路基路面回弹模量试验检测方法

路基路面回弹模量试验检测方法 （研发单位：河北省虹宇仪器设备有限公司）
 
      土基的回弹模量是公路设计中一个*的参数，我国现有规范已给出了不同的自然区划和土质的回弹模量值的推荐值，具体参见《公路沥青路面设计规范》（JTJ  014一97）中附录E“土基回弹模量测定仪参考值”表。但由于土基回弹模量的改变将会影响路面设计的厚度，所以建议有条件时直接测定，而且随着施工质量的提高）口弹模量值的检验将会作为控制施工质量的一个重要指标。测定回弹模量的方法，目前国内常用的主要有：承载板法、贝克曼梁法和其他间接测试方法（如贯人仪测定法和CBR测定法人）。
一、承载板法
      1．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。    
      2．仪具与材料               
      （1）加载设施:载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。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。汽车轮胎充气压力为0．50MPa。
      （2）现场测试装置，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。
      （3）刚性承载板一块，板厚20mm，直径为Φ30cm ，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，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力什量程的1／1oo。
      （6）秒表。
      （7）水平尺。                
     （8）其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。
      3．试验前准备工作         
      （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，土质均匀，不含杂物；
      （2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全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，使承载板置水平状态。
 （4）将试验卒置于测点上，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）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，并将球座置于顶部与加劲横梁接触。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。
    4．土基回弹模量测定仪测试步骤
    （1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压0.O5MPa、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，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,采用逐级加载卸载法，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．O2MPa，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％，则应重测，当回弹变形值超过1mm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）×调弯沉仪杠杆比
     总变形L ‘ =（加载后读数平均值一加载初始前读数平均值）×调弯沉仪杠杆比
      （4）测定汽车总影响量a。zui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，读取终值数，两只百分表的初、终读数差之平均值乘弯沉仪杠杆比即为总影响量a。           
      （5）在试验点下取样，测定材料含水量。取样数量如下：
zui大粒径不大于5mm，试样数量约120g；
      zui大粒径不大于25mm，试样数量约250g;
      zui大粒径不大于40mm，试样数量约500g。
      （6）在紧靠试验点旁边的适当位置，用灌砂法或环刀法或其他方法测定土基的密度。
    5.计算
（1） 各级压力的回弹变形加上该级的影响量后，则为计算回弹变形值。表6-7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值。当使用其它类型测试车时，计算各级压力下的影响量 ai 。
（2）将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除显著偏离的异常点并绘出顺滑的
P一L曲线，如曲线起始部分出现反弯，应修正原点。
（3）计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值。
（4）取结束试验前的各回弹变形值按线形回归方法计算土基回弹模量E0 值。
6．报告
1）本实验采用的标准记录格式。
2）试验报告应记录下列结果：
（1）试验时所采用的汽车；
（2）近期天气情况；
（3）试验时土基的含水量；
（4）土基密度和压实度；
（5）相应于各级荷载下的土基回弹模量值；
（6）土基回弹模量值。
二、贝克曼梁弯沉仪法
    1．目的和适用范围
    本方法适用于在土基、厚度不小于1m的粒料整层表面，用弯沉仪测试各侧点的回弹弯沉值，通过计算求得该材料的回弹模量值的试验；也适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。
    2．试验方法与步骤
    1）准备工作      
   （1）选择洁净的路基表面、路面表面作为测点，在测点处作好标记并编号。
    （2）无结合料粒料基层的整层试验段（试槽）应符合下列要求：
   ①整层试槽可修筑在行车带范围内或路肩及其他合适处，也可在室内修筑，但均应适于用汽车测定弯沉。           
②试槽应选择在干燥或中湿路段处，不得铺筑在软土基上。
 ③试槽面积不小于3m  x  2m，厚度不宜小于lm。铺筑时，先挖3mx2mxlm（长x宽x深）的坑，然后用欲测定的同一种路面材料按有关施工规定的压实层厚度分层铺筑并压实，直至顶面，使其达到要求的压实度标准。同时应严格控制材料组成，配比均匀一致，符合施工质量要求。
 ④试槽表面的测点问距布置在中间2mxlm的范围内，可测定23点。
2）测试步骤
按上述方法选择适当的标准车，实测各测点处的路面回弹弯沉值Li 。如在旧沥青面层上测定时，应读取温度，并按规定的方法进行测 定弯沉值的温度修正，得到标准温度20℃时的弯沉值。
 3，计算
（1）       计算全部测定值的算术平均值、单次测量的标准差和自然误差。
（2）计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值山，并计算较大的偏差与自
然误差之比di /r 0 。当某个测点观测值di /r 0  的值大于d／r极限值时则应舍弃该测点，然后重新计算所余各测点的算术平均值（L’ ）及标准差（s）。
（3）计算代表弯沉值。
（4）计算土基、整层材料的回弹模量（E1）或旧路的综合回弹模量。
  4．报告
 报告应包括弯沉测定表、计算的代表弯沉、采用的泊松比及计算得到的材料回弹模量
等，对沥青路面应报告测试时的路面温度。 
三、其它间接测试方法
   土基回弹模量测定仪也可用长杆贯人综合次数法和CBR间接推算法来求算。长杆贯入综合次
数法是利用长杆贯人仪，试验时记录测头击人土中每10cm所需的锤击次数，直至贯人土中
80cm为止。综合贯入次数是按布辛公式以距路基表面深度为5cm、15cm、25cm、 35cm、45cm、55cm、66cm和75cm时压应力略加调整作为各层的权数。
    CBR值间接推算法是利用CBR测试结果关系式求算E值。