路基路面模量测试常见问题分析

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　摘要：对路基回弹模量测试常用方法及其优劣进行评价，并对其存在的一些问题提出解决建议。
　　关键词：回弹模量承载板法贝克曼梁法落锤式弯沉仪法
　　在我国路面结构设计中，路基力学性能参数都是采用路基回弹模量。因此，路基回弹模量是我国路面设计的重要力学参数，因其受土质、含水量、压实度、测试方法等诸多因素的影响，使其数值的确定比较困难，也就给设计与施工带来很多的不确定因素和问题。本文就目前常用的三种测试方法的特点及存在的问题进行一些探讨。
　　1野外承载板法
　　1.1适用范围
　　现场承载板法是规范所推荐的土基回弹模量测试方法，可较为准确地得出土基的回弹模量，可作为路面设计参数用。
　　1.2野外承载板法的特点存在的缺陷
　　现场承载板法所使用仪器结构及操作比较简单，价格低廉，但对于测试人员的技术要求较高，除了科研单位之外，一般的施工单位很少使用。通过前面对不同土基回弹模量测试方法的分析，可知现场承载板法存在着一些不足之处：
　　1）现场承载板试验所测得的回弹模量为静模量，即土基在静载作用下表现出来的回弹模量，不能很好地模拟车辆行驶状态下对路基路面的冲击作用，因而不能完全反映土基在承受车辆荷载作用下的应力~应变特性。
　　2)现场承载板试验所使用的方法较为烦琐，费时费力，整个过程为人工操作，精度低，受人为因素和环境影响较大，工作量大，效率低，无法满足大面积快速检测与路面管理系统数据采集的需要。
　　3)现行规范中对于试验应当加载至什么时候结束存在争议，在实际测试中采用不同的最大荷载或最大应变，均可能使测得的结果产生较大的偏差。
　　2贝克曼梁法
　　2.1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，用弯沉仪测试各测点的回弹弯沉值，通过计算求得该材料的回弹弯沉值，也适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。
　　2.2贝克曼梁法的特点及存在的缺陷
　　贝克曼梁法是规范推荐的土基回弹模量测试方法，可较为合理地得出土基回弹模量，所使用仪器结构及操作简单，技术要求低，价格低廉。因此广为施工单位所采用，同时也适用于测定各类路面结构的回弹弯沉，用以评定其整体承载力，供路面结构设计使用。
　　但是，贝克曼梁法仍存在着一些缺点和不足之处：
　　1贝克曼梁试验所测得的回弹模量为静模量，不能很好地模拟车辆行驶状态下对路基路面的冲击作用，因而不能完全反映土基在承受车辆荷载作用下的应力一应变特性。
　　2贝克曼梁试验所使用的方法整个过程为人工操作，精度低，受人为因素和环境影响较大，效率低.
　　3在半刚性基层中，弯沉盆范围较大，支座往往落在弯沉盆内，因而导致量测失实；同时贝克曼梁法只能测得轮隙中心处单点最大弯沉值，无法反映弯沉盆的形状和大小。
　　3落锤式弯沉仪法(FWD法)
　　3.1适用范围
　　落锤式弯沉仪(简称FWD)产生于本世纪70年代初，与传统的贝克曼梁测量弯沉相比，具有使用方便、快速、安全、节省人力、模拟实际情况施加动态荷载，适于长距离、连续测定的特点。目前FWD弯沉仪的应用己步入了规范化、标准化的阶段，己成为当今国际上普遍应用的路面结构强度无破损检测方法。
　　3.2落锤式弯沉仪法的特点及存在的缺陷
　　FWD法具有一下特点：很好的可重复性；很高的测试精度；采用计算机自动采集数据，测试速度很快；采用冲击动载测量在动载作用下的动弯沉，较好地模拟了车辆行驶状态下对路基路面的冲击作用。
　　尽管如此，FWD法仍然存在着一些缺点和不足之处：
　　1FWD仪均为进口国外产品，价格非常昂贵，在全国范围内大面积推广使用FWD法进行路基回弹模量的测定是不现实的。
　　2FWD仪设备精密，对操作人员的技术要求很高，需要精心的维护，以确保数据的真实性。
　　3落锤式弯沉仪所测弯沉为动态总弯沉，与贝克曼梁所测的静态回弹弯沉不同，需要进行对比试验，得到两者之间的相关关系。
　　4对于FWD仪所测弯沉盆数据，需要利用计算机按弹性层状体系理论的计算模式和程序进行模量反算，但目前反算方法中有尚需不断完善的地方，反算的动态模量的变异性较大。
　　5FWD所测得动态模量不能直接用于路面设计与施工检测，需要进行动静模量之间的换算，而目前对于换算方法的研究并未形成定论，还有待进一步加深，寻找准确的反算方法。
　　4小结
　　1一般认为FWD法是属于动载试验，贝克曼梁法则属于静载试验，其性质是不同的。但是根据大量试验的结果，在相同的测试状况下，FWD法所测得的弯沉值与贝克曼梁法所测得弯沉值之间具有良好的相关关系，在一定条件下可以相互换算。
　　2贝克曼梁试验方法与承载板试验方法之间进行对比试验得出的E0~L0关系可用于指导路面结构设计和施工质量控制，但都与《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034一2000)所推荐的公式E0=17029，L0-1.0061有所出入，主要是因为各个相关关系都是经过某一地区具体路段的对比试验所得出的，其所处路段的土质、含水量、压实度等因素均不相同，故所得相关关系也不尽相同。
　　参考文献：
　　【1】中华人民共和国交通部.公路沥青路面设计规范(JTGD50一2004).北京:人民交通出版社.1997.10
　　【2】中华人民共和国交通部.公路路基路面现场测试规程(JTG+E60-2008).北京:人民交通出版社.
　　【3】中华人民共和国交通部.《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034一2000).北京:人民交通出版社.2000
　　【4】李强.路基路面检测技术与质量控制.长安大学硕士学位论文，2002
　　【5】鲍远骥.公路土基回弹模量分析与研究.长安大学.2003.6