道路土基回弹模量及其在路面结构中及影响
路基回弹模量对路面结构力学性能影响的数值分析

路基回弹模量对路面结构力学性能影响的数值分析本文从基础理论出发,对路基回弹模量对路面结构力学性能的影响进行了数值分析研究。
文中首先介绍了路基回弹模量的基本概念;然后介绍了路基回弹模量对路面结构力学性能的影响,以及路面结构力学性能对路基回弹模量的影响;最后,采用实验方法进行验算,并对研究结果进行了分析,以期对路基回弹模量和路面结构力学性能间的关系进行深入的研究。
一、路基回弹模量的基本概念路基回弹模量是指路基在一定荷载下反弹到正常状态所需要的力。
它具有两个重要特性:一是路基上装载荷载时弹性变形量较小,变形恢复时路面自行回复到原始状态;二是路基弹性变形过程中,能量的损失几乎为零,也就是说,装载一段时间后,路基的弹性变形程度几乎与装载前没有区别。
路基回弹模量的实验测定也十分重要。
根据国家标准规定,使用简单且经济的砂弹簧试验机对路基的弹性模量进行测试,从而获得对应的回弹模量值。
二、路基回弹模量对路面结构力学性能的影响路基回弹模量可以作为一个量化指标表征路面结构的力学性能。
路基回弹模量高度直接影响路基表面的摩擦力、静摩擦角和抗滑系数。
一般规定,路基回弹模量越高,路基抗滑系数也就越大,这样比较符合实际情况。
路基回弹模量还可以反映路面的耐久性能,回弹模量越高,路面的机械强度越大,路面的耐久性就越强。
路面回弹模量可以直接反映路基与路面的某种结合力。
三、路面结构力学性能对路基回弹模量的影响路面结构的力学性能也能直接影响路基回弹模量。
路面结构的强度、稳定性、抗滑性等性能和路基回弹模量之间存在着密切的联系,这些性质大大影响着路基材料的结构强度和弹性模量。
四、验算实验为了证实前述的研究结论,本实验采用了简单的砂弹簧试验,对模拟的路基样本进行了实测。
实验结果显示,随着路面结构力学性能的提高,路基回弹模量也显著增加,路面结构力学性能与路基回弹模量之间具有很强的相关性。
由此可见,路基回弹模量可以作为一个直观和准确的指标评价路面结构力学性能。
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。
土基回弹模量对沥青路面的影响

土基回弹模量对沥青路面的影响在沥青路面的设计和施工中,一个重要的参数是土基回弹模量,它是土壤的一种力学指标,用来衡量土壤回弹的能力。
土基回弹模量的大小会直接影响到道路的稳定性和使用寿命,如果回弹模量过大,会导致路面变形严重,影响行车安全,如果回弹模量过小,会加速路面老化,降低使用寿命。
因此,研究土基回弹模量对沥青路面的影响,对于优化道路设计和施工具有重要意义。
一、土基回弹模量的定义和测试方法土基回弹模量是指土壤经过一定荷载作用后恢复原来高度的能力。
在实际应用中,常用钢球落锤回弹法对其进行测试。
测试过程中,先在路面上放置一个直径为300mm,高度为50mm的试块,然后从0.4m的高度自由落下一个直径为50mm,重量为8kg的钢球,钢球落在试块上后,试块的中心部位会向下压缩一定的距离,钢球反弹离开试块后,试块会由于回弹作用恢复到原来高度的情况下,这根据落锤反弹高度差来确定土基回弹模量的数值。
二、土基回弹模量对沥青路面的影响土基回弹模量是沥青路面稳定性的关键指标之一,它通常与沥青混合料的性质和路面结构设计有关。
由于回弹模量的大小与路面负荷和荷载频率有关,所以在设计路面时需要充分考虑这些因素。
1.路面变形的影响土基回弹模量的大小决定了路面的抗变形能力,大的回弹模量可以提高路面的抗变形能力,减少路面变形,降低路面加速老化的速度。
而小的回弹模量则会降低路面的稳定性,导致路面变形和损坏。
因此,土基回弹模量的大小应根据具体的路面设计要求进行选择,合理的选择将有利于提高路面的使用寿命和稳定性。
2.路面平整度的影响土基回弹模量对于路面平整度的影响也非常显著。
在车辆通过路面时,由于惯性力的作用,当车轮经过路面凸起处时,会降低车速并产生强烈的震动,这对行车安全和驾驶舒适度都有很大的影响。
而路面的平整度则是指路面在水平方向上的平滑度,直接影响到车辆行驶时能否平稳通过。
因此,在路面设计时,需要充分考虑土基回弹模量对路面平整度的影响,通过合理的选择回弹模量以及路面结构设计,提高路面的平整度,从而提高车辆行驶的安全性和驾驶舒适度。
道路土基回弹模量及其在路面结构中的影响

变化对沥青路面与水泥混凝土路面的影响分析 。
1 土基 回弹模量 的确定
1 . 1 承 载 板现 场 实 测法
承载板现场 实测法是在 已建成路基上 ,在不 利季 节 用 大 型承 载板 测 定 土 基 0~0 . 5 mm( 路 基 软 弱时测至 1 m m)的变形压力 曲线 ,通过 3 0 c m 的承载板 , 对土基逐级 加载 、 卸载 的方法 , 测 出每 级荷 载下 的相 应 的土 基 回弹变 形 值 ,排 除显 著 偏 离的回弹变形异常点 , 绘出荷载 P与 回弹变形值 L
P i 、 L i — —承载板各级压强( M P a ) 及其对应的 回弹 变形 值 ( c m) 。 E 。 值大多数呈微 凸形 , 少数( 土较干而密实时) 具有近似线性关系。因而 , 回弹模量值仍是 随着荷 载压力 而减小 的变量 ,应 按路基 实际受 到的压力 ( 或 回弹弯沉 ) 大小来取值 。 但承载板试验至什么情 况结束 , 现在没有统一的做法 。对与干燥 、 中湿状 态路基 的应力 、应变 P~ L曲线基本为线性关系 , E 。 值的变化不 大, 基本是稳定 的。 对高速 、 一级 、 二 级公 路半 刚性基 层 沥青路 面 , 由于路 面较厚 , 模量 较 高, 交通荷载传递到路基的受力往往小于 0 . 1 M P a , 变 形小 于 0 . 3~O . 5 m m。虽 然可 采 用 0 . 1 MP a前 的 应力一应变曲线计算 E 。 值, 但因其应力小 变形小 ,
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道路工程_课题--道路现场质量检测之测定路基路面回弹模量(贝克曼梁)

l检测方法:
★承载板法 适用于在现场土基表面,通过承载 板对土基逐级加载、卸载的方法,测出 每级荷载下相应的土基回弹变形值,经 过计算求得土基回弹模量。所测定的土 基回弹模量可作为路面设计参数使用。
图4-13 承载板试验现场测试装置 1-加劲横梁;2-测力计;3-钢板及球座;4-钢圆筒; 5-加载千斤顶;6-立柱及支座;7-承载板
• 弯沉值的测试方法较多,目前用的最多的 是贝克曼梁法,在我国已有成熟的经验, 但由于其测试速度等因素的限制,各国都 对快速连续或动态测定进行了研究,现在 用得比较普遍的有法国洛克鲁瓦式自动弯 沉仪,丹麦等国家发明并几经改进形成的 落锤式弯沉仪(FWD),美国的振动弯沉 仪等。
l强度和模量
• 土基回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数。随 着对施工质量要求的提高,回弹模量值检测将会作为 控制施工质量的一个重要指标。常用方法:承载板法、 贝克曼梁法、现场CBR法等。
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弯沉值的几个概念: 1.弯沉 弯沉是指在规定的标准轴载作用下,路基或路面表面轮 隙位置产生的总垂直变形(总弯沉)或垂直回弹变形值 (回弹弯沉),以0.01mm为单位。 2.设计弯沉值 根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、 公路等级。面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值。 3.竣工验收弯沉值 竣工验收弯沉值是检验路面是否达到设计要求的指标之 一。,当胳面厚度计算以设计弯沉值为控制指标时,则验 收弯沉值应小于或等于设计弯沉值;当厚度计算以层底拉 应力为控制指标时,应根据拉应力计算所得的结构厚度, 重新计算路面弯沉值,该弯沉值即为竣工验收弯沉值。
l检测方法:
• 落垂式弯沉仪法 • 利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载 测定弯沉,属动态测试,快速连续,但须 用贝克曼梁法进行标定换算。
提高道路土基回弹模量增强道路通行能力

公路水泥混凝土路面设计新规范混凝土板厚度计算示例内容提要本文主要把《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)中的计算每个示例,加上标题、要点、提示,便于学习和查阅。
关键词公路水泥混凝土路面设计规范计算示例示例1 粒料基层上混凝土面板厚度计算要点(弹性地基单层板模型)(2)板底当量回弹模量值 Et=120 MPa;(3)设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=180 KN ;(4)设计厚度0.25m=计算厚度0.24m+0.01m ;示例 2 水泥稳定粒料基层上混凝土面板厚度计算要点(弹性地基双层板模型)(2)板底当量回弹模量值 Et=125 MPa;(3)设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=180 KN;(4)由面板、半刚性基层的弯曲刚度,求出路面结构总想对刚度半径rg,再计算面层、基层荷载、温度应力(下层板温度应力不需计算);(5)设计厚度0.27m=计算厚度0.26m+0.01m ;示例 3 碾压混凝土基层上混凝土面板厚度计算要点(弹性地基双层板模型)(2)板底当量回弹模量值 Et=130 MPa ;(3)设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=250 KN;(4)由面板、半刚性基层的弯曲刚度,求出路面结构总想对刚度半径rg,再计算面层、基层荷载、温度应力(下层板温度应力不需计算);(5)面层与基层竖向接触刚度设夹层取 3000 MPa,不设夹层按式(B.5.2-5)计算;(6)设计厚度0.31m=计算厚度0.30m+0.01m ;示例 4 面层复合板的厚度计算(1) 一级公路 设计轴载累计作用次数 Ne=400×10次 重交通荷载等级; (2) 板底当量回弹模量值 Et=110 MPa ;(3) 设计轴载 Ps=100 KN ;最重轴载 Pm=180 KN ;(4) 先计算出复合板的等效弯曲刚度c D ~、c h ~等效厚度、半刚性基层板的弯曲刚度b D 、路面结构总想对刚度半径g r ,再计算复合板的荷载、温度应力;(5) 计算厚度0.08m 的橡胶水泥混凝土与0.17m 的普通混凝土复合而成的面层满足要求。
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。
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道路土基回弹模量及其在路面结构中及影响道路土基回弹模量及其在路面结构中的影响吴祖德(常州市建设工程施工图设计审查中心,江苏213003)摘要本文介绍道路土基回弹模量确定方法及其自身的影响因素,并经综合分析,对道路土基模量在沥青路面和水泥路面结构中的作用、地位及其影响因素,特别是借鉴对常州地区的沥青路面的综合分析,有助于设计人员进一步经济、合理地搞好道路的路面设计。
关键词土基回弹模量土质含水量压实度季节变化常州情况1 前言我国水泥混凝土路及沥青混凝土路路面的设计方法中,在路面结构设计中路基力学性能参数都是采用的土基回弹模量,它是我国路面设计的重要力学参数,它的确定直接影响到其它参数的选择与结构设计的结果。
由于土基的受力特性是由构成土基的物理性质与土受力时的非线性决定的,所以土基的应力—应变关系呈非线性,它的弹性模量是一个条件变量,是随应力—应变关系改变而变化的。
为了使设计方法不复杂化,必须根据土基在路面结构中的实际工作状态对其非线性的性质作相应的修正或简化处理,再加上受土基物理性质的影响,环境因素的影响,土基回弹模量是一个关于土的类型、含水量、压实度以及荷载类型、作用时间等的复杂函数,使其数值的确定比较困难,尽管多年来不少研究者致力于此方面的研究,但目前仍存在不少问题。
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与水泥混凝土路面的影响分析。
2 土基回弹模量的确定2.1 承载板现场实测法是在已建成路基上,在不利季节用大型承载板测定土基0~0.5mm(路基软弱时测至1mm)的变形压力曲线,通过φ30cm的承载板,对土基逐级加载、卸载的方法,测出每级荷载下的相应的土基回弹变形值,排除显著偏离的回弹变形异常点,绘出荷载P与回弹变形值L的P-L曲线,如曲线起始部分出现反弯应按图1修正原点O,O’则是修正后的原点。
图1 修正原点示意图最后取结束试验前的各回弹变形值按线性回归方值。
法由式(1)计算求得土基回弹模量E()201·4μπ-=∑∑iiLP DE(1) 式中:E 0—相当于各级荷载下的土基回弹模量值(MPa );μ0—土的泊松比,土基一般取为0.35;D —承载板直径(30cm );P i 、L i —承载板各级压强(MPa )及其对应的回弹变形值(cm )。
E 0值大多数呈微凸形,少数(土较干而密实时)具有近似线性关系。
因而,回弹模量值仍是随着荷载压力而减小的变量,应按路基实际受到的压力(或回弹弯沉)大小来取值。
但承载板试验至什么情况结束,现在没有统一的做法。
对与干燥、中湿状态路基的应力、应变P ~L 曲线基本为线性关系,E 0值的变化不大,基本是稳定的。
对高速、一级、二级公路半刚性基层沥青路面,由于路面较厚,模量较高,交通荷载传递到路基的受力往往小于0.1MPa ,变形小于0.3~0.5mm 。
虽然可采用0.1MPa 前的应力—应变曲线计算E 0值,但因其应力小变形小,计算的E 0值分散性大,甚至失真,因此建议采用0.5~1mm 前的曲线计算E 0值比较合理;而当路面较薄,公路等级较低时,路基受力较大,变形就可能达到0.5~1mm 。
因此,应根据实际情况而定。
公路部门多年使用变形到1mm 结束。
2.2 采用弯沉仪测定土基回弯沉值(1)“公路沥青路面设计规范”(JTG D50-2006)5.1.8中的公式如下:()2211012⨯-=αμδODODEK P L (2) 式中: ODL —路基设计弯沉值(0.01mm ); P ,δ—测定车轮胎接地压强(MPa )为0.7 MPa 与当量圆半径(mm )为106.5mm;μ—土基的泊松比。
一般为0.35 α0—均匀体弯沉系数,取0.712; E OD —路基设计回弹模量(MPa );K 1—不利季节影响系数,可根据当地经验确定。
在实测某路段土基回弹模量后,可通过下式确定某路段土基回弹模量设计值: 100/)(K S Z E E a S -= (3)式中:SE 0—某路段土基回弹模量设计值;E 、S —某路段实测土基回弹模量平均值与标准差aZ —保证率系数,高速公路、一级公路为2.0;二、三级公路为1.648;四级公路为1.5;1K —不利季节影响系数,若在非不利季节测定应考虑季节影响系数,并根据当地经验选用。
(2)按《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)附录A 中,先将土基回弹模量计算值(E 0)按式(4)调整到相当于非不利季节的值(E 0’):E 0’= K 1·E 0 (4)式中:K 1—季节影响系数,不同地区取值范围为1.2~1.4,各地可根据经验确定。
土基顶面的回弹弯沉值,按回归 式(5)计算:L 0=9308938.00E(5)式中:E 0—土基回弹模量(MPa )L 0—土基顶面的回弹弯沉计算值(0.01mm ) 根据常州地区,土基回弹模量与弯沉值的计算结果如下:表1 土基回弹模量与弯沉值的计算结果序号 E 0(MPa ) L 0(mm ) K 1 1 15 5.35 1.4 2 20 4.09 1.4 3 22 3.74 1.4 4 26 3.20 1.4 5 30 2.79 1.4 6 32 2.63 1.4 7 34 2.48 1.4 8 40 2.13 1.4 9 60 1.46 1.4 10801.111.42.3 查表法 如江苏省地区根据江苏省所处自然区划图为Ⅳ1、、、Ⅳ1a,摘录列于表2:表2 自然区划各土组土基回弹模量参考值区划稠度c w 土组0.800.901.001.051.101.151.20Ⅳ1 粘性土21.525.5 30.0 32.5 35.0 37.5 40.5 Ⅳ1a粉质土22.026.532.0 35.0 37.5 40.5注:根据表2预测土基回弹模量值,当采用重型击实标准时,土基回弹模量值可较表列数值提高15%~30%。
由表例数据,按土基的不同稠度江苏省土基回弹模量在20 MPa ~40 MPa 之间。
我市的土基回弹模量,根据公路自然区划划分,位于Ⅳ1和Ⅳ1a ,根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)P69页,经整理后详见下表:常州市不同干湿状态下的土基回弹模量值(MPa )表序号 干湿状态黏质土粉质土Wc E0(MPa ) Wc E0(MPa ) 1 干燥 Wc ≥1.10 35.0~40.5 Wc ≥1.05 35.0~40.5 2 中湿 1.10>Wc ≥0.95 30.0~32.5 1.05>Wc ≥0.90 26.5~32.0 3 潮湿 0.95>Wc ≥0.80 21.5~25.5 0.90>Wc ≥0.75 22.0~ 4过湿Wc <0.80(≤15)Wc <0.75(≤15)注:1) Wc 为土的平均稠度值;2)过湿状态的回弹膜量是推算值。
2.4 室内试验法 取代表性土样在室内根据最佳含水量下求得承载板的回弹模量E 0值试验结果,并考虑不利季节和不利年份的影响,乘以折减系数λ。
根据设计路段的路基临界高度及相应的路基干湿类型及土基含水量,确定代表不利季节土基的稠度值,当调查资料不足时,按路基的干湿类型,根据土基稠度参数表3选定λ值:表3 折减系数土基稠度值cwcw ≥0C W0W >c w ≥1C Wcw <1C W折减系数λ0.90.60.72.5 换算法通过现场大型承载板试验测定土基回弹模量E后,并同时测定土基的压实度K、土基稠度Wc以及室内CBR值,建立E与CBR之间可靠的换算关系,从而可以利用K、Wc和CBR值等推算现场土基回弹模量。
各地的关系式均有所差异,这反映了地区性与土性的差异。
2.6历次规范对土基回弹模量的计算公式2.6.1不同规范中弯沉值L0回弹模量E值表,见表4。
表4 不同规范中弯沉值L0回弹模量E值表2.6.2各类规范及各地区经验公式计算的E值MPa及其对比值%表,见表5。
表5 各类规范及各地区经验公式计算的E值MPa 及其对比值%表2.6.3 10种公式的E0—L曲线图,见图2.图2 10种公式的E0—L曲线图3 影响土基回弹模量的因素在路面结构中,土基回弹模量的合理取值至关重要,若土基回弹模量值取得过低,计算的路面厚度将会过厚,而实际土基回弹模量在要求的压实条件下往往超过设计值,自然会造成资金的浪费;若土基参数取值过大,施工中土基回弹模量往往达不到要求,又会引起路面的过早损坏。
所以在工程实践中,应该综合考虑各方面的因素,正确处理其内在的联系,推荐能正确反映土基强度的模量值。
土基回弹模量与土的强度还没有找出关联的公式,故是两个不同的力学参数,请设计中注意!3.1 不同性质土类对土基回弹模量的影响不同的土类会有不同粒径的土颗粒,砂粒成分多的土,强度构成以内摩擦力为主,强度高,受水的影响小,但施工时不易压实。
较细的砂,在渗流情况下,容易流动,形成流砂。
粘粒成分多的土,强度形成以粘聚力为主,其强度随密度程度的不同,变化较大,并随湿度的增大而降低。
粉土类毛细现象强烈,路基路面的强度和承载力随着毛细水上升、湿度增大而下降,在负温度坡差作用下,水分通过毛细作用移动并积聚,使局部土层湿度大幅度增加,造成路基冻胀,最后导致路基翻浆,路面结构层断裂等各种破坏。
归纳为:土作为路基建筑材料,砂性土最优,粘性土次之,粉性土层不良材料,最容易引起路基病害。
3.2 含水量对土基回弹模量的影响经试验(1):①对粉质中液限粘土,试件含水量适度变化,对回弹模量的影响不大。
对中液限粘土,含水量的变化对回弹模量有明显的影响,而且,锤击次数越多,土的压实度越大,相应的回弹模量也越大;②对于同一压实度而言,最佳含水量状态下的土的回弹模量最大;③当含水量大于最佳含水量时,不同土质的压实度与锤击次数的关系是不同的。
通常开始阶段随锤击次数的增加压实度增大,当击实到一定程度时,锤击次数增加,压实度不但不增加反而减小,说明土先逐渐压实,后被扰动。
经试验(2):由于含水量较高时,压实度并不随击实次数的增加而有规律地增加,可以采用静压成型的方法代替击实方法来试验不同含水量状态下土的回弹的变化幅度模量变化:①对于不同路基,饱水前后E差别是相当大的,饱水后的E值下降幅度可达90%;②值与土的塑性指数有一定关系,一般塑性饱水后的E指数大的土,下降幅度就大;③含水量每增加1个百值平均降低11.3%,试验说明含水量对黄土分点,EE有显著影响,故搞清路基所能达到的最高含水量对0于确定土基模量非常重要。
3.3 压实度对土基回弹模量的影响压实度是影响土基回弹模量的重要因素。
对于城市快速路、主干路的填土路基,路床顶面下0~80cm 要求压实度达到96%、95%,路床顶面下80~150cm 要求压实度达到94%、93%。
充分压实的土基可以发挥土基的承载强度,减小土基和路面在车轮荷载作用下产生的形变,增强土基的水稳定性和强度稳定性,有效地延长路面的使用寿命。