【技术实现步骤摘要】
一种便携式路基原位动回弹模量测试装置及方法
[0001]本专利技术属于道路工程
，涉及一种便携式路基原位动回弹模量测试装置及方法。
技术介绍
[0002]路基模量具有显著的应力依赖特性，在不同的应力状态下其模量存在显著差异。基于这一特性，可以预见路基在修筑阶段(无路面结构和行车荷载)与运营阶段(有路面结构和行车荷载)的模量必定存在较大区别，且路基设计模量在本质上应为路基运营期模量。当前，路基修筑完成后通常需要结合模量(弯沉)测试来评价路基施工质量，而传现场统测试方法(承载板、贝克曼梁、PFWD)在测试时将均将路基视为线弹性体系，且大多忽略了路面结构荷载效应，由此将导致测试结果并不能表征运营期路基实际力学特性。
[0003]为解决这一问题，可在路基模量测试中同步施加路面结构约束，而如何准确模拟路面结构约束则成为了首要难题。按照现有高速公路路面结构75cm计算，其静载大小约为20kPa，若加载范围取2m2，则所需约束荷载高达4吨，这使得开发相应的测试仪器面临自重大、不便携、研制难度高等难题。
技术实现思路
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式路基原位动回弹模量测试装置，其特征在于，包括：静载施加装置，所述静载施加装置包括环形的外环加载板(4)，外环加载板(4)的顶部连接静载气缸(6)的伸缩端，静载气缸(6)安装于外环加载板(4)上方的车架(11)底部，外环配重装置(10)放置在车架(11)上，作为外环荷载施加的反力架；动载施加装置，所述动载施加装置包括圆形的加载板(3)，加载板(3)安装于外环加载板(4)的中间，外环加载板(4)与加载板(3)的底部平齐，加载板(3)的顶部中间与动载气缸(7)的输出端连接，动载气缸(7)安装于内环配重装置(9)的底部；内环配重装置(9)置于内环反力架(8)顶部，内环反力架(8)置于车架(11)的上方，内环反力架(8)底部对称安装有内环伸缩支腿(2)，为内环反力架(8)提供重力支撑；内环伸缩支腿(2)能够将内环反力架(8)和车架(11)进行分离，避免内环动载和外环静载间的相互干扰；数据采集装置，所述数据采集装置安装于加载板(3)的底部中心和外环加载板(4)外部的路面，所有传感器以直线形排列。2.根据权利要求1所述一种便携式路基原位动回弹模量测试装置，其特征在于，所述加载板(3)的直径为15～25cm，外环加载板(4)的外径为30～50cm，加载范围0～3kN，加载调节级位为0.10kN/级，加载荷载40～60kPa，装置总重量0.6～0.8吨。3.根据权利要求1所述一种便携式路基原位动回弹模量测试装置，其特征在于，所述内环反力架(8)放置内环配重装置(9)的位置向上凸起，为动载气缸(7)提供足够的安装空间，动载气缸(7)的伸缩端贯穿车架(11)。4.根据权利要求1所述一种便携式路基原位动回弹模量测试装置，其特征在于，所述数据采集装置包括高精度位移传感器(15)，加载板(3)的底部中心位置安装有高精度位移传感器(15)；动载气缸(7)与水平设置的传感器钢梁(12)固定连接，传感器钢梁(12)上均匀设有多个高精度位移传感器(15)，使得所有高精度位移传感器(15)以直线形排列。5.根据权利要求3所述一种便携式路基原位动回弹模量测试装置，其特征在于，所述加载板(3)和外环加载板(4)靠近路面的一面均安装有柔性橡胶垫(5)，所述高精度位移传感器(15)通过弹簧(14)紧紧压在路基表面。6.根据权利要求1所述一种便携式路基原位动回弹模量测试装置，其特征在于，所述内环伸缩支腿(2)的下端安装有车轮(1)。7.一种便携式路基原位动回弹模量测试方法，其特征在于，采用如权利要求1所述便携式路基原位动回弹模量测试装置，包括以下步骤：S1，确定路基现场测试点位，要求点位附近路基表面平整；将路基原位动回弹模量测试装置置于测点上方，按设定的加载序列于加载板(3)和外环加载板(4)上施加荷载，获取基于不同加载序列或应力状态下的实测回弹弯沉；S2，基于S1采集的各加载序列或应力状态下的实测回弹弯沉，结合机器学习算法反演反映路基土非线性特性的关键参数；S3，基于S2得到的路基非线性关键参数，构建包含实际路面结构的考虑路基非线性有限元模型，计算路面表面位移响应；根据弯沉等效原则获取实际设计路面结构及行车荷载作用下的等效模量，即实现动回弹模量修正。8.根据权利要求7所述一种便携式路基原位动回弹模量测试方法，其特征在于，所述S1，包括以下步骤：
S11，将路基原位动回弹模量测试装置置于测点上方，通过调节内环伸缩支腿(2)至内环反力架(8)与车架(11)完全...
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