本發明專利技術公開了一種剛性路面彎沉測試裝置及其測試方法。該裝置包括貝克曼梁，設置在貝克曼梁前端的探頭，設置在貝克曼梁中部的支座，用于固定支座高度可調的主三腳架；以及設置在貝克曼梁后端的百分表，固定百分表的儀表架，用于固定儀表架的高度可調的副三腳架。該方法包括以下步驟：首先，將主三腳架、副三腳架架設于剛性路面板以外的土路肩或路基以外的地方，貝克曼梁伸入剛性路面，貝克曼梁前端探頭置于路面測試點；然后，調整主三腳架、副三腳架、探頭，保持貝克曼梁水平；最后，在剛性路面上用測試車靜態加載，或以一定行駛速度對測試點動態加載，讀取百分表讀數，即得剛性路面靜態回彈彎沉值或動態回彈彎沉值，同時繪制出剛性路面彎沉盆。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及剛性路面結構設計參數的獲取及剛性路面檢測領域，特別涉及。
技術介紹
目前，國內外路面彎沉測試方法主要有貝克曼梁法(路面回彈彎沉)，自動彎沉儀法(路面總彎沉)，落錘式彎沉儀法(路面動態彎沉)。各種測試方法的使用條件及使用范圍如下(I)貝克曼梁法適用于測定路基、浙青路面的回彈彎沉值。浙青路面的彎沉以標準溫度20°C時為準，在其他溫度(超過20°C ±2°C范圍)測試時，對厚度大于5cm的浙青路面，彎沉值應給予溫度修正。若在非不利季節測定時，應考慮季節影響系數。當采用長度為3. 6m的彎沉儀對半剛性基層浙青路面、水泥混凝土路面等進行彎沉測定時，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此，測定時應檢驗支點有無變形。目前使用的修正方法是應用另一臺檢驗用的彎沉儀安裝在測定用的彎沉儀的后方，其測點架于測定用彎沉儀的支點旁。當汽車開出時，同時測定兩臺彎沉儀的彎沉讀數，如檢驗用彎沉儀百分表有讀數，即應該記錄并進行支點變形修正。當在同一結構層上測定時，可在不同的位置測定5次，求平均值，以后每次測定時以此作為修正值，支點變形修正的原理如圖1所示。進行彎沉儀支點變形修正時，路面測點的回彈沉值按下式計算LT= (L1-L2) X 2+ (L3-L4) X 6(2)自動彎沉儀用于測定路面總彎沉，其與貝克曼梁測定的回彈彎沉有所不同。可通過自動彎沉儀測量的總彎沉與貝克曼梁測量的回彈彎沉對比試驗，得到兩者相關關系式，換算為回彈彎沉，用于路基、路面強度評定。自動彎沉儀適用于測定路基、浙青路面的總彎沉值。(3)落錘式彎沉儀((Falling Weight Deflectometer,簡稱 FWD))模擬行車作用的沖擊荷載下的彎沉測量，可測定路面的動態彎沉，并可繪制路面彎沉盆。FWD自動彎沉儀的測試值與貝克曼梁測試值可以通過公式換算。貝克曼梁結構簡單，操作便捷，目前在路面回彈彎沉測量領域采用廣泛。路基或柔性基層浙青路面彎沉影響半徑在2. 5m范圍以內，半剛性基層浙青路面結構，彎沉影響半徑達3 5m，對水泥混凝土等剛性路面，路面彎沉盆范圍更大。因此，貝克曼梁法測量路面回彈彎沉時儀器支座受到路面彎沉盆的影響，尤其對水泥混凝土等剛性路面，路面彎沉盆范圍較大，貝克曼梁支座往往座落在彎沉盆內，導致測量結果失真，所測路面回彈彎沉出現“假小”的現象。目前，我國路面設計及檢測的標準方法及基本參數均建立在貝克曼梁法之上。貝克曼梁法經濟、簡潔，可以直接測得路面回彈彎沉。在今后相當長時間內，貝克曼梁法在測量路面彎沉檢領域將仍將占據主導地位。但是，現有貝克曼梁技術存在以下缺陷(1)通常僅能測得靜態汽車荷載作用下路面的單點最大回彈彎沉值，無法反映路面結構在行車荷載作用下的動力特性和整個彎沉盆形狀；(2)隨著路面等級及強度的提高，彎沉盆半徑會增大。其采用的是杠桿工作原理，當彎沉盆范圍較大時，支點處變形對測試結果有明顯的影響；(3)僅測量路面單點最大回彈彎沉值不能反映運動車輛對路面的動力作用，無法測得路面動態彎沉值。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出了，能夠準確、便捷地測量剛性路面靜態回彈彎沉，繪制剛性路面彎沉盆，同時也能夠測量剛性路面動態彎沉值。為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案予以實現。(I) 一種剛性路面彎沉測試裝置，其特征在于，包括貝克曼梁，設置在貝克曼梁前端的探頭，設置在貝克曼梁中部的支座，用于固定支座的高度可調的主三腳架；以及設置在貝克曼梁后端的百分表，固定百分表的儀表架，用于固定儀表架的高度可調的副三腳架。上述技術方案的特點和進一步改進在于所述支座包含有與所述主三腳架連接的固定板，通過三個調平螺釘設置在固定板上的調平板，固定在調平板上的支鉸；所述支鉸支承所述貝克曼梁；所述調平板上設置有管狀水準泡。所述探頭為方筒，方筒的探測端為斜面，該斜面和方筒的外側面的相交線構成探測線；所述方筒沿其縱向設置有用于分級調高的多個安裝孔。(2)基于上述剛性路面彎沉測試裝置的測試方法，其特征在于，包括以下步驟首先，將主三腳架、副三腳架架設于剛性路面板以外的土路肩或路基以外的地方，貝克曼梁前端伸入剛性路面，貝克曼梁前端的探頭置于路面測試點；然后，調整主三腳架、副三腳架、探頭，保持貝克曼梁水平；最后，在剛性路面上用測試車靜態加載，或以一定行駛速度對測試點動態加載，讀取百分表讀數，即得剛性路面靜態回彈彎沉值或動態回彈彎沉值，同時繪制出剛性路面彎沉盆。本專利技術的剛性路面彎沉測試裝置的測試方法，改變傳統的路面彎沉測試，將貝克曼梁的沿路面縱向放置改為橫向放置，將貝克曼梁的中部支承點選擇在了測試車產生的彎沉影響較小的土路肩及路基以外的地方，克服了傳統方法測量剛性路面時貝克曼梁的中部支承點可能落入路面彎沉盆中，造成路面彎沉測試“假小”的缺陷；并且在剛性路面彎沉測試裝置設計中，采用的主、副三腳架的高度可調，可以方便地在不同路況下調整貝克曼梁水平，例如路基為路堤或路塹，即該裝置可以架立于路面以外，任意調節使用高度，進行剛性路面回彈彎沉的測量，受剛性路面彎沉盆的影響小。此外，上述技術方案還具有以下優點該裝置的主三腳架位置設置的支座可拆卸，其調平板可相對于固定板在軸向進行不同角度轉動，即該裝置貝克曼梁可以在水平面內轉動任意角度，適應路面以外復雜地形下剛性路面回彈彎沉的測量；該裝置可以放置在路面以外進行測量，不影響測試車輛的行駛，可以測試剛性路面的動態回彈彎沉值；該裝置可以方便組裝和拆卸，野外操作時，便于攜帶。附圖說明圖1為彎沉儀的支點變形修正原理圖；圖2為本專利技術的剛性路面彎沉測試裝置的結構示意圖；圖3為儀表架的結構示意圖；圖4為支座的結構示意圖；圖5為探頭的結構示意圖；圖6為路基(路堤段時)剛性路面的回彈彎沉值測量示意圖；圖7為路基(路塹段時)剛性路面的回彈彎沉值測量示意圖；圖8為傳統剛性路面的回彈彎沉值測量示意圖；圖9為本專利技術剛性路面的回彈彎沉值測量示意圖；圖10為本專利技術測試的剛性路面動態彎沉-時間曲線圖。圖中1、貝克曼梁；2、主三腳架；3、副三腳架；4、百分表；5、探頭；6、固定板；7、調平板；8、調平螺釘；9、支鉸；10、管狀水準泡。具體實施例方式參照圖2，為本專利技術的剛性路面彎沉測試裝置，主要包括貝克曼梁1，設置在貝克曼梁I前端的探頭5，設置在貝克曼梁I中部的支座，用于固定支座的高度可調的主三腳架2 ；以及設置在貝克曼梁3后端的百分表4，固定百分表4的儀表架，用于固定儀表架的高度可調的副三腳架3。其中，貝克曼梁I長5. 4m,由鋁合金制成，前臂與后臂長度比為2:1 ;位于中部支承貝克曼梁I的主三角架2可調節高度為500mm-1500mm，位于后端的副三腳架3可調節高度同樣為500mm-1500mm。百分表4采用現有貝克曼梁百分表。儀表架如圖3所示，其高度和方向均可調節，以適應復雜的路面狀況。參照圖4，支座包含有與主三腳架2連接的固定板6，通過三個調平螺釘8設置在固定板6上的調平板7，調平板7上設置有管狀水準泡10 ;調平板7上固定有支鉸9，支鉸9支承貝克曼梁1，貝克曼梁I在水平面內可轉動任意角度。參照圖5，為了減輕探頭重量，增加系統的穩定性，探頭為方筒，采用方筒鋁合金制作。方筒的探測端為斜面，該斜面和方筒的外側面的相交線構成探測線。方筒沿其縱向設置有多個安裝孔，其高度可分級調整本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種剛性路面彎沉測試裝置，其特征在于，包括貝克曼梁，設置在貝克曼梁前端的探頭，設置在貝克曼梁中部的支座，用于固定支座的高度可調的主三腳架；以及設置在貝克曼梁后端的百分表，固定百分表的儀表架，用于固定儀表架的高度可調的副三腳架。
【技術特征摘要】
1.一種剛性路面彎沉測試裝置，其特征在于，包括貝克曼梁，設置在貝克曼梁前端的探頭，設置在貝克曼梁中部的支座，用于固定支座的高度可調的主三腳架；以及設置在貝克曼梁后端的百分表，固定百分表的儀表架，用于固定儀表架的高度可調的副三腳架。2.根據權利要求1所述的剛性路面彎沉測試裝置，其特征在于，所述支座包含有與所述主三腳架連接的固定板，通過三個調平螺釘設置在固定板上的調平板，固定在調平板上的支鉸；所述支鉸支承所述貝克曼梁。3.根據權利要求2所述的剛性路面彎沉測試裝置，其特征在于，所述調平板上設置有管狀水準泡。4.根據權利要求1所述的剛性路面彎沉測試裝置，其特征在于，所述探頭為方筒，方筒...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張東省，陳德，張威，張浩，李娜，韓微微，關甫洋，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：
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