[发明专利]路基动态回弹模量现场测试设备及其测量方法

说明书

本发明公开了一种路基动态回弹模量现场测试设备及其测量方法，由具有显示、输入、存储功能的处理设备、测控系统、电液伺服加载油源系统、油压管、电液伺服作动器、支架系统、压力位移传感器、承载板、承压板、加重砝码组成。本发明能够解决规范现有检测方法没有考虑动荷载及与路基的实际工作状态不相符的问题，通过模拟路面行车荷载作用，并测得测试点的动荷载大小和路基结构层的位移值，自动计算生成路基结构层的动态回弹模量值。所测试的路基结构层的动态回弹模量值能够更为有效地反映动荷载条件下路基结构层的路基动态回弹模量，也能够更好地为公路、铁路设计参数提供技术支撑。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别是涉及一种路基动态回弹模量现场测试设备及其测量方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国的公路建设事业得到了快速发展，路基作为公路路面的基础，为公路路面提供支撑。公路路面设计的重要依据之一便是路基的回弹模量值，因此，如何准确测定路基的回弹模量值，尤其是现场测定路基的回弹模量值是非常关键的。

目前，关于路基回弹模量的现场测试方法主要为贝克曼梁法和承载板法。

贝克曼梁法主要用于现场测定路基的回弹模量值，其涉及到的主要设备有标准车、路面弯沉仪、路表温度计、百分表、接长杆。通过测试标准车(后轴双轮)轮隙中心处的回弹弯沉值后，并考虑温度修正、路面弯沉仪支点的变形修正因素，计算得到路基的代表弯沉值。通过测定(或通过规范选取)路基材料的泊松比，结合路基的代表弯沉值，计算结构层的回弹模量值，其测定的回弹模量值为静态回弹模量，属于结构层的静态回弹模量范畴。

承载板法现场测定路基回弹模量，其涉及到的主要设备有加载设备(后轴重不小于60kN的载重汽车一辆)、现场测试设备(由千斤顶，测力计及球座组成)、刚性承载板一块(厚度20mm，直径为30cm的圆盘，圆盘边缘设有可调整高度的支座)、两台路面弯沉仪、液压千斤顶、秒表、水平尺。通过千斤顶开始加载，先进行预压，然后进行逐级加载卸载(通过压力表控制加载量)，记录每次加载和卸载时，两台路面弯沉仪上百分表的数值(每次加载和卸载都稳定一分钟后才进行读数)，通过压力～变形曲线，计算得到路基的回弹模量值。其测试的回弹模量值为结构层的静态回弹模量值。

车辆在公路上行驶时，是通过路面结构层，将行车荷载传递给路基的，而车辆荷载是动荷载，因此路基受到的荷载应该为动荷载，动荷载下的路基回弹模量应为动态回弹模量；此外，由于车辆的速度不同、路面的平整度不同，传递至路基顶面的动荷载形式和频率也相应不同。路基回弹模量作为路面结构的设计参数，以往的路基设计规范中，都是通过测定路基结构层的静态回弹模量(现场承载板法、现场贝克曼梁法)来进行路基质量检测，与路面设计参数中的动态回弹模量不符合；同时，以往的检测方法没有考虑路面结构的自重，这与路基的实际工作状态不相符。

综上所述，将路基结构层的动态回弹模量值作为路面的设计参数才是合理的，也是与路基的实际工作状态相符的；因此，一种新的能够表征路基结构在不同荷载大小与不同荷载周期下的现场测试设备开发是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路基动态回弹模量现场测试设备，解决了现有技术中没有考虑动荷载和路面结构层自重与路基的实际工作状态不相符的问题，同时也解决了现有技术中回弹模量检测值与动态回弹模量设计值不匹配的问题。

本发明的另一目的在于提供一种路基动态回弹模量现场测试设备的测量方法，解决了现有技术中没有考虑路面结构的自重与路基的实际工作状态不相符的问题。

本发明所采用的技术方案是，路基动态回弹模量现场测试设备，由具有显示、输入、存储功能的处理设备、测控系统、电液伺服加载油源系统、油压管、电液伺服作动器、支架系统、压力位移传感器、承载板、承压板、加重砝码组成；