道路与桥梁工程试验检测技术

沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，但高速公路和一级公路多分为2~3层铺筑，应进行上面层厚度的检查与评定。沥青混合料面层的压实度是指按规定方法采取的混合料试件毛体积密度与标准密度之比，亦用百分数表示，代号均为K。环刀法适用于公路工程现场测定细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。对于无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过2d，并且最好用于施工过程中的压实度检验。灌砂法适用于现场测定细粒土、砂类土和砂类土压实层和基层、底基层、沥青贯入式面层等的密实度。钻芯法适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试样的密度，以评定面层的施工压实度。核子仪测定压实度仪器1.核子密度湿度仪。密度范围1.12-2.73g/cm³，误差绝对值不大于0.3g/cm³。含水率测定范围为0-0.64g/cm³，测定误差±0.015g/cm³。2.细砂。粒径0.15-0.30mm。3.其它。天平或台秤、毛刷等。路基路面压实度评定对于路基、基层和底基层：K≥K0，且单点压实度Ki全部大于等于规定值减2个百分点时，评定路段的压实度可得规定满分。当K≥K0，且单点压实度ki全部大于等于规定极值时，对于测定值低于规定值减2个百分点的测点，按其占总检查点数的百分率计算扣分值。KK0或某一单点压实度Ki小于规定极值时，该路段压实度为不合格路堤施工段落短时，分层压实度应点点符合要求，且样本数不少于6个。沥青面层：当K≥K0且全部测点大于等于规定值减1个百分点时，评定路段的压实度可得满分。当K≥K0时，对于测定值低于规定值减1个百分点时按其占总检测点数的百分率计算扣分值。KK0时，评定路段的压实度为不合格。路面平整度主要表示方法有1.单位长度上的最大间隙2.单位长度的间隙积累值3.单位长度内的间隙超过某定值的个数4.路面不平整的斜率5.路面的纵断面6.振动和加速度（将行车舒适感作为评价指标）。3m直尺是用来测定路面平整度的最简单仪器，测定纵向横向不平整度。测量准备工作，连续测量10尺。以行车道一侧车辆轮迹（距车道线80-100cm）作为连续测定的标准位置。影响路面抗滑性能的因素1、轮胎的磨耗量、表面形状及构造2、路面类型、干湿状态温度、车速3、面层结婚料及集料4、路面积冰积雪及其他状态路面滑溜给行车带来的三个危害1、汽车制动距离变长，2、车华危险增大，3、方向控制失灵手工铺沙法测定路面构造深度实验步骤①用扫帚或毛刷子将测点附近的路面清扫干净，面积不小于30cm×30cm；②用小铲装砂沿筒向圆筒中注满砂，手提圆筒上方，在硬质路表面上轻轻地叩打3次，使砂密实，补足砂面用钢尺一次刮平。注：不可直接用量砂筒装砂，以免影响量砂密度的均匀性。③将砂倒在路面上，用底面粘有橡胶片的推平板，由里向外重复做摊铺运动，稍稍用力将砂细心地尽可能的向外摊开，使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中，尽可能将砂摊成圆形，并不得在表面上留有浮动余砂。注意摊铺时不可用力过大或向外推挤；④用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径，取其平均值，准确至5mm。5.重复以上操作同一处平行测定不少于3次，3个测点均位于轮迹带上，间隔3-5m。摆式仪测定路面摩擦系数重复操作5次，并读取每次测定的摆值，即BPN。5次操作中最大最小数值差不大于3BPN否则应检查并重测。路面横向力系数概念：用标准的摩擦力系数测定车测试，当测定轮与行车方向成一定角度且以一定速度行驶时，轮胎与潮湿路面之间的摩擦阻力与接触面积的比值,代号SFC，无量钢。回弹模量：回弹模量是指路基，路面及筑路材料在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比值，回弹模量值愈大，则土基承受外荷载作用的能力就愈大，因此，路面设计中采用回弹模量作为土基抗压强度的指标。贝克曼梁测定路基回弹模量。本方法适用于在土基、厚度小于1m的粒料整层表面，用弯沉仪测定各测点的回弹弯沉值，通过计算求得该材料的回弹模量值的实验；旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。弯沉是指路基或路面表面在规定的标准车作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形（回弹弯沉），以0.01mm为单位。标准荷载单位压力是指在标准碎石上当贯入杆（端面直径50mm的金属柱）达到一定贯入量时的荷载单位压力。贯入量为2.5mm的标准压力为7.0MPa，贯入量为5mm标准压力为10.5MPa。桥梁结构试验的任务、目的和分类任务：1.确定桥梁存在能力及运行条件2.分析桥梁病害产生原因，掌握其变化规律3.对新建改建桥进行竣工鉴定，检查设计的预期效果目的：通过荷载试验，了解桥梁在试验荷载作用下的实际工作状况，判断桥梁结构的安全承载能力和使用条件。对某些理论上难以计算的部分，通过实验分析达到直接了解其受力状态、应力分布规律的目的。分类：1.科学性研究试验2.生产性试验。桥梁结构试验的目的：1.科学研究性试验：1.验证新的结构分析理论，设计计算方法2.微运用和推广新的结构形式，新的建筑工艺积累经验3.微制定新的设计规范提供依据2.生产性试验：1.对新建桥梁进行鉴定2.对既有桥梁进行鉴定桥梁结构试验的分类：按试验目的分为科研性试验和生产性试验原型试验：对象是实际结构或构件，有时也称为实桥试验缺点：费用大，周期长，现场测试条件差等（一般直接为生产服务，但也有以科研为目的）模型试验：仿照真实结构。按照一定的比例关系复制成的真实结构的试验代表物，具有实际结构的全部或者部分特征，但尺寸比原型小的多（科学研究性试验，更需要借助模型进行试验）静力试验：结构试验中最大量最常见的基本试验动力试验：1.测量移动车辆荷载作用下桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度。2.测量桥梁结构的自振特性（或动力特性）桥梁支座：设置在梁板式体系中主梁与墩台之间，其主要功能是将上部结构的各种荷载传递给墩台，并能适应上部结构的荷载，温度变化，混凝土收缩等各种因数所产生的变形（水平位移及转角），使上部结构的实际受力情况符合设计计算图式板式桥梁橡胶支座检验方法：有型式检验，出厂检验和使用前抽检。橡胶支座的极限抗压强度：70MPa（矩形支座）75MPa（圆形支座）。橡胶支座水平位移量的大小主要取决于橡胶片的净厚度。混凝土立方体试件的取样原则：浇注一般体积的结构物（如基础，墩台）时，每一个单位结构应制取2组；连续浇注大体积结构时，每80m3或每一工作班应制取2组。桥梁上部结构主要构件长度在16m以下时，应制取1组；16-30m时，应制取2组；31-50m长时，应制取3组；50m以上者，不少于5组。对小型构件每批或每个工作班至少应制取2组；对于钻孔桩每条至少应制取2组；当桩长在20m以上时，不少于3组；对桩径大，灌桩时间很长时不少于4组。另外，还要根据施工的需要，再制取几组作为拆模，张拉和吊装等施工阶段强度依据钻芯取样法检验混凝土强度中钻取芯样和检查芯样，测定混凝土的劈裂抗拉强度或抗压强度，作为评定结构的主要品质指标。芯样直径应为混凝土所有集料最大粒径的3倍，一般为150mm或者100mm。任何情况下不小于集料最大粒径的两倍。钻芯数量应满足：1）按单个构件检验时，每个构件钻芯样数不少于3个，对于小构件至少应取2样。2）对构件局部区域检验时，应由要求检验的单位确定取芯位置及数量回弹法检验混凝土强度基本原理：回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并以重锤被反弹回来的距离（称回弹值，指反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关指标来推算混凝土强度的一种方法。回弹值的计算计算区平均回弹值时，应从该测区的16个回弹值中提出3个最大和3个最小值，然后将余下的10个回弹值按公式计算荷载试验正式进行前应做好下列准备1．试验孔（或墩、塔）的选择：对多孔桥梁中跨径相同的桥孔(或墩、塔)可选具有代表性的桥孔（或墩、塔）进行加载试验。选择时应综合考虑以下因素：(1)该孔（或墩、塔）计算受力最不利；(2)该孔（或墩、塔）施工质量较差、缺陷较多或病害较严重；(3)该孔（或墩、塔）便于搭设脚手架，便于设置测点或便于实施加载。选择试验孔的工作应与制定计划前的调查工作结合进行。2．搭设脚手架和测试支架3.静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排4.试验人员组织及分工5.其他准备工作：荷载试验的安全设施、供电照明设施、通讯联络设施、桥面交通管制等工作应根据荷载试验的需要提前进行准备。加载法案和测点布置—试验荷载工况的确定简支梁桥：跨中最大正弯矩工况，l/4最大正弯矩工况，支点最大剪力工况，桥墩最大竖向反力工况连续梁桥：主跨跨中最大正弯矩工况，主跨支点负弯矩工况，主跨桥墩最大竖向反力工况，主跨支点最大剪力工况，边跨最大正弯矩工况静载试验效率Ss—静载试验荷载作用下控制界面内力计算值S—控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值μ—按规范采用的冲击系数，平板挂车、履带车、重型车辆，取μ=0ηq—该值课采用0.8~1.05,当桥梁的调查、检算工作比较完善而又受加载设备能力所限，ηq值可采用低限；当桥梁的调查、检算工作不充分，尤其是缺乏桥梁计算资料时，ηq值应采用高限。一般情况下ηq值不宜小于0.95。静载加载分级与控制1.分级控制的原则：当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力荷载工况均分为4~5级当使用载重车加载，车辆称重有困难时也可分为3级加载当桥梁的调查和颜色工作不充分或桥况较差应尽量增多加载分级在安排加载分级时应注意加载过程中其他界面内力亦应逐渐增加，且最大内力不应超过控制荷载作用下的最不利内力2.车辆荷载加载分级的方法：逐渐增加加载车辆数、先上车轻后上重车、加载车位于内力影响线的不同部位、加载车分次装载重物3.加卸载的时间选择：为了减少温度变化对试验造成的影响，加载时间以22点至晨6点，为宜。4.加载分级的计算：根据各荷载工况的加载分级按弹性阶段计算结构各点在不同荷载等级下计算变位（或应变），以便对加载试验过程惊醒分析和控制。计算采用的材料弹性模量，如已作材料试验的用实测值，未做材料试验的可按规范规定取值。残余应变：指材料在施加一定负荷后，其抗压、抗拉强度较高，材料产生的变形很小，材料内部储存有应力而未释放。相对残余应变公式：地基承载力检测方法。桥涵地基的容许承载力可根据地质勘测、原位测试、野外荷载试验以及野外桥涵调查对比，由检验对比分析确定。标准贯入试验三个阶段：1.压实阶段.相当于P-S曲线上的oa段，接近于直线，土中各点剪应力均小于土的抗剪强度，土处于弹性平衡状态，本阶段荷载板的沉降主要由于土的压密变形，a点荷载称为比例界限Pr。2.剪切阶段：相当于P-S曲线上的ab段，地基土中局部范围的剪切应力达到抗剪强度，土体发生剪切破坏，这些区域也称塑性区。b点荷载为极限荷载Pu。3.破坏阶段：相当于bc段，荷载板急剧下沉，即使不增加荷载，沉降也不能稳定，最后在土中形成连续滑动面，土从四周挤出隆起，地基失稳破坏。相对密度。相对密度是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。桩基承载力检测方法：1、静荷载试验(单桩承载力宜通过现场静载试验确定，在同样条件下试桩数目不少于总数1%并不少于3根)2、各桩的动测方法基准点的设置：1、基准点本身不动2、没有被接触或遭破坏的危险3、附近没有震源4.不受直射阳光和风雨干扰5、不受试桩下沉影响基准梁的设置：一般采用型钢优点是有磁性、刚度大、便于加工、形状一致缺点是温度膨胀系数大。因此测试时应保证基准梁一段固定，另一端自由支承，防止基准梁受日光直接照射，基准梁附近不设照明或取暖炉，必要时用隔热材料包裹消除温度影响破坏载重：当试桩全部下沉量已大于40mm，同时这一阶段下沉量大于前一阶段下沉量的5倍，或者这一阶段的下沉量大于前一阶段下沉量的2倍但下沉在24h仍不休止时，其荷载即为破坏荷载。极限载重：在破坏载重前一阶段的累积载重即为极限载重。容许载重：极限载重除以安全系数（规范规定为2）位容许载重。如因结构上对桩的下沉量有特殊要求时，则应按下沉量确定容许载重。