城市道路土基回弹模量设计值的确定因素土基回弹模量
土基回弹模量的确定方法
二、土基回弹模量的确定方法回弹模量是指路基、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。
车辆荷载通过路面传至土基的垂直压力，使土基产生一定程度的竖向位移变形，假定土基为均质的弹性体，在圆形垂直均布荷载作用下，在应力与应变成直线关系时，可用弹性理论来建立荷载与变形之间的关系式：式中：Lr——路表距离荷载中心袖为r某点处的垂直位移，亦称弯沉值,cmP——圆形垂直均布荷载，MPa；E。
——土基回弹模量，MPa；δ——圆形均布荷载面积半径，m；u——土的泊松系数，取o. 35；a——竖向位移系数，是r／δ的函数, r／δ＝0时，a＝1；r／δ=1．5时，a＝o 356。
由上式看出；在一定的车轮荷载作用下，土基的回弹模量E0值越大，所产生的回弹弯沉值L r就越小。
这标志着土基的承载能力大，抵抗变形的能力强。
土基的强度可用若干指标来表达(如抗剪强度、CBR值、回弹模量等)。
我国是以路表设计弯沉值作为路面整体强度的设计控制指标。
由式(2-7-15)或三层体系理论分析可知，影响路表弯沉的主要因素是路基的强度，70％~95％的弯沉取决于路基。
因此采用土基回弹模量Eo来表示土基的强度。
土基回弹模量确定可以通过现场实测、室内实验法、换算法或通过经验公式计算确定的查表法。
1．现场实测：在不利季节，在已竣工的路基上，用承载板通过逐级加荷卸载的方法测出每级荷载的回弹变形值，并采用间弹变形Lo＝0.5~1mm的测定值，参考各地经验的综合式(2-7-16)计算土基回弹模量。
或用弯沉仪测定土基回弹模量值。
详细操作及计算可按《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059—95)中T0944一95规定、《公路沥青路面设计视范》(JTJ014-97)中表8执行。
Eo＝2430L0-0.7(2-7-16) 1．内实验法：按最佳含水量下制备三组土样试件，测得不同压实度与其相对应的回弹模量值，绘成压实度与回弹模量曲线；查图求得标准压实度条件下土的回弹模量值。
路基顶面回弹模量确定的新方法
路基顶面回弹模量确定的新方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1路基顶面回弹模量确定的新方法——学习新的《公路沥青路面设计规范》征求意见稿笔记吴祖德（常州市建设工程施工图设计审查中心，江苏常州 213002）内容提要新的《公路沥青路面设计规范》征求意见稿，对路基顶面回弹模量值的确定，改变了现有规范采用的方法，提出了新方法。
本文详细介绍了新的规范征求意见稿中，对路基顶面回弹模量值的确定方法，并与现规范的方法进行比较，供技术人员在学习中参考。
关键词征求意见稿路基顶面回弹模量的确定0 前言路基土的回弹模量是沥青路面结构力学响应分析的重要参数之一。
现规范与新规范征求意见稿对路基顶面回弹模量的要求、测试及有关规定的区别，列表如下：表1 现规范与新规范征求意见稿对路基顶面回弹模量的要求、测试及有关规定的区1 三轴试验测试路基土的回弹模量路基土回弹模量主要受其应力状况、物理状况（含水量与密实度）和材料性质三方面的因素的影响。
对于处于特定状态（一定含水量和密实度值）的各类路基土来说，影响其模量的主要因素便是应力状况。
在不同的交通等级下，以及不同的路面类型和结构组合中，路基土的应力状况是不相同的，故其模量值也是不一样的。
因而，路基土的模量参数的测试方法和指标值取用，一方面要遵循反映材料基本特性的要求，另一方面则要与结构应力—应变分析时所选用的方法和条件相一致。
我国现行沥青路面设计规范中，采用“室内试验法（小承载板法）”及“现场实测法（承载板法或贝克曼梁法）”来确定路基模量，而室内小承载板试验中试件的受力状况与现场路基上的应力状况并不一致，并且这种测试方法仅适用于静态模量标定，这些都影响了路基回弹模量取值的科学性和合理性。
所以经过对我国各种路面结构中路基土的受力水平进行分析，制定出了更加合理的室内三轴重复加载测试回弹模量的方法与取值标准。
（注：①可参阅附后的“粒料与路基土室内回弹模量试验测试方法草案”；②该试验方法：对圆柱体试件施加一个固定幅度、加载试件（路基—,粒料基层/底基层—）和循环周期（一般取）的轴向重复荷载。
土的回弹模量计算(道路工程)
土的回弹模量计算根据《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008），现计算土的回弹模量如下：1、承载板法测定土的回弹模量计算资料见表1：承载板试验数据表1根据表中数据，舍去回弹变形大于1mm的数据，绘出p-L曲线如图1所示：图1 承载板实验荷载-变形曲线根据规范，由于曲线起始部分出现反弯，故应进行原点修正，并进行直线拟合，如图2所示：图2 原点修正图由图2读的各级荷载作用下图的回弹变形值如表2所示：各级荷载对应的土的回弹变形值表2由公式E0=πD4(1−μ02)∑p i∑L i计算得：E0=π×3004×(1−0.352)×(0.02+0.04+0.06+0.08+0.10)(17+31+43+58+73)×10−2=27.93(MPa)式中：E0——土基回弹模量D——刚性承载板直径，规定为30cmμ0——土基泊松比，取为0.35∑p i——回弹变形小于1mm的各级荷载单位压力总和∑L i——各级荷载单位压力作用下，回弹变形小于1mm的回弹变形总和2、 贝克曼梁弯沉试验法测定土的回弹模量 2.1计算资料见表3：贝克曼梁弯沉试验数据 表32.2计算全部测定值得算术平均值L̅、单次测量的标准差S 0和自然误差r 0 L̅=∑L iN=172 S 0=√∑(L i −L̅)2N −1=23.31r 0=0.675S 0=0.675×23.31=15.73式中： L̅——回弹弯沉的平均值（0.01mm ） S 0——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ） r 0——回弹弯沉测定值的自然误差（0.01mm ） L i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ） N——测点总数2.3计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值d i =L i −L̅，并计算较大的偏差值与自然误差值之比d i r 0⁄，计算值如表3所示，由表可知：max (di r 0⁄)=2.73＜3.2，故所有测点数据均有效。
城市道路路面设计中的土基回弹模量值
城市道路路面设计中的土基回弹模量值吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要在城市道路路面设计中，应综合诸多因素来确定设计的土基回弹模量值。
本文介绍土基回弹模量的确定方法，供设计人员参考。
关键词土基回弹模量城市道路0 前言我国道路路面设计方法中，路基力学性能参数都是采用的土基回弹模量，它是我国路面设计中的重要力学参数，它的确定直接影响到其他参数的选择与结构设计的结果。
本文主要叙述对土基回弹模量的确定及其变化对沥青路面路基工作区的影响分析。
1 设计土基回弹模量确定因素分析1.1 首先是根据规范要求，不能低于要求的设计值1.1.1《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）注：要求路床应处于干燥或中湿状态。
1.1.2《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）1.1.3《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）1.2 根据设计工程所在地区所处自然区划查表法估计土基回弹模量参考值如江苏省在自然区划Ⅳ1、Ⅳ1a，摘录列于表5中：经整理后见下表：表6 江苏省不同干湿状态下的土基回弹模量值注：1）c W 为土的平均稠度值；2）过湿状态的回弹模量是推算值 （图1）。
图1 过湿状态的回弹模量是推算值1.3 由于城市道路的路床顶面的80cm 范围大部分接近于地下水位，路基土均处于过湿状态，路基土的土基回弹模量均为15MPa 左右，不能作为设计所用的土基回弹模量值，均要经过处理后，才能达到设计采用值，并结合路床土在路基工作区范围，要求达到规定的压实度要求，一般采用翻挖回填压实，采用6%石灰土处理。
对土基进行处理时，处于过湿状态假定E 0=15MPa ，当用20～100cm6%石灰土处理时，经计算得出处理层顶面的弯沉值，再经换算成顶面的土基回弹模量值，见下表：表7 常州地区6%灰土处理地基厚度值计算表表8常州地区各种设计土基回弹模量值的6%石灰土处理厚度表按此处理方法，当路基工作区（规范要求的压实深度）为80cm时，则土基回弹模量值已经达到34MPa，已经满足于《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）的要求，不应小于30MPa和不应小于20MPa的要求。
土基回弹模量
第六章新建路面设计与计算一、章节内容分析本章涉及的内容有土基与路面材料强度指标，双层体系路面厚度计算，沥青路面厚度计算，路面结构层弯拉应力验算。
此章节内容难度较大，应适当放慢授课速度。
二、教学目的掌握三层体系路面厚度计算；三、教学原则教师为主导，学生为主体，循序渐进四、教学方法讨论法，讲授法，理论联系实际法五、教学结构重点：1.路面材料抗压回弹模量的确定；2.双层体系路面厚度计算；3.三层体系路面厚度计算；难点：1.土基回弹模量，路面材料抗压回弹模量的确定；2.现行沥青路面厚度计算。
授课时数：6课时第一节土基与路面材料强度指标土基的强度可用若干指标来表达，我国是以路表设计弯沉值作为路面强度的设计控制指标，因此采用土基回弹模量E0来表示土基的强度。
土基回弹模量的确定可通过现场实测、室内实验法或通过经验公式计算确定。
（一）路表材料抗压回弹模量的确定1.基层材料测定法（1）压入承载板（2）弯沉测定法（3）顶面法2.反算法第二节双层体系路面厚度计算（一）双层体系弯沉的计算我国目前生产的汽车驱动轮大多数是由两个双轮组成，比较符合双圆图式的实际情况，双圆均布垂直荷载下双层弹性体系表面弯沉的理论计算公式为：L=2ρδαi／E0L：轮系中心处的路表弯沉值(cm)ρ:均布荷载(Mpa)δ:标准轴载单轮传压面当量圆半径(cm)αi：理论弯沉系数，它是h／δ和E0／E1的函数。
E0：土基回弹模量按双层体系表面弯沉的理论计算公式所得的弯沉值，与路上实际测定的弯沉值有一定的偏差，因此，需要进行一定的修正，在理论公式中加入一定的修正系数F，实际计算弯沉公式为：L S=2ρδαiF／E0F：为实测路表弯沉值L s与理论计算弯沉值L1之比，及F= L S／L1=αs／α1（二）双层体系路面厚度计算步骤1.确定路面设计弯沉值；2.确定土基回弹模量；3.确定路面材料回弹模量值；4.计算实际弯沉系数5.计算综合修正系数6.计算理论弯沉系数7.求算路面厚度。
路基路面回弹模量
设计规范
《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）： 规定了公路路基设计时应考虑的回弹模量等 技术指标。
《城市道路设计规范》（CJJ 37-2012）：规 定了城市道路路基路面设计时应考虑的回弹 模量等技术指标。
05 路基路面回弹模量与路面 性能的关系
回弹模量与路面平整度
回弹模量是衡量路基 路面刚度的指标，与 路面平整度密切相关。
03 路基路面回弹模量的测试 方法
静态回弹模量测试
1 2 3
测试原理
通过在一定形状和尺寸的钢制压模上施加恒定的 垂直压力，测量压模的下沉量，从而计算出材料 的回弹模量。
测试步骤
将压模放置在平整的路面上，施加预压力使压模 与路面紧密接触，然后逐级施加标准压力，每次 施加后记录压模的下沉量。
测试优点
回弹模量的大小取决于材料的组成、结构和密度等因素，同时也受到温度、湿度 等环境条件的影响。
回弹模量的重要性
回弹模量是路基路面设计的重要参数，直接影响着路面的 使用性能和寿命。如果回弹模量过低，会导致路面出现裂 缝、车辙等损坏，影响行车安全。
通过检测路基路面回弹模量，可以评估路面的承载能力和 使用状况，为路面的维修和养护提供依据。
增加压实次数
通过增加压实次数，提高路基路面的密实度和整体强 度。
控制压实温度
在适宜的温度范围内进行压实，避免因温度过高或过 低影响压实效果。
优化压实设备
选用先进的压实设备，提高压实效率和质量，确保路 基路面的平整度和稳定性。
温湿度控制
控制施工环境温度
01
在适宜的温度范围内进行施工，避免因温度过高或过低影响路
回弹模量与路面耐久性
路面耐久性是指路面在使 用寿命期限内保持良好性 能的能力。
城市道路路面设计中的土基回弹模量值
城市道路路面设计中的土基回弹模量值吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要在城市道路路面设计中，应综合诸多因素来确定设计的土基回弹模量值。
本文介绍土基回弹模量的确定方法，供设计人员参考。
关键词土基回弹模量城市道路0 前言我国道路路面设计方法中，路基力学性能参数都是采用的土基回弹模量，它是我国路面设计中的重要力学参数，它的确定直接影响到其他参数的选择与结构设计的结果。
本文主要叙述对土基回弹模量的确定及其变化对沥青路面路基工作区的影响分析。
1 设计土基回弹模量确定因素分析1.1 首先是根据规范要求，不能低于要求的设计值1.1.1《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）注：要求路床应处于干燥或中湿状态。
1.1.2《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）1.1.3《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）1.2 根据设计工程所在地区所处自然区划查表法估计土基回弹模量参考值如江苏省在自然区划Ⅳ1、Ⅳ1a，摘录列于表5中：经整理后见下表：表6 江苏省不同干湿状态下的土基回弹模量值注：1）c W 为土的平均稠度值；2）过湿状态的回弹模量是推算值 （图1）。
图1 过湿状态的回弹模量是推算值1.3 由于城市道路的路床顶面的80cm 范围大部分接近于地下水位，路基土均处于过湿状态，路基土的土基回弹模量均为15MPa 左右，不能作为设计所用的土基回弹模量值，均要经过处理后，才能达到设计采用值，并结合路床土在路基工作区范围，要求达到规定的压实度要求，一般采用翻挖回填压实，采用6%石灰土处理。
对土基进行处理时，处于过湿状态假定E 0=15MPa ，当用20～100cm6%石灰土处理时，经计算得出处理层顶面的弯沉值，再经换算成顶面的土基回弹模量值，见下表：表7 常州地区6%灰土处理地基厚度值计算表表8常州地区各种设计土基回弹模量值的6%石灰土处理厚度表按此处理方法，当路基工作区（规范要求的压实深度）为80cm时，则土基回弹模量值已经达到34MPa，已经满足于《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）的要求，不应小于30MPa和不应小于20MPa的要求。
土的回弹模量计算(道路工程)
土的回弹模量计算根据《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008），现计算土的回弹模量如下：1、承载板法测定土的回弹模量计算资料见表1：承载板试验数据表1路基土类为粘性土，泊松比为0.35承载板试验（MPa）回弹变形（0.01mm）0.02 150.04 310.06 420.08 560.10 770.15 1160.20 1710.25 1620.30 205根据表中数据，舍去回弹变形大于1mm的数据，绘出p-L曲线如图1所示：图1 承载板实验荷载-变形曲线根据规范，由于曲线起始部分出现反弯，故应进行原点修正，并进行直线拟合，如图2所示：图2 原点修正图由图2读的各级荷载作用下图的回弹变形值如表2所示：各级荷载对应的土的回弹变形值表20.02 0.04 0.06 0.08 0.1017 31 43 58 73由公式计算得：式中：土基回弹模量刚性承载板直径，规定为30cm土基泊松比，取为0.35回弹变形小于1mm的各级荷载单位压力总和各级荷载单位压力作用下，回弹变形小于1mm的回弹变形总和2、贝克曼梁弯沉试验法测定土的回弹模量2.1计算资料见表3：贝克曼梁弯沉试验数据表3 测点回弹弯沉（0.01mm) di=Li-L(mm) di/r01 177 5 0.322 151 -21 -1.343 193 21 1.344 159 -13 -0.835 1786 0.386 144 -28 -1.787 152 -20 -1.278 158 -14 -0.899 198 26 1.6510 171 -1 -0.0611 147 -25 -1.5912 215 43 2.7313 207 35 2.2314 158 -14 -0.892.2计算全部测定值得算术平均值、单次测量的标准差和自然误差式中：——回弹弯沉的平均值（0.01mm）——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm）回弹弯沉测定值的自然误差（0.01mm）各测点的回弹弯沉值（0.01mm）测点总数2.3计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值，并计算较大的偏差值与自然误差值之比，计算值如表3所示，由表可知：，故所有测点数据均有效。
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城市道路土基回弹模量设计值的确定因素土基回弹模量城市道路土基回弹模量设计值的确定因素
吴祖德
（常州市建设工程施工图设计审查中心）
内容提要城市道路设计规范规定，在不利季节，路基顶面设计回弹模量值，对于快速路和主干路不应小于30Mpa ；对于次干路和支路不应小于20MPa 。
除设计应满足此规定外，确定路基顶面设计回弹模量值时，还应与某些要求相结合考虑，本文综合叙述有关因素的考虑，供设计。
关键词城市道路土基回弹模量确定因素
1 原状路基顶面回弹模量值的确定
常州地区，按查表法，根据江苏省所处自然区划图为Ⅳ1、、、Ⅳ1a ，摘录列于表1：
根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-xx）P69页，经后详见下表：
表2 常州市不同干湿状态下的土基回弹模量值（MPa ）表
由上表可知，根据不同土质、稠度，土基回弹模量在20MP a ～40MPa 之间。
由于城市道路路面设计标高受条件限制，常离地下水位较近，以及季节性土基含水量的影响，常处于过湿状态，就是土基回弹模量的设计值为15MPa 。
2 常州地区各种设计土基回弹模量值的6%石灰土处理厚度
对土基进行处理时，处于过湿状态假定E 0=15MPa，当用20～100cm6%石灰土处理时，经计算得出处理层顶面的弯沉值，再经换算成顶面的土基回弹模量值，见下表：
注：《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-xx）要求土基回弹模量值应大于30MPa ，重交通、特重交通
公路土基回弹模量值应大于40MPa 。
3 各级沥青路面在不同土基回弹模量值时的设计累计标准轴次值
注：增加交通量累计轴次值是土基回弹模量增加值的2.80-5.30倍。
当提高土基回弹模量设计值后，就可以满足高一级别道路的设计累计标准轴次值，也就是与原设计相比，提高土基回弹模量值，不增加路面厚度，就可以提高较多的设计累计标准轴次值。
4 结合路基区要求确定设计土基回弹值
根据各级沥青路面路基工作区深度和现行规范挖方路基压实深度的综合要求，一般路基工作区深度要求为80cm ，重型要求为120cm （注：见公路路基设计规范）。
《城市道路路基设计规范》（CJJ 194-xx）4.6.2 土质路基压实度不应低于表4.6.2的规定。
注：表中数值均为重型击实标准。
其中对零填及挖方路基所要求的压实度深度的要求，实际上就是体现为路基工作区深度的要求。
根据路基工作区深度的计算，城市次干路、支路零填及挖方路基的压实深度为0.3m ，是远不能满足路基工作区深度的要求的。
《公路路基设计规范》（JTG D30-xx）3.2.3 中表3.2.3路床压实度要求：
表7 路床压实度要求（表3.2.3）
注：1. 表列压实度系按现行《公路土工试验规程》（JTG E40）重型击实试验所得最大干密度求得的压实度。
2. 当三、四级公路铺筑沥青混凝土路面和水泥混凝土路面时，其压实度应采用二级公路压实度标准。
城市道路均为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，次干路、支路参照三、四级公路的路床压实度标准，压实深度可取为80cm ，压实度标准可取同主干路为0
～0.3为95%，0.3～0.8为93%。
表8 常州市各设计土基回弹模量值的6%石灰土处理厚度表（按土基处于过湿状态）小结：
1. 为达到设计土基回弹模量值，进行土基石灰土处理，除达到设计的土基回弹模量值外，同时加深了路基工作区。
按《城市道路路基设计规范》（CJJ194-xx）4.3.8 5 ??路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，压实度不得小于本规范表4.6.2中“零填及挖方路基”的规定值。
这说明原状土的密实度较小，一般只有80%左右，要超挖并分层回填压实，才能满足规定的压实度要求。
那么按工作区深度超挖了，又进行掺石灰土处理，提高了土基回弹模量值，是一举二得的事。
2. 土基处理6%石灰土层下做20cm 原槽翻挖掺3%石灰土，是按《城市道路路基设计规范》（CJJ194-xx）4.
3.8 5 地基表面层应碾压密实。
在一般土质地段，快速路和主干路基底的压实度（重型）不应小于90%；次干路和支路不应小于85%。
这是为了保证其上层回填土能达到设计压实度要求的措施。
3. 结合路基工作区深度要求，常州市沥青路的土基设计回弹模量应确定为不小于30MPa 到34MPa 为宜。
5 结束语
1. 在常州地区选择各级沥青道路的土基回弹模量设计值，在满足规范要求同时，应考虑能满足路基工作区的要求，也就是挖方路段的翻挖压实深度要求；
2. 为满足路基工作区深度的要求，比规范提高的设计土基回弹模量值，同时也提高了设计累计标准轴次值，是一举二得；
3. 提高设计土基回弹模量值，可减薄路面结构厚度，达到所需的设计累计标准轴次值。
应注意，由于路面结构厚度的减薄，会带来在相同轴载时（如100KN ），比原有路面结构厚度时，路基工作区深度会增加。
内容仅供参考。