1 路基路面压实度试验

📦 环刀法 / 灌砂法 压实度综合计算
依据 JTG 3450 (T0921 / T0923-2019) 测定原状土干密度及压实质量
湿密度与干密度换算
\rho_0 = \frac{m_w}{V} \qquad \rho_d = \frac{\rho_0}{1 + 0.01w}
压实度计算公式
K = \frac{\rho_d}{\rho_{dmax}} \times 100\%
⚡ 现场速算:干密度与压实度
参数解析:
$\rho_0$ — 现场挖出试样的湿密度(g/cm³),由湿土质量 $m_w$ 除以试坑体积 $V$ 得到。
$\rho_d$ — 现场实际干密度(g/cm³),修约精确至 0.01 g/cm³。
$w$ — 现场测定的材料含水率(%)。
$\rho_{dmax}$ — 室内标准击实试验得出的最大干密度(g/cm³)。
$K$ — 压实度百分比,精确至 0.1%。
📋
路基压实度评定标准 (JTG F80/1 重型击实):
高速/一级公路要求:上路床(0~0.3m) $\ge 96\%$;下路床(0.3~0.8m) $\ge 96\%$;上路堤(0.8~1.5m) $\ge 94\%$;下路堤(>1.5m) $\ge 93\%$。

2 弯沉检验 (Deflection)

📐 贝克曼梁法 (BZZ-100标准车)
依据 JTG 3450 T0951-2019 测定路面在车轮荷载下的垂直变形
回弹弯沉值算式
L = (L_1 - L_2) \times 2
沥青路面 20℃ 温度修正公式
L_{20} = L_t \times K \qquad K = e^{0.046(20 - t)}
⚡ 现场速算:弯沉及温度修正 (沥青面层)
参数释义:
$L$ — 回弹弯沉值(0.01mm)。
$L_1, L_2$ — 车轮中心临近时最大百分表读数与车轮驶过一定距离后的终读数(0.01mm)。
$L_{20}, L_t$ — 标准 $20^\circ C$ 及现场实测温度 $t^\circ C$ 时的弯沉值。
$K$ — 沥青面层厚度 > 5cm 时的温度修正系数。
🔨 落锤式弯沉仪(FWD)
模拟快速行车动荷载 T0953-2019
评定路段代表弯沉值
L_r = \overline{L} + Z_\alpha \cdot S
参数说明:
$L_r$ — 评定路段的代表弯沉值(0.01mm)。
$\overline{L}, S$ — 测区内各点弯沉的算术平均值与标准差。
$Z_\alpha$ — 保证率系数,高速/一级公路通常取 2.0,二级公路取 1.5。

3 平整度测试 (Smoothness)

🚗 国际平整度指数 (IRI) 与 3m直尺法
依据连续式平整度仪与人工直尺规程测算
连续仪均方差转 IRI 经验公式
IRI = 0.6 + 0.046 \times \sigma
指标说明:
$\sigma$ — 连续式平整度仪测得的高程标准差(mm)。
$IRI$ — 国际平整度指数(m/km)。高速公路沥青面层交工验收要求 IRI $\le 2.0\text{ m/km}$。
3m直尺法:测定两支撑点间的最大间隙 $h$(mm)。沥青面层要求最大间隙 $\le 3\text{mm}$。

4 抗滑摩擦系数与构造深度

🏖️ 铺砂法宏观构造深度 (Texture Depth)
依据 JTG 3450 T0961-2019 评定路面排水及宏观粗糙度
体积/面积算式推导结果
TD = \frac{V}{\pi (D/2)^2} = \frac{31831}{D^2} \quad (\text{当 } V=25\text{mL})
⚡ 现场速算:构造深度 (TD)
参数解析:
$TD$ — 路面构造深度(mm),保留两位小数。
$D$ — 将 25mL 细砂摊平后的平均圆面直径(mm,取两个垂直方向直径的平均值)。
🔄 摆式仪法摆值 (BPN)
依据 T0964-2019 测定路面微观抗滑性能
标准温度换算
BPN_{20} = BPN_t + (t - 20) \times \Delta
规范要点:
$BPN_{20}$ — 换算为 $20^\circ C$ 时的摆值。
温度修正差值系数 $\Delta$ 近似为极坐标修正,通常现场经验中每升高 1℃ 约衰减一定的摆值量。高速公路规范验收要求 BPN $\ge 45$。

5 结构层厚度测定

📡 短脉冲地质雷达法 (GPR)
依据 JTG 3450 T0913-2019 无损厚度检测
层厚与介电常数换算
h = \frac{c \cdot t}{2\sqrt{\varepsilon_r}} \qquad \varepsilon_r = \left(\frac{c \cdot t}{2h_{\text{芯样}}}\right)^2
参数说明:
$h$ — 面层厚度(mm)。
$t$ — 电磁波在结构层中的双程传播时间(ns)。
$c$ — 电磁波在真空中的光速常数,取 300 mm/ns。
$\varepsilon_r$ — 介电常数,由实地钻取的芯样厚度 $h_{\text{芯样}}$ 进行雷达回波速度反演标定。

6 路基强度与 CBR

💪 加州承载比 (CBR)
依据 T0134-2019 测定材料抵抗局部荷载压入的能力
承载比界定公式
CBR_{2.5} = \frac{p_{2.5}}{7000} \times 100\% \qquad CBR_{5.0} = \frac{p_{5.0}}{10500} \times 100\%
取值判定法则:
计算贯入度为 2.5mm 和 5.0mm 时的 CBR 值。一般取 $CBR_{2.5}$ 作为报告值。
若 $CBR_{5.0} > CBR_{2.5}$,应重做试验。若重做后依然如此,则取 $CBR_{5.0}$ 作为结果。
📏 刚性承载板回弹模量
评定土基或粒料层的整体承载刚度
土基回弹模量泊松公式
E_0 = \frac{p \cdot D}{l} \cdot \frac{\pi}{4} \cdot (1 - \mu^2)
参数解析:
$E_0$ — 回弹模量(MPa)。
$p, l$ — 承载板上的压强(MPa)及对应的回弹变形(mm)。
$D$ — 承载板直径(标准为 300mm)。$\mu$ 为泊松比(土基取 0.35)。

7 渗水试验 (Permeability)

💧 路面渗水系数测定
依据 T0971-2019 评估路面表层水体下渗速率
标准时段下渗量计算
C_w = \frac{V_2 - V_1}{t_2 - t_1} \times 60 = \frac{400}{t_{500} - t_{100}} \times 60
参数与规范限制:
$C_w$ — 渗水系数(mL/min)。
$t_{100}, t_{500}$ — 水量下降至 100mL 与 500mL 刻度时对应的时间(s)。
高速公路密级配沥青混凝土(如 AC)要求 $C_w \le 120\text{ mL/min}$;SMA 要求 $\le 80\text{ mL/min}$。