T 0955—2019超声回弹法测试水泥混凝土路面抗弯强度方法

1适用范围

1.1本方法适用于采用回弹仪、超声波检测仪在现场对水泥混凝土路面按综合法快速测试，并利用测强曲线方程推算混凝土的抗弯强度，不作为仲裁试验或工程验收使用。

1.2本方法不适用于下列情况的水泥混凝土：

(1)隐蔽或外露局部缺陷区。

(2)裂缝或微裂区(包括路面伸缩缝和工作缝）。

(3)路面角隅钢筋和边缘钢筋处，特别是超声波与钢筋方向相同时。

(4)距路面边缘小于100mm的部位。

2仪具与材料技术要求

(1)超声波检测仪：具有良好的稳定性，具有示波屏显示及手动游标测读功能。显示应清晰稳定，声时范围应为0.5～9999μs,测试精度为0.1μs;声时显示调节在20～30μs范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0.2μs。超声波在空气中传播的计算声速与实测声速值相比，误差为±0.5%。

(2)换能器：为厚度振动形式压电材料，其频率在50～100kHz范围内，实测频率与标称频率相差不大于±10%。

(3)耦合剂：采用易于变形，有较大的声阻，有较好黏性且不流淌的材料，通常采用黄蜡油、凡士林等。

(4)回弹仪：回弹仪应符合本规程T 0954的有关要求。

(5)手持砂轮。

(6)其他：油污清洗剂、毛刷、抹布等。

3方法与步骤

3.1准备工作

(1）确认水泥混凝土的密度为1.9～2.5g/cm³,板厚大于100mm,龄期大于14d,强度已达到设计强度80%以上，环境温度为-4～40℃。

(2)按照本规程T 0954的有关规定进行回弹仪的率定。

(3)布置测区和测点：

①按照本规程T 0902规定的方法确定测试的混凝土板。均匀布置10个测区，每个测区不宜小于150mm×550mm,测试面应清洁、干燥、平整，不得有蜂窝、麻面，对浮浆和油垢以及粗糙处应清洗或用砂轮片磨平，并擦净残留粉尘。

②每个测区的测点宜在测区范围内均匀分布(图T 0955-1）,但不得布置在气孔或外露石子上，相邻两测点的距离不宜小于30mm。

图T 0955-1回弹值测点分布图(尺寸单位：mm）

3.2测试步骤

(1)回弹值测试按本规程T 0954的方法用回弹仪对每个测区的16个测点进行回弹值测试。

(2)超声声时值测量：

①在进行回弹值测试的同一测区内布置三条测轴线(图T 0955-2）作为换能器布置区。

图T 0955-2换能器布置图(尺寸单位：mm）

②在换能器放置处抹上耦合剂，测量超声声时时，耦合剂应与建立测强曲线时所用的耦合剂相同。

③将换能器分别放置在轴线I的测点1及测点2处，换能器与路面混凝土应充分接触，耦合良好，发射和接收两换能器直径与测轴线重合，边缘与测距线相切。超声波仪振幅应调至规定振幅(25～30mm）。测读声时为t ₁,准确至0.1μs。

④放置于测点1处的换能器不动，将放置于测点2处的换能器移至测点3处，再测读声时为t ₁₂,准确至0.1μs。

⑤按上述方法测量测轴线Ⅱ、Ⅲ,分别测得声时为t ₂₁、t ₂2、31、t 32。

4数据处理

4.1按式(T 0955-1）～式(T 0955-4）计算测区的超声波声速，准确至0.01km/s。

Vi1=350/ti1

Vi2=450/ti2

Vi=(VI1+Vi2)/2

V=(V1+V2+V3)/3

式中：va——第i条测轴线测点1与测点2间350mm测距声速(km/s),i=1~3;

V₂——第i条测轴线测点1与测点3间450mm测距声速(km/s),i=1～3;

v;——第i条测轴线平均声速(km/s),i=1~3;

v——测区平均声速(km/s）;

t ;——第i条测轴线350mm测距声时(μs）;

t ₂——第i条测轴线450mm测距声时(μs）。

当三条测轴线平均声速v;中有两条测轴线平均声速与测区的平均声速v之差都超过测区平均声速的15%时，该测区测试结果无效，应重新选择测区测试。

4.2混凝土抗弯强度推算

(1)专业测强曲线的确定：

取用与路面混凝土相同的原材料，设计几种不同水灰比的混凝土配合比(一般设计4种配比，其中包括路面施工时的配合比),对每种配比成型150mm×150mm×550mm的梁式试件(不少于6个),在标准条件下养护28d后，按上述方法进行超声及回弹测试，并按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JT GE30—2005）进行抗弯强度试验，再用二元非线性方程按式(T 0955-5）回归，确定回归系数，得出测强曲线方程，相对标准误差e应不大于12%。

Rf=aVbecN

式中：Rf——混凝土抗弯强度(MPa）;

V——超声声速(km/s）;

N——回弹强度值；

e——自然常数；

a.b、c——回归系数。

相对标准误差按式(T 0955-6）计算：

式中：er——相对标准误差(%）;

R′ fi——第i块试件实测抗弯强度(MPa）;

Rfi——第i块试件由超声、回弹推算的抗弯强度(MPa）;

n——试件数(按单块计）。

(2)混凝土路面抗弯强度推定：

①每一段(或子段）中每一幅为一个单位作为抗弯强度评定对象。

②评定抗弯强度第一和第二条件值按式(T 0955-7）、式(T 0955-8）计算：

Rn1=1.18(Rₙ-m·Sₙ)

Rn₂=1.18(Rfi)min  

式中：R——抗弯强度第一条件值(MPa）,准确至0.1MPa;

R₂——抗弯强度第二条件值(MPa）,准确至0.1MPa;

S,——抗弯强度标准差(MPa）,按式(T 0955-9）计算，准确至0.1MPa; 

R,——抗弯强度平均值(MPa）,按式(T 0955-10）计算，准确至0.1MPa;

n——测区数；

m——合格判定系数值，当n=10～14时，m=1.70;当n=15～24时，m=1.65;当n≥25时，m=1.60。

(3)按式(T 0955-11）以第一条件值及第二条件值中的小者作为混凝土抗弯强度评定值Rɴ。

R=min{R,R₂(T 0955-11)

式中：R——混凝土抗弯强度评定值(MPa),准确至0.1MPa。

5报告

本方法应报告下列技术内容：

(1)测试位置信息(测试位置、测区数量等）。

(2)测强曲线、平均弯拉强度、标准差、抗弯强度第一条件值、抗弯强度第二条件值、抗弯强度评定值。

条文说明

超声回弹法测试路面水泥混凝土弯拉强度时，应按式(T 0955-5）建立专用测强曲线，当按本规程规定方法建立专用测强曲线方程有困难时，可选用式(T 0955-12）或式(T 0955-13）进行计算，但需进行验证，用于验证的试件不得少于10组(每组3个试件）。将制作的试件在标准条件下养护28d后，按本规程规定方法进行超声及回弹测试，按式(T 0955-12)或式(T 0955-13）计算弯拉强度R,然后按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JT GE30—2005）进行抗弯强度试验测得实测弯拉强度R′,代入式(T 0955-6）进行计算，若所得相对误差e≤14%,则可采用此公式进行计算。

(1)水泥品种为矿渣水泥时：

R=kv⁰·2348e0.02646N(T 0955-12)

(2)水泥品种为普通水泥时：

R₁=kv⁰.3541e⁰.02334N(T 0955-13)

式中：k——修正的回归系数，按式(T 0955-14）和式(T 0955-15）确定。

当水泥品种为矿渣水泥时：

当水泥品种为普通水泥时：

(T 0955-14)

(T 0955-15)

式中：N,——第i块试件修正后的回弹值。

经验证(验证试件不得少于10组，每组3个试件),若e≤14%,也可直接选用式(T 0955-16）或式(T 0955-17）计算。

(1)水泥品种为矿渣水泥时：

R=1.39v⁰.2348e⁰.02646N(T 0955-16)

(2)水泥品种为普通水泥时：

R=1.22⁰.3541e⁰.02334N(T 0955-17)