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T0951—2008 贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验方法
时间：2016-11-16来源：泰鼎恒业浏览次数：
T 0951—2008 贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验方法
1 目的与适用范围 1.1 本方法适用于测定各类路基路面的回弹弯沉以评定其整体承载能力，可供路面结构设计使用。
1.2 沥青路面的弯沉检测以沥青面层平均温度20℃时为准，当路面平均温度在20℃±2℃以内可不修正，在其他温度测试时，对沥青层厚度大于5cm的沥青路面，弯沉值应予温度修正。
2 仪具与材料技术要求
本方法需要下列仪具与材料：
⑴标准车：双轴，后轴双侧4轮的载重车。其标准轴荷载、轮胎尺寸、轮胎间隙及轮胎气压等主要参数应符合表T 0951的要求。测试车应采用后轴10t标准轴载BZZ-100的汽车。
⑵路面弯沉仪：由贝克曼梁、百分表及表架组成。贝克曼梁由合金铝制成，上有水准泡，其前臂(接触路面)与后臂(装百分表)长度比为2：1。弯沉仪长度有两种：一种长3.6m，前后臂分别为2.4m和1.2m；另一种加长的弯沉仪长5.4m，前后臂分别为3.6m和1.8m。当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面上测定时，应采用长度为5.4m的贝克曼梁弯沉仪；对柔性基层或混合式结构沥青路面可采用长度为3.6m的贝克曼梁弯沉仪测定。弯沉采用百分表量得，也可用自动记录装置进行测量。
⑶接触式路表温度计：端部为平头，分度不大于1℃。
⑷其它：皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。
表 T0951 弯沉测定用的标准车参数
| 标准轴载等级 | BZZ-100 |
| 后轴标准载P（kN） | 100±1 |
| 一测双轮荷载（kN） | 50±0.5 |
| 轮胎充气压力（MPa） | 0.70±0.05 |
| 单轮传压面当量圆直径（cm） | 21.30±0.5 |
| 轮隙宽度 | 应满足能自由插入弯沉仪侧头的测试要求 |
3 方法与步骤
3.1 准备工作
⑴检查并保持测定用标准车的车况及刹车性能良好，轮胎胎压符合规定充气压力。
⑵向汽车车槽中装载(铁块或集料)，并用地中衡称量后轴总质量及单侧轮荷载，均应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。
⑶测定轮胎接地面积：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轮胎接地面积，准确至0.1cm2。
⑷检查弯沉仪百分表量测灵敏情况。
⑸当在沥青路面上测定时，用路表温度计测定试验时气温及路表温度(一天中气温不断变化，应随时测定)，并通过气象台了解前5d的平均气温(日最高气温与最低气温的平均值)。
⑹记录沥青路面修建或改建材料、结构、厚度、施工及养护等情况。
3.2 测试步骤
⑴在测试路段布置测点，其距离随测试需要而定。测点应在路面行车车道的轮迹带上，并用白油漆或粉笔划上标记。
⑵将试验车后轮轮隙对准测点后约3~5cm处的位置上。
⑶将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，与汽车方向一致，梁臂不得碰到轮胎，弯沉仪测头置于测点上(轮隙中心前方 3~5cm处)，并安装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零，用手指轻轻叩打弯沉仪，检查百分表应稳定回零。
弯沉仪可以是单侧测定，也可以是双侧同时测定。
⑷测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进，百分表随路面变形的增加而持续向前转动。当表针转动到最大值时，迅速读取初读数L1。汽车仍在继续前进，表针反向回转，待汽车驶出弯沉影响半径(约3m以上)后，吹口哨或挥动指挥红旗，汽车停止。待表针回转稳定后，再次读取终读数L2。汽车前进的速度宜为5km/h左右。
3.3 弯沉仪的支点变形修正
⑴当采用长度为3.6m的弯沉仪进行弯沉测定时，有可能引起弯沉仪支座处变形，在测定时应检验支点有无变形。如果有变形，此时应用另一台检测用的弯沉仪安装在测定用弯沉仪的后方，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，如检测弯沉仪百分表有读数，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。
⑵当采用长度为5.4m的弯沉仪测定时，可不进行支点变形修正。
4 结果计算及温度修正
4.1 路面测点的回弹弯沉值按式(T 0951-1)计算。
式中：lt ——在路面温度t时的回弹弯沉值(0.01mm)；
L1——车轮中心临近弯沉仪测头时百分表的最大读数(0.01mm)；
L2——汽车驶出弯沉影响半径后百分表的终读数(0.01mm)。
4.2 当需进行弯沉仪支点变形修正时，路面测点回弹弯沉值按式(T 0951-2)计算。
式中：L1——车轮中心临近弯沉仪测头时测定用弯沉仪的最大读数(0.01mm)；
L2——汽车驶出弯沉影响半径后测定用弯沉仪的终读数(0.01mm)；
L3——车轮中心临近弯沉仪测头时检验用弯沉仪的最大读数(0.01mm)；
L4——汽车驶出弯沉影响半径后检验用弯沉仪的终读数(0.01mm)。
注：此式适用于测定弯沉仪支座处有变形，但百分表架处路面已无变形的情况。
4.3 沥青面层厚度大于5cm的沥青路面，回弹弯沉值应进行温度修正。温度修正及回弹弯沉的计算宜按下列步骤进行。
⑴测定时的沥青层平均温度按式(T 0951-3)计算：
式中：t——测定时沥青层平均温度(%)；
t25——根据t0由图T 0951-2决定的路表下25mm处的温度(℃)；
tm——根据t0由图T 0951-2决定的沥青层中间深度的温度(℃)；
te——根据t0由图T 0951-2决定的沥青层底面处的温度(℃)。
图T 0951-2中t0为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。
⑵根据沥青层平均温度t及沥青层厚度，分别由图T 0951-3及图T 0951-4求取不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正系数K。
⑶沥青路面回弹弯沉按式(T 0951-4)计算
式中：K——温度修正系数；
l20——换算为20℃的沥青路面回弹弯沉值(0.01mm)；
lt——测定时沥青面层的平均温度为t时的回弹弯沉值(0.01mm)。
5 报告
报告应包括下列内容：
⑴弯沉测定表、支点变形修正值、测试时的路面温度及温度修正值。
⑵每一个评定路段的各测点弯沉的平均值、标准差及代表弯沉。
条文说明
贝克曼梁由美国A.C.Benkilman于1953年发明，并用于AASHO试验路，后作为补强设计及施工时弯沉检验的手段，在全世界得到了广泛应用，在我国已作为路面设计的标准方法和基数参数。对于路面弯沉，可以测定总弯沉或回弹弯沉，在我国均普遍应用过。但由于总弯沉必须用后退法测定，对半刚性基层来说，弯沉影响范围大致3~5m，汽车必须距离测定点很远，对驾驶基数要求很高，精确测定十分困难，为此，本试验法仅列如广泛应用的回弹弯沉测定方法。
本方法根据长期以来的使用经验和参照国外的试验方法编写。国外的方法主要有ASTM、AASH-TO、日本道路协会铺装试验法便览7-2及加拿大标准等。
目前工程上广泛使用贝克曼梁测定弯沉，并作为路面弯沉检测和竣工、交工验收的标准方法，其测量的精确性和代表性非常重要。测定弯沉用的标准车是很重要的，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。但这两种车型已经很少使用，显然已不能作为标准车型。因此，对《公路柔性路面设计规范》标准车的规定进行修订，取消对典型车型的规定，改为仅规定轴重、轮压、气压等主要参数，凡符合这些参数的车型皆可使用。根据国内外研究资料，影响路表弯沉测定的主要因素为荷载大小、轮胎尺寸、轮胎间距和轮胎压力，因此建议在选择标准车的时候，轮胎规格选用10-20（英寸）12PR层级以上或者11-20（英寸）12PR层级以上的轮胎型号。这些货车类型的参数基本上能达到标准车的要求，不会出现标准车很难获得的情况。
随着交通运输的发展，不仅交通量增长很快，而且重车增多，特别是货车超载现象越来越严重，同时随着半刚性基层结构承载能力增强，轻型车对路面的疲劳损伤作用减小。考虑这些因素，1997年《公路沥青路面设计规范》（JTJ041-1997）修订时取消了BZZ-60标准，统一采用BAA-100标准；即无论是高速公路、一级及二级公路还是其他等级公路，均应按照BZZ-100标准车进行设计，因此，新修订的《公路路基路面现场测试规程》应该与设计规范一致，取消了BZZ-60标准车，统一采用BZZ-100标准车。
测定车的充气压力、轴重、轮胎接地面积与标准车的要求相差不宜超过本方法规定的值。回弹弯沉测定的正确与否，与弯沉仪的支架距离有明显关系，前臂长2.4m，对半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面来说，很难避免由于荷载车造成的支架下降变形的影响。为检验有无支架变形影响货哦进行修订起见，测定时可在支架处在用一台弯沉仪测定，将两台弯沉仪的测定弯沉相加既得测定弯沉。为了与相关规范一致，要求对柔性基层或混合式结构沥青路面宜采用长度3.6m的贝克曼梁弯沉仪测定。当采用长度为3.6m的弯沉仪进行弯沉测定时，指点如果有变形，要进行支点变形修正。
沥青路面回弹弯沉的温度修正，各国都有不少研究。由于我国在这方面的研究工作甚少，缺乏足够的数据，仍然采用了美国AASHTO路面设计指南的方法。在AASHTO路面设计指南1972、1981、1987及1993年版中均有所规定。1972及1981年版只对粒料基层及软基层的沥青路面作了规定。未考虑厚度的影响；1987年版则规定了各种基层，温度影响在路面温度换算中考虑。不过，美国及加拿大原来对路标温度的测定相仿繁琐。美国沥青协会规范MS-17规定在路面上先打一个深3mm、直径3mm的小洞，洞中浇注沥青，插入热电偶，外部留5mm。这样记录路表温度一次要耗费1h，而且必须现场实测，这是很难实现的。后来提出了路表温度真正采用表面的温度（不再打洞），由前5d的平均气温计算得到，并被订入了AASHTO设计指南1987年版，但1987年版的方法在基层影响上考虑过于繁复，故1993年版的方法稍有改变，分开两种基层类型，每种基层考虑路面不同厚度，相对来讲就比较合理。此方法在实施中也不会有困难，可以从气象台得到前5d最高最低气温（或从国家发布的天气预报得到），加上随时测定的路表温度，计算路面平均温度，再根据路面厚度直接从图上查的温度修正系数。因此本规程完全采用AASHTO设计指南1993年版的方法。
另外，温度修正也可以参考现行《公路沥青路基面设计规范》（JTG D50）的公式执行。
根据检测数据，按照《公路工程质量检验评定标准（土建工程）（JTG F80/1-2004）的规定计算评定路段的代表弯沉值，公式如下：
式中：
－一个评定路段的代表弯沉（0.001mm）；
－一个评定路段内径各测点弯沉的平均值（0.01mm）；S－一个评定路段内径各项修正后的全部测点弯沉的标准差（0.01mm）；
Za－与保证率有关的系数，参考相关技术标准、规范选用。
