯沉值的基本工作原理。弹弯沉值的基本工作原理。激光弯沉仪工作原理n (3)仪器设计与应用技术要点 仪器标定仪器标定 仪仪器器标标定定工工作作一一般般在在室室内内进进行行,根根据据我我国国目目前前的的路路面面刚刚度度情情况况,可可以以将将激激光光的的射射程程光光束束定定为为5m5m。标标定定工工作作需需千千分分表表头头、表表架架各各一一个个,变变
85、形形架架一一个个,激激光光器器弯弯沉沉测测定定仪仪一一套套。标定结构装詈如图标定结构装詈如图10-810-8所示。所示。 标标定定程程序序为为:先先对对光光,然然后后调调零零,调调零零可可以以用用螺螺丝丝3 3进进行行,准准备备工工作作做做好好后后,即即可可进进行行标标定定。调调节节变变形形升升降降杆杆6 6,以以1010的的速速率率变变形形上上升升,然然后后,将将光光电电流流记记录录下下来来,就就得得到到了了“变变形形量量- -光光电电流流”一一一一对对应应变变化化关关系系。实实践践证证明明,变变形形量量与与光光电电流流在在低低值值时时为为线线性性对应关系。对应关系。 硅光电池选择硅光电池选
86、择 硅硅光光电电池池是是激激光光弯弯沉沉仪仪的的核核心心部部件件,在在设设计计仪仪器器时时可可根根据据变变形形量量需需要要精精心心选选择择。一一般般激激光光器器的的发发射射功功率率以以及及入入射射光光强强出出厂厂时时均均有有规规定定,如如没没有有规规定定,可可由由试试验验决决定定,这这样样,便便可可根根据据入入射射光光强强以以及变形量变化大小综合挑选。及变形量变化大小综合挑选。 光电流温度修正光电流温度修正 一一般般,硅硅光光电电池池的的工工作作温温度度为为3030,当当超超过过3030时时,光光电电流流产产生生将将要要受受到到温温度度影影响响,而而野野外外进进行行弯弯沉沉测测定定有有时时路路
87、面面温温度度超超过过3030,为为此此,需需要要对对光光电电流流进进行行温温度度影影响响修修正正。温温度度影影响响修修正正的的速速率率以以55间间隔隔上上升升为为宜宜,并并在在20206060范范围围内内变变化化,且且量量取取它它们们的的变化值,即可得到光电流温度影响修正值曲线。变化值,即可得到光电流温度影响修正值曲线。仪器设计与应用技术要点仪器设计与应用技术要点(2)激光路面平整仪 用三米直尺检测路面平整度,尽管设备简单、直观,用三米直尺检测路面平整度,尽管设备简单、直观,但测试速度太慢,劳动强度大。连续式平整度仪的测速最但测试速度太慢,劳动强度大。连续式平整度仪的测速最高只有高只有15km
88、/h15km/h,工作效率也较低。,工作效率也较低。 平平整整度度的的测测试试设设备备可可分分为为两两大大类类:一一类类是是测测试试路路表表不不平平整整程程度度( (反反应应类类设设备备) );另另一一类类是是测测定定路路表表凹凹凸凸情情况况( (断断面面测测试试仪仪) )。目目前前,颠颠簸簸累累积积仪仪是是应应用用最最广广泛泛的的反反应应类类设设备备,激激光光平平整整度度仪仪则则是是最最先先进进的的断断面面类类设设备备。它它们们提提高高了了路路面面平整度的测速与精度。平整度的测速与精度。 激激光光路路面面平平整整度度测测定定仪仪是是一一种种与与路路面面无无接接触触的的测测量量仪仪器器,测测试
89、试速速度度快快,精精度度高高。这这种种仪仪器器还还可可同同时时进进行行路路面面纵纵断断面面、横横坡坡、车车辙辙等等测测量量,因因此此,也也被被称称为为激激光光路路面面断断面面测试仪。测试仪。n激激光光路路面面平平整整度度仪仪是是一一台台装装备备有有激激光光传传感感器器、加加速速度度计计和和陀陀螺螺仪仪的的测测试试车车,它它同同时时备备有有先先讲讲的的数数据据采采集和处理系统,如下图所示。集和处理系统,如下图所示。主要仪器主要仪器 工作原理 测测试试车车以以一一定定速速度度在在路路面面上上行行驶驶,固固定定在在汽汽车车底底盘盘上上的的一一排排激激光光传传感感器器通通过过测测试试激激光光束束反反射
90、射回回读读数数器器的的角角度度来来测测试试路路面面,这这个个距距离离信信号号同同测测试试车车上上装装的的加加速速度度计计信信号号进进行行互互差差,消消除除测测试试车车自自身身的的颠颠簸簸,输输出出一一路路面面真真实实断断面面信信号号。信信号号处处理理系系统统将将来来自自激激光光传传感感器器的的模模拟拟信信号号转转换换成成数数值值信信号号并并记记录录下下来来。随随着着汽汽车车的的行行进进,每每隔隔一一定定间间距距,采采集集一一次次数数据据。通通过过数数据据分分析析系系统统,可可显显示示打打印印国国际际平整度指数等平整度检测结果。平整度指数等平整度检测结果。使用技术要点 1 1数据采集完全在计算机
91、控制下进行,根据具体情况输数据采集完全在计算机控制下进行,根据具体情况输入有关信息和命令。入有关信息和命令。 2 2为了保证测量精度,应进行系统检查,如做静态振动为了保证测量精度,应进行系统检查,如做静态振动试验、直尺试验、轮胎气压检查、传感器标定检查。试验、直尺试验、轮胎气压检查、传感器标定检查。 3 3测试速度一般在测试速度一般在2020120km/h120km/h范围内。范围内。 4 4测试宽度大于测试宽度大于2.5m2.5m。如在测试梁上安装两个扩展臂,。如在测试梁上安装两个扩展臂,测试宽度可增加至测试宽度可增加至3.5m3.5m或更大。或更大。 5 5采样间隔一般为采样间隔一般为0.
92、1m0.1m,最小为,最小为5mm5mm。 6 6可可显显示示测测试试状状态态及及有有关关数数据据,输输出出分分析析结结果果,如如国国际际平整度指数平整度指数IRIIRI、车辙、横坡等。、车辙、横坡等。 应应当当注注意意,不不能能直直视视激激光光孔孔或或观观察察通通过过抛抛光光物物面面或或镜镜面面反反射射回回来来的的激激光光束束,防防止止损损伤伤眼眼睛睛。只只能能通通过过一一张张红红外外线线显显示示卡卡或或光光谱谱变变换换眼眼镜镜才才可可以以观观察察光光束束的的存存在在与与否。否。激光检测设备(平整度、车辙等)技术指标:激光探头数量 21套 纵向采样间距 50mm路面高低不平检测范围: 150
93、mm横断面检测宽度: 3750mm横向平均采样间距:187.5mm技术指标:激光探头数量31套 纵向采样间距 50mm路面高低不平检测范围: 150mm横断面检测宽度: 3750mm横向平均采样间距:125mm(3) 激光构造深度仪 激光构造深度仪是小型手推式路面构造深度测试仪,激光构造深度仪是小型手推式路面构造深度测试仪,也称激光纹理测试仪,具有运输方便、操作快捷、费用也称激光纹理测试仪,具有运输方便、操作快捷、费用低廉、可靠性好等优点。低廉、可靠性好等优点。n主要结构 激激光光构构造造深深度度仪仪主主要要由由装装在在两两轮轮手手推推车车上上的的光光电电测测试设备、打印机、仪器操作装置及可拆
94、卸手柄组成。试设备、打印机、仪器操作装置及可拆卸手柄组成。n工作原理 高高速速脉脉冲冲半半导导体体激激光光器器产产生生红红外外线线投投射射到到道道路路表表面面,从从投投影影面面上上散散射射光光线线由由接接收收透透镜镜聚聚焦焦到到以以线线性性布布置置的的光光敏敏二二极极管管上上,接接收收光光线线最最多多的的二二极极管管位位置置给给出出了了这这一一瞬瞬间到道路表面的距离,通过一系列计算可得出构造深度。间到道路表面的距离,通过一系列计算可得出构造深度。n 使用技术要点 (1) (1)检查仪器,安装手柄。检查仪器,安装手柄。 (2) (2)根据被测路面状况,选择测量程序。根据被测路面状况,选择测量程序
95、。 (3) (3)适宜的检测速度为适宜的检测速度为3 35km/h5km/h,即人步行的正常速度。,即人步行的正常速度。 (4)(4)仪仪器器按按每每一一个个计计算算区区间间打打印印出出该该段段构构造造深深度度的的平平均均值值。标标准准的的计计算算区间长度为区间长度为lOOmlOOm,根据需要也可为,根据需要也可为lOmlOm或或50m50m。 应应当当注注意意,我我国国公公路路路路面面构构造造深深度度以以铺铺砂砂法法为为标标准准测测试试方方法法。利利用用激激光光构构造造深深度度仪仪测测出出的的构构造造深深度度与与铺铺砂砂法法测测试试结结果果不不同同,但但两两者者具具有有良良好好的的相相关关关
96、关系系。因因此此,激激光光构构造造深深度度仪仪所所测测出出的的构构造造深深度度不不能能直直接接用用于于评评定定路路面面的的抗抗滑滑性性能能,必必须须换换算算为为铺铺砂砂法法的的构构造造深深度度后后才才能能判判断断路面抗滑性能是否满足要求。路面抗滑性能是否满足要求。 关关于于激激光光构构造造深深度度仪仪测测定定沥沥青青路路面面构构造造深深度度试试验验方方法法可可详详见见公公路路路基路面现场测试规程路基路面现场测试规程(JTJ 059-95)(JTJ 059-95)。2. 图像检测技术n主要用于路面破损检测检测:路面车辙路面变形路面裂缝等激光束倾斜照射路表面数字成像检测原理 数字成像车辙检测技术数
97、字相机:面阵CCD或CMOS芯片。像面尺寸:1 “ 、1/2 ” 、2/3 “等。镜头:电动、手动 照明激光束:可见光(532nm,635nm、650nm)。近红外(780nm,808nm)数字成像车辙数字成像车辙检测技术误差分析检测技术误差分析 数字成像车辙检测技术,由于在检测过程中车辆的前后颠簸,造成照射光束倾角的变化,这将产生车辙计算误差。 数字成像车辙检测技术,其检测原理决定了其每一处的检测结果实际上是一个前后小范围内的车辙值,在进行对比试验时应考虑。长安大学长安大学3 . 超声波检测技术 超超声声波波是是一一种种频频率率高高于于人人耳耳能能听听到到的的频频率率的的声声波波,它它在在传
98、传输输过过程程中中服服从从于于波波的的传传输输规规律律。超超声声波波路路面面检检测测技技术术主主要要是是通通过过发发射射超超声声波波到到材材料料介介质质,接接收收反反射射波波的的相相关关参参数数,进进而而判判断断结结构构内内部部破破损损情情况况的的一一种种新新型型无无损损检检测测方方法法,在在接接收收超超声声波波的的主主要要参参数数中中,最最常常用用的的是是波波速速参参数数,即即通通过过检检测测超超声声波波在在路路面面材材料料中中的的传传播播速速度度来来分分析析其其力力学学性性能能的的方方法法。其其基基本本原原理理是是利利用用波波的的行行进进速速度度与与材材料料介介质质的的软软硬硬度度即即强强
99、度度的的密密切切关关系系,而而材材料料强强度度又又同同它它的的密密实实度度、弹弹性性模模量量以以及及泊松比有关泊松比有关。超声波检测技术 我我国国早早在在7070年年代代开开始始应应用用超超声声波波检检测测技技术术测测量量岩岩石石的的抗抗压压强强度度和和判判断断岩岩石石的的性性质质,后后用用于于评评价价建建筑筑工工程程中中水水泥泥混混凝凝土土和和钢钢筋筋水水泥泥混混凝凝土土材材料料的的质质量量, 发发展展到到现现如如今今的的超超声声波波探探伤伤技技术术。由由于于它它具具有有激激发发容容易易、检检测测简简单单、操操作作方方便便、价价格格便便宜宜等等优优点点,在在路路面面检检测测中中的的前前景景非
100、非常常广广阔阔。现现已已成成功功地地应应用用于于检检测测路路基基路路面面材材料料的的密密实实度度与与弹弹性性模模量量、检检测测混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度、抗抗折折强强度度、检检测路基路面的厚度与孔隙,以及路基快速测湿等。测路基路面的厚度与孔隙,以及路基快速测湿等。超声波位移检测特点 有利点:超声位移传感器外形尺寸小重量轻价格低检测精度可以满足车辙检测需要(mm级) 不利点:检测速度有一定限制(声速约为340m/s)超声位移传感器检测时避免倾斜安装(倾斜安装接收不到超声回波)传感器受温度、环境因素影响(传感器本身受温度影响,路表面高速高温气流影响)超声车辙检测技术集发射接收于一体超声波车辙
101、检测原理谢 谢! 谢 谢!SemRafF%!apdkn-!P9VqA#9(-$o+ACSXsaPU03EfMGKxR8j#C)WRtyHwO-oQXjQ#oX)u!-rST5nepwa7-wbU-tQHOMc$xEZ-Jv6g-#jC00$-Jb&iz-32j8$(IhbOe0x%M6AiN9&t&Vr01SDPVVrg)kYkkAHi6V2wQAwhB)f(XAZGC1t1ekHBpv8RJaGoP4SxeHp8Ck1s6S4LfsYii+W204DVb)Dht60v4CBMMbWjfml*wcwI0)X*Igq&C#GqZPHlorQQQ557x&Ysh3ydX6$vt8&a9gSq*3q
102、Dia$o%J#*e)Z2Mw01aw8NA$eSCv57c)9bj0QTxljF#W5dnb2kicSHrRpHAb&8piOp#FohKZhnHNj+-Z*EqIm7Y#W0V*nUE1wcCE%Gj#czc&DVp!y4NP-a%&KasS$nJ0(1EC34ifM+-850x8n2PYvw3$9UzEQYfdeFzsH-8&vmB17WMO7h4AkLuA%!skIRBZ7ONWVeB0xKKqQb58DiZTsr$+web*+VedObB7TyXkHgFjVsZmKTc)+O#Y%4W2W5tf9jSvCyejL&69ccRpR$Bj2RNhVrLF7yAKUMGSCK2kl4JCR
103、DQ#CVL!m-SqRhqT(TMQe%1&XBYxabLY+c%yigPcLy6sc8cK5hTrTsb!3iOWCry#4d8!59)kUx(*BfwhfdV50n*S(znVdF2xbVc+edF4q3*&BRYkp+o!D)7X1*6a&DKvva%+NjTVjC-Q%VNYa*#YcK&VLk%+F!yI42oszvPk9l1cTZ27(pe%B3!rneGC)8SKgYO70yN5zda7o8UBeHlLS+m!LIAAEYC$9)3p1pQi$pg&ukeOizm&3dhE)t!uinsXGYq2dC4GQC#il1+dK2yJUB0Z388Vr%$Q6Z)LNHGm*j0!J
104、OW02IeHkq-D*Ed7AaAM&S*M+mA6kF%GxmqAbQ%lZBIYe)YXe0iexoVo*$VEm)n*)JAKhszZ2WVjfgB3bzbnj6GwXMJRI%HEm3YfDBOo18ABpEHWg)nmm)2qeiwnSyU-8b9fZ6lCYs*Y-)$qAN$Mu+hA1TCZ3ewpmZVMlD#IsWVvmKSAWnOZTXrQc8fm&r3hc$4nrG1N(8(%(PZ3zf%$Cb6VfjM36uRTBnAtrQX+F%nmO-X!Wk)BGY(Fq+8sz4UmltmL9q2Vnjk3fwtSogRg1w#G-q5yFXr%5C(+d&3fm(n
105、(xCMAU#5TdCsvdWk*8m6nOK2mWEGrGJGbV1JdW3iMBsEMTh90(7kIqu6yCN815EMqfsu1+)RVuiG2s&g4Q!ngUyCG%QDeqG)ZI2y*(XQZWI3*m5l)QHWBRZFFD2AQ3QkQN4hz&PnRkcp6&Lji0(2Ul8l2qN+Zp#NV*N*GgZQhP+%c0pTsP9JhK3%2oAJTz7ZKQj%)NspmerBnI#TOkCv4B1Y7N0px8bkVa8+Ur%Nq9ou8j-5j0oiv9cG$Hx9nGd&nZ1yfaz!V0CC$vyAjQQD*tuA20nYwgH$6xxT%n9xG1Bs
106、c&%HDf$i&fFBU8H2wIZ8bqb8W29qYjqgeR21760tZv*PNm(5dd6mJQf!g+J47t9hse-RN)if*KO3ldqBb65x*Sd#xWs5d55)QpB!7YO(Ni0jrNBfr*I5)Q&egMdu5Td-XqjfYWUwvu52-*3dO*f!kRHgDvFIf3Qx-JRKReZon12E*AZ$R23Zf+zvxi4WK2zXjM5RvM*dNvl$b0q1YGt%y7MGSK)tg!iOSxmWO4V6rnq#p*SycC2hgMg*j7VMS&R1ypTGp!tIe3+%LqF4Fw60MRC6KIUd2UCsQJQQjyFV)rQ*
107、cm!Ng(1t-qV6d$#4C!$LMMDghGy6*+oHseKsb&%Fd4iq36xZdCBW3bpbsClVPD+Dd#DpbVcRXNyQ8gMxZU%ff9c6YG%doQmgO8hY3q1VRxj28lMUB&$okJFTSJ4SihwArL7wLMjJdfh3aTJ46AoeDzr)dwvUkeTneSgpWhoPpp4W(WQ3sjQu2gK(W$#q4JQ09SEeoIQm2EDLEG9$hy-32kmCxVciUl8F1LhW4Jm8H8w#gj0V+CC8DVzB)mf#PuYul52NtyR1a-9s3CC&SYk8*uRrjNg04QtNzGYrV(hJb)jJ
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109、ph26OtbZnpEANt47+Z%)5cWm3Wn6cwkdqGa)nFHQNQkYo7FZcGu1IFwIyXO+KD(4CgDOdr3SQYYO(Lxho9F1YWYRWz-4)M*!xysuL0+t#&scvDjwOZd8yVswVVpP4ZO3)UJ(p(uYCYrWHu*LUhrA-9dLubBcT-x!$bp892BgW)mCli5t%j9bzbLqGN-J%-y62hpPL%T1n9Pjo#uYhK5Nl*pL#rJCmL!KyQSWk*HLeH+!E6N8vULufL%ciRvFW#U(b+2Up&Lw0%q&USvq6Sod$)24SP4af5DdmeYXsSkQUufE
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