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道路与桥梁检测技术实验

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道路与桥梁检测技术实验 - PowerPoint PPT Presentation


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道路与桥梁检测技术实验. 课程简介. 道路与桥梁检测技术是土木类道路与桥梁专业方向所开设的一门重要的专业课,是本学科教育教学过程中一个不可缺少的重要环节。它融实验检测基本理论、实际测试操作技能及相关学科基础知识于一体,是工程实际参数选择、施工质量控制、施工验收评价、养护处理决策的重要依据。 学生通过实验教学可以提高实际操作能力,对我们的学生从课本理论到生产实际做一些积极的引导。另外,对那些今后准备从事科研工作的学生,我们通过实验课来进一步的培养他们分析问题、解决问题的能力,增强学生的创新意识。为以后从事科学研究和技术开发打下坚实的基础。.

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课程简介
  • 道路与桥梁检测技术是土木类道路与桥梁专业方向所开设的一门重要的专业课,是本学科教育教学过程中一个不可缺少的重要环节。它融实验检测基本理论、实际测试操作技能及相关学科基础知识于一体,是工程实际参数选择、施工质量控制、施工验收评价、养护处理决策的重要依据。
  • 学生通过实验教学可以提高实际操作能力,对我们的学生从课本理论到生产实际做一些积极的引导。另外,对那些今后准备从事科研工作的学生,我们通过实验课来进一步的培养他们分析问题、解决问题的能力,增强学生的创新意识。为以后从事科学研究和技术开发打下坚实的基础。
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实验一 沥青路面回弹弯沉值测定

实验内容:

用贝克曼梁法测量沥青路面的回弹弯沉值。

实验要求:

了解弯沉仪的使用原理;了解如何用所测弯沉值对强度进行指标评定:掌握弯沉测试的方法:正确计算回弹弯沉值。

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实验目的与意义

1. 利用弯沉仪量测路面表面在标准试验车双后轮垂直静载作用下轮隙处的回弹弯沉值,用作评定路面强度的指标。

2. 根据实测所得的路面材料的回弹弯沉值,按照弹性半空间体理论的垂直位移公式,可以计算出路面材料的回弹模量。

3. 通过对路面结构分层测定所得的回弹弯沉值,根据弹性层状体系垂直位移理论反算路面各结构层的材料模量。

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主要仪器与设备

1. 路面弯沉仪:由铝合金制成, 支座上有水准泡,其

前臂(接触路面) 与后臂(装百分表)长度比为2 :1。

目前的弯沉仪长度有两种:一种长5.4m, 另一种长

3.6m。要求刚度好,重量轻,精度高,灵敏度高和

使用方便。

2. 实验用的标准汽车。根据行驶在道路上的主要车型

选用。

3. 百分表,量程为10mm , 并带有百分表支架。

4. 皮尺,长30-50mm。

5. 其它工具和物品:如千斤顶、加载用重物、花杆、

手旗、口哨、油漆、粉笔、记录板、记录表、方格

纸、铅笔和扳手等。

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实验准备工作

1. 检查测量用标准汽车的车况,确定其刹车性

能良好,轮胎符合规定的充气压力。

2. 汽车加载。以砂石、砖等材料或铁块等重物

加裁。注意堆放稳妥。

3. 称量汽车后轴总质量P。

4. 测定轮胎接地面积。

5. 计算后轮的单位面积压力及相当圆直径。

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实验准备工作

6 . 测量选定路段。可在行车带每隔50-100m 选一测点。

并记录测点里程、位置。

7. 在仪器组合完毕时,检查弯沉仪百分表的灵敏情况。

8. 测定沥青路面时,应使用路表温度计测量实验时的

路表温度及气温。

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实验步骤

弯沉值测定一般都采用“前进卸荷法”:

(1) 将实验用汽车的一侧后轮(一般均使用左后轮)停于测点上。也可以双侧同时测量。

(2) 迅速在此一侧后轮的两轮胎空隙中间安置弯沉仪测头,调平弯沉仪。梁臂与测头不得碰到轮胎。为了得到较精确的弯沉值,测头应置于轮隙中心前3-5cm处。

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实验步骤

(3) 调整百分表。使百分表有一个出读数(读数一般为4-5mm即可) 。

(4) 指挥汽车缓缓驶离测点, 开始百分表将随路面变形的增加而向前转动, 当表针转动到最大值时,迅速在百分表上读取出读数d1。汽车继续向前行驶, 表针反向回转,当汽车缓缓驶离测点至影响半径(不小于3m) 范围以外, 百分表指针稳定(即每分钟指针变动小于0.02m)后,读取数值比。汽车前进速度应在5km/ h左右。

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结果整理与分析

1. 填写回弹弯沉测量记录表

2. 计算回弹弯沉测量的结果

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实验二 用承载板测量土基回弹模量实验

实验内容:

用承载板测量土基回弹模量。

实验要求:

要求掌握承载板的试验目的及方法,并能正确进行测定:能正确地计算出回弹模量,并绘制出荷载与变形曲线:最后能对被测路段提出强度评价。

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实验目的与意义

通过承裁板法加荷试验以评定路面结构或土基、整层路面材料的力学性质。

(1) 利用承裁板对土基或整层材料进行加荷试验所得到的荷载与变形关系曲线,按照刚性板作用下弹性半空间体垂直位移理论公式,计算土基或路面材料的回弹模量:

(2) 利用承载板法对路面结构分层测定其荷载与变形关系曲线, 按照刚性承载板作用于弹性层状体系的垂直位移近似公式反算路面各结果层材料回弹模量。

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主要实验仪器

(1) 加载用实验车辆

(2) 刚性承载板一套

(3) 液压千斤顶一台

(4) 弯沉仪(附千分表)或其它测量器具两套。

(5) 水平尺、吊锤、秒表及2m长钢卷尺各1个,3m直尺l根,温度计(量气温)和半导体点温计(测量路表温度)各1支。

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主要实验仪器

(6) 硬度较高、尺寸均匀的砂子(如粒径0.25-0.5mm,或0.3-0.6mm)一小桶。

(7) 接高千斤顶的圆筒或圆柱体(铁质的或硬木的)数块。

(8) 小十字铺、小铁铲等用作开挖或平整的工具各一把。

(9) 花杆、皮尺、标点油漆、粉笔、安全标志等。

(10) 快硬早强水泥或高标号水泥和促凝剂。

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实验步骤

1. 预定需加的总单位压力,并将其分为6-7个等分,然后将第一份等分, 再一分为二,作为每级施加的单位压力。

2 . 用预定的板上总荷载进行1-2次预压。过一分钟后调整测力环里的百分表以及测形变的千分表到零点。

3. 测定各级荷载下的回弹形变: 施加第1级荷载,待荷载作用达一分钟时,记录千分表的读数。同时卸去荷载。让形变恢复,过30秒后,记录千分表的读数施加第2级荷载,同前待荷载作用达一分钟时,记录千分表的读数,并卸去荷载。卸荷后达30秒时,记录千分表的读数,并施加第3级荷载。如此逐步进行,直至记录下卸去最后一级荷载后的回弹形变。

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实验步骤

4. 开走汽车至5m以外,再次记录千分表的读数。此读数与汽车未开走时最后一次读数之差,为汽车后轴重对承载板回弹形变的总影响量。

5. 校正各级荷载下回弹形变:各级荷裁下记录得到的回弹形变加相应的影响量。

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结果整理与分析

1. 填写承载板实验记录表

2. 完成实验报告

3. 要求列出实验记录,正确计算出回弹棋量,并绘出压力与变形(P- Lt)曲线,对被测路段给出强度评价。

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实验三 摆式仪测定路面抗滑值

实验内容:

用摆式仪进行测定,计算路面摩擦系数。

实验要求:

要求掌握抗滑性能的测试方法及所用仪器的工作原理及操作方法, 根据测量结果对路面抗滑指标进行评定,并写出实验报告。

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实验目的与意义

汽车在道路上高速行使时,如果车轮与路面之问的抗滑力很小,容易产生车辆滑溜事故,特别是潮湿状态下的沥青路面,制动距离增长,若同时紧急制动或转向,更容易发生安全事故。为了保证汽车安全高速行驶,道路表面必须具有足够的抗滑能力。路面抗滑性能通常是汽车轮胎与路面之间的摩擦系数表征。表征路面抗滑性能的指标很多,我国目前采用的一定车速条件下的纵向摩擦系数或制动距离作为路面抗滑能力的指标。

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主要实验仪器

(1) 摆式仪一台,形状及结构如图4-1所示,摆及摆的连接部分总质量为(1500土30g, 摆动中心至摆的重心距离为(410 +5) mm,测定时摆在路面上滑动长度为(126+1)mm,摆上橡胶片端部距摆动中心的距离为508mm,橡胶片对路面的正向静压力为(22.2+0.5)N

(2) 洒水壶一把,橡皮刷一把,标准尺一支,温度计一支。

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实验准备

(1) 选点:在测试路段上,沿行车方向的左轮轮迹,选有代表性的五个测点,每一测点相距约5-10m;

(2) 调平仪器:将仪器置于测点上,并使摆的摆到J方向与行车方向一致。转动调平螺栓,使水准泡居中;

(3) 调零:放松固定把手,转动升降把手,使摆升高并能自由摆动,然后旋紧把手;将摆向右运动,按下释放开关,此时指针。应被拨至刻度150处c,按下释放开关,使摆向左运动,并带动指针向上运动。当摆达到最高位置,然后再下落时,用手将摆杆接住,此时指针应指“0” 。否则,可稍微旋紧或放松调节螺母,重复本项操作,直至指针指零。

(4) 标定滑动长度

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实验步骤

(1) 水浇洒路面,并用橡皮刷来回刷刮,以便洗去泥浆。

(2) 洒水,并按下释放开关,使摆在路面上滑过,指针即可指示出路面的摩擦系数值。

(3) 当摆向回摆动时, 用左手接住摆杆, 右手提起升柄,使滑块升高。并将摆向右运动,使摆上的卡环卡入释放开关。

(4) 重复2、3 项,测定五次,记录每次的数值。

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结果整理与分析

1. 路面摩擦系数测定记录表

2. 完成实验报告

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实验四 路面平整度测试方法

实验内容:

用连续式平整度仪进行测定。用3mm直尺进行测定。计算出最大偏差及均方差。

实验要求:

要求掌握连续式平整度仪和3m直尺的测定方法,根据测定结果,计算出最大偏差及均方差,对路面平整度指标进行评定。

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实验目的与意义

路面平整度是评定路面使用品质的重要指标之一。它直接关系到行车的安全、人员的舒适以及车辆的行驶能力和营运经济性, 并且影响路面的使用年限。

测定路面平整度指标,一是为了检查并控制路面施工质量,验收路面工程;二是根据测定的路面平整度指标以确定养护或修理计划。

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主要实验仪器

1. LXPL-2型连续式路面平整度仪

2. 三米直尺

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准备工作

1. 当为施工过程中质量检测需要时, 测试地点根据需要确定, 可以单杆检测。

2. 当为路基、路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时, 应首尾相接连续测量10尺。除特殊需要外,应以行车道一侧车轮轮迹(距车道线80~100 cm)带作为连续测定的标准位置。

3. 对旧路面已形成车辙的路面,应取车辙中间位置为测定位置,用粉笔在路面上作好标记。

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注意事项

1. 在施工过程中检测时, 按根据需要确定的方向, 将3m 直尺摆在测试地点的路面上。

2. 目测3m直尺底面与路面之间的问隙情况,确定间隙为最大的位置。

3. 用有高度标线的塞尺塞进间隙处, 量记最大问隙的高度, 精确至0.2 mm。

4. 施工结束后检测时,按现行《公路工程质量检验评定标准的规定, 每1处连续检测10尺,按上述步骤测记1 0个最大间隙。

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实验五 铰接板梁桥受力实验

实验内容

测量由无横隔梁的五片T形梁(翼缘板间铰接)组成的单孔简支梁桥模型,在下列情况下,各片梁的支点反力、跨中弯矩及跨中与点的挠度。

1. 单个集中力分别作用于五片梁的跨中;

2. 单个集中力分别作用于五片梁的1/4处:

根据实验数据,计算荷载作用下饺接板梁桥的横向分布系数。验证荷载横向分布原理的合理性。

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实验目的

1. 增强对铰接板(梁) 桥基本构造特征,以及肋、板、铰接构造和支座的功能与作用等的感性认识;

2. 深化理解荷载作用下, 钱接板(梁) 桥结构构件中的传力过程以及该桥型的受力特点及内力分布情况;

3. 计算荷载作用下的横向分布系数, 验证荷载横向分布原理的合理性;

4. 培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力。

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实验要求

1. 实验前应熟悉实验内容, 复习并掌握与本实验有关的《桥梁工程》课程教学内容.

2. 熟悉实验仪器、仪表和加载设备等的使用方法与操作规程, 在模型的指定部位安装仪表和施加荷载.

3. 按前述所列实验内容逐项加载, 每项重复加载两次, 每次加载前及加载后均应记录仪表读数.

4. 整理分析实验数据,分别根据弯矩、挠度及反力,计算单个荷载作用时铰接板梁桥的荷载横向分布系数及其沿桥跨方向的变化情况,并与理论计算结果进行对比分析。

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实验模型结构

铰接板梁桥模型由五片T形梁横向铰接而成。将其简支在桥台上。桥台与底座用螺栓连接在一起。T形梁与桥台用有机玻璃制作。T形梁翼缘板间连接为拴销构造。

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实验步骤

1. 量测模型各部的几何尺寸,标出荷载和测点位置;

2. 确定模型材料的弹性模量、剪切模量、泊松比,以及材料的力学指标如:屈服强度、极限强度、标准强度和设计强度等;

3. 选则并粘贴应变片,选择并安装百分表;

4. 接线;

5. 安设加载设备、并进行调试和标定;

6. 调试和标定仪器、仪表, 检查线路;

7. 进行试验

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实验结果处理

1. 两次继续加载的平均值与初加荷载之差作为计算荷载, 与之相应的应变、挠度、反力的平均值与初始值之差,分别作为计算荷载作用下的应变、挠度和应力。

2. 相应于每一种荷载工况,分别根据弯矩、挠度及反力,计算铰接板梁桥的荷载横向分布系数;并与理论值进行对比分析。

3. 按荷载工况所计算的荷载横向分布系数, 绘制横向分布系数沿桥跨方向的变化曲线,并与实验处理方法作对比分析。实测弯矩M,可由实测应变ε求得。

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撰写实验报告

实验报告的主要内容有;

1. 实验小组组别、成员及分工;

2. 实验日期和提交实验报告日期;

3. 实验名称、目的、内容与要求;

4. 主要量测仪器、仪表、设备和测试方案与方法;

5. 荷载工况与加载程序;

6. 模型结构构造、加载位置及测点布置简图;

7. 实验步骤简述;

8. 实验原始数据记录;

9. 实验结果。

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