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承载板测定土基回弹模量试验方法作业指导书
一、目的和适用范围
、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。
、本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。二、仪器与材料
本试验需要下列仪器与材料:
、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,作为加载设备。,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 0.50MPa 。
、现场测试装置,如图 6-1 所示,由千斤顶、测试力计(测力环或压力表)及球座组成。
、刚性承载板一块,板厚 20mm ,直径为φ 30cm ,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,承载板安放在土基表面上。
、 路面弯沉仪两台,由贝克曼梁、百分表及支架组成。
、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计量程的 1/100 。
、秒表。
、水平尺。
、其它:细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。三、方法与步骤
、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,避免形成一层砂面。
安置承载板,并用水平尺进行校正,使承载板置于水平状态。
将试验车置于测点上,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。
在承载板上安放千斤顶,上面衬垫钢圆筒、钢板,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。
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,百分表对零或其它合适的初始位置上。
、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 0.05MPa , 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 后,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 0.02MPa, 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( P )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—卸载后读数平均值)×弯沉仪杠杆比
总变形( L ′ ) = (加载后读数平均值—加载初始前读数平均值)
×弯沉仪杠杆比
( 4 )测定总影响量α 。最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,读取终读数,两只百分表的初、终读数差之平均值即为总影响量α 。
( 5 )在试验点下取样,测定材料含水量。取样数量如下: 最大粒径不大于 5mm ,试样数量约 120g ;
最大粒径不大于 25mm ,试样数量约 250g ; 最大粒径不大于 40mm ,试样数量约 500g ;
( 6 )在紧靠试验点旁边的适当位置,用灌砂法或环刀法等测定土基的密度。
四、计算
、各级压力的回弹变形值加上该级的影响量后,则为计算回弹变形值。表 6-1 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,各级压力下的影响量 a i 按
式( 6 - 1 )计算:
a i ?
(T 1?T 2?)d 4T 1Q
2 PI .a
( 6 - 1 )
式中: T 1 ——测试车前后轴距( m ); T 2 ——加劲小梁距后轴距离( m );
D ——承载板直径( m ); Q ——测试车后轴重( N );
P i ——该级承载板压力( MPa ); a ——总影响量( 0.01mm ) ;
a 1 ——该级压力的分级影响量( 0.01mm )。各级荷载影响量确 表 6-1
承载板压力
0.05
0.10
0.15
0.20
0.30
0.40
0.50
( MPa )
影 响 量
0.06a
0.12a
0.18a
0.24a
0.36a
0.48a
0.60a
、将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上
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