[发明专利]基于半球形压头承载板的新铺道路模量测试方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于半球形压头承载板的新铺道路模量测试方法及系统。所述测试方法包括：在土基上利用半球形压头承载板进行逐级加卸载测试，确定各级土基回弹变形量；根据各级土基回弹变形量确定土基回弹模量；在土基之上铺筑每层新的道路结构层，在未摊铺新的道路结构层前，利用半球形压头承载板进行逐级加卸载测试，确定原结构当量半无限空间体模量；在新道路结构层摊铺后，利用半球形压头承载板进行逐级加卸载测试确定各级新铺道路结构层回弹变形量；根据原结构当量半无限空间体模量及各级新铺道路结构层回弹变形量确定新铺路面结构层的回弹模量。采用本发明所提供的测试方法及系统能够避免应力突变集中现象，提高新铺道路模量的计算精度。

技术领域

本发明涉及公路路基路面现场测试领域，特别是涉及一种基于半球形压头承载板的新铺道路模量测试方法及系统。

背景技术

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，同时也是道路结构本构方程中的重要参数，路面设计中采用回弹模量作为土基及各结构层的设计指标；新铺道路模量包括土基回弹模量以及新铺道路各结构层的回弹模量。

对土基而言，现有技术中常采用现场承载板法进行现场测试从而控制施工质量；现场承载板法通过一块刚性平板承载板对土基进行逐级加卸载测试，测得每级荷载下对应的土基回弹变形值，然后计算求得土基回弹模量；但是由于现有的承载板为刚性平板，不可避免的当承载板承受荷载时，在承载板周围接触边缘不可避免的存在应力突变集中的现象，会对测试结果造成影响。对于这一现象，现有力学手段仍难精确描述分析，从而使现有测试方法得到的道路回弹模量值仍为近似解，回弹模量的计算精度低。

针对现场承载板法存在的问题，现有技术常采用落锤式弯沉仪对新铺道路各结构层模量进行现场测试，然后通过反算程序计算得到各层结构模量；但是由于反算问题复杂，虽然落锤式弯沉仪已出现很久，但学界对于反算程序始终无法统一意见，而且落锤式弯沉仪使用昂贵，对于新铺道路各结构层的回弹模量的快速测定、施工质量评价仍难以推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于半球形压头承载板的新铺道路模量测试方法及系统，以解决现有的回弹模量测量设备测量成本高，且无法快速测定新铺道路各结构层的回弹模量、施工质量评价仍难以推广使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于半球形压头承载板的新铺道路模量测试方法，包括：

在土基上利用半球形压头承载板进行逐级加卸载测试，确定各级土基回弹变形量；

获取各级土基不同的所述半球形压头承载板的第一压头荷载以及半球形压头承载板直径；

根据所述各级土基回弹变形量、所述第一压头荷载以及所述半球形压头承载板直径确定在土基各级不同的所述第一压头荷载下的土基回弹模量；

在土基之上铺筑每层新的道路结构层，在未摊铺新的道路结构层前，利用所述半球形压头承载板进行逐级加卸载测试，确定原结构当量半无限空间体模量；

在新道路结构层摊铺后，再次利用所述半球形压头承载板进行逐级加卸载测试，获取各级新道路结构层不同的所述半球形承载板的第二压头荷载；

根据所述第二压头荷载确定各级新铺道路结构层回弹变形量；

获取新铺结构层厚度；

根据所述原结构当量半无限空间体模量、所述第二压头荷载、所述各级新铺道路结构层回弹变形量以及所述新铺结构层厚度确定新铺路面结构层的回弹模量；所述新铺道路模量包括土基回弹模量以及新铺路面结构层的回弹模量。

可选的，所述在土基上利用半球形压头承载板进行逐级加卸载测试，确定各级土基回弹变形量，具体包括：