第二章 路基土的特性及设计参数

第二章路基土的特性及设计参数

小组讨论

讨论一：路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法：1）用简化布辛尼斯克公式进行计算；2）用层状体系计算软件计算，请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。

答：荷载大小对工作区深度的影响：由工作区深度计算公式可知：Za=√(3&KnP/γ)。荷载大小与工作区深度成正比。因此荷载越大，工作区深度越深。

不同路面结构对工作区深度的影响：路面结构的强度和模量远大于路基土，路面材料的容量也不同于路基土。路面结构的存在，使轮载传递到路基顶面的附加应力显著减小。因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载，路面结构与路基工作区组成了道路的工作区，也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。因此路面结构的厚度越大，道路工作区的深度也就越小。

应力计算方法对工作区深度的影响：（1）路基工作区深度的计算，布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多，轴重100KN时，n=5相差为1743.25px；n=10相差为2618.5px；轴重120KN时，n=5相差为1932.99px；n=10相差为2947.25px。（2）根据“公路低路堤设计指南”提出的情况，布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小，而层状体系

理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度为大。（3）根据“公路低路堤设计指南”规定n=10，在采用层状体系理论公式后，采用n=5或n=10为宜，尚需再论证。

讨论二：请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用，如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。

答：路基顶面综合模量E：即路基回弹模量。用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。

路基反应模量K：使用温克勒（E. Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。温克勒地基又称为稠密液体地基。路基反应模量K相当于该液体的相对密度，路面板受到的路基反力相当于液体产生的浮力。

结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K：

1、快速路和主干路路基顶面设计回弹模量值不应小于30MPa；次干路和支路不应小于20MPa；当不满足上述要求时，应采取措施提高回弹模量。

2、路基设计中，应充分考虑道路运行中的各种不利因素，采取措施减小路基回弹模量的变异性，保证其持久性。

3、道路路基应处于干燥或中湿状态；对潮湿或过湿路基，必须采取措施改善其湿度状况或适当提高路基回弹模量。