道路土基回弹模量及其在路面结构中的影响
城市道路路面设计中的土基回弹模量值
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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。
路基路面答案(01-10)_简答题
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公路工程试验检测试卷库《路基路面试验检测》试题答案(第01卷)五、简答题1.土方路基、基层、沥青面层压实质量控制指标是什么?这些指标又是如何定义?1.路基、基层(除填隙碎石外)、沥青面层压实质量控制指标是压实度,填隙碎石基层为固体体积率。
对于路基及基层(除填隙碎石外),压实度是指工地实际达到的干密度与室标准击实试验所得的最大干密度的比值;对于沥青路面,压实度是指现场达到的密度与室标准密度的比值。
固体体积率是指固体体积与总体积的比值。
2.请论述灌砂法测定压实度的主要过程。
2.(1)选择适宜的灌砂筒;(2)标定灌砂筒下部圆锥体砂的质量;(3)标定量砂的单位质量;(4)在试验地点选择平坦表面,打扫干净;(5)将基板放在干净的表面上,沿中心凿洞,凿出的材料放入塑料袋,该层材料全部取出后,称总质量。
(6)从材料中取样,放入铝盒,测定其含水量;(7)将基板放在试坑上,将灌砂筒安放在基板中央(筒砂质量已知),打开开关,让砂流入试坑,不再流时,关闭开关,小心取走灌砂筒,称剩余砂的质量。
(8)计算压实度。
3.请论述沥青路面弯沉评定方法。
3.计算评定路段的代表弯沉:L r=L +ZαSL r——评定路段的代表弯沉;L——评定路段经各项修正后的各测点弯沉的平均值;S——评定路段经各项修正后的全部测点弯沉的标准差;Zα——与保证率有关的系数。
弯沉值修正:(1)如在非不利季节测定时,应进行季节修正;(2)沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过(20±2)℃围时,应进行温度修正。
当弯沉代表值L r不大于设计要求的弯沉值(竣工验收弯沉值)时得满分;大于时得零分。
4.根据“评定标准”规定,可以用于沥青混凝土面层抗滑性能测试的方法有哪些?并简述各方法的测试原理。
4.测定方法有:铺砂法,摆式仪法,横向力系数测定车法。
铺砂法原理:将已知体积的砂,摊铺在所要测试路表的测点上,量取摊平覆盖的面积。
砂的体积与所覆盖平均面积的比值,即为构造深度。
道路土基回弹模量及其在路面结构中的影响
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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)
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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。
路基路面回弹模量检测
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承载板法测定土基回弹模量
(一)目的及适用范围 本方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。测定的土基回弹模量可作为路面设 计参数使用。
路基土和含土路面材料的回弹模量与其含水量和 密实度有关。因此,测定最好在不利季节进行(不利 季节:南方为雨季,北方为春融季节)。如在非不利 季节进行测定,则应人工创造不利条件,即使土或 路面材料的含水量接近不利季节的含水量。
土基的回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数 ,我国现有规范已给出了不同的自然区划和土质的回 弹模量值的推荐值,但由于土基回弹模量的改变将会 影响路面设计的厚度,所以建议有条件时最好直接测 定,而且随着施工质量的提高,回弹模量值的检验将会 作为控制施工质量的一个重要指标
测定回弹模量的方法,目前国内常用的主要有:承 载板法、贝克曼梁法和其他间接测试方法(如贯入仪测 定法和CBR测定法)、室内杠杆压力仪法等
加 载
(二)仪具与材料 1、标准车:按前述规定选用。 2、路面弯沉仪:由贝克曼梁、百分表及表架组成。 弯沉采用百分表量得。 3、路表温度计:分度不大于1℃。 4、其他:皮尺、口哨、粉笔、指挥旗等。
(三)试验方法与步骤 (1)试验前准备工作 ⑴选择洁净的路面表面作为测点,要在测点处作好 标记并编号 ⑵无机结合料粒料基层的整层试验段(试槽)应 符合下列要求: ①整层试槽可修筑在行车带范围内或路肩及其他合 适处,也可在室内修筑,但均应适用于汽车测定弯 沉。 ②试槽应选择在干燥或中湿路段处,不得铺筑在软 土基上。
当某个测点观测值的 值大于下表中d/r极限值
时则应舍弃该测点,然后重复上述的步骤计算所 余各测点算术平均值(L)及标准差(S)。
提高道路土基回弹模量增强道路通行能力
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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。
城市道路路面设计中的土基回弹模量值
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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。
路基回弹模量对沥青路面结构受力的影响
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路基回弹模量对沥青路面结构受力的影响苏红敏【摘要】针对不同的路基回弹模量,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、面层内剪应力与压应力、基层底拉应力等沥青路面结构受力参数伴随路基回弹模量变化的趋势.分析结果表明:路基回弹模量对路表弯沉和基层底拉应力影响比较大,对面层剪应力和压应力影响较小,较高的路基回弹模量可有效提高路面的结构承载力和疲劳寿命,改善路面使用性能.【期刊名称】《内蒙古公路与运输》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】3页(P4-6)【关键词】路基回弹模量;路面性能;应力分析【作者】苏红敏【作者单位】新疆交通规划勘察设计研究院,新疆乌鲁木齐830006【正文语种】中文【中图分类】U416.1路基是路面结构物的基础,大量实践表明,常常出现的路面损坏现象,大部分是由于路基强度不足、稳定性变差造成的。
由此可见,设计和构筑一个坚实、均匀、稳定的路基,提高路基抗变形能力,对保证公路路面结构具有良好使用品质与经济效益具有重要意义。
早在20世纪60年代,我国的道路设计者就提出了“强基薄面稳土基”的路面结构设计理论,确定以回弹模量作为评价路基强度和稳定性的力学指标[1]。
路基回弹模量是我国沥青路面结构组合设计和结构层厚度设计中的一个重要参数,模量大小是否适宜不仅影响工程造价,而且关系道路的使用品质[2]。
笔者采用壳牌公司基于层状弹性体系理论开发的路面应力分析软件BISAR3.0(bitumen stress analysis in road),分析了路基回弹模量对路表弯沉、面层内剪应力及压应力、基层拉应力等路面结构受力参数的影响,找出了这些参数随路基回弹模量变化规律,为沥青路面设计提供一些理论基础。
1 路面结构方案的选定半刚性基层具有良好的强度、刚度和稳定性,可作为路面结构的主要承载体,并且具有工程投资少、设计方法和施工工艺成熟等特点,是我国典型的路面结构。
结合近些年新建高速公路、一级公路半刚性基层沥青路面结构方案,本文采用的半刚性基层沥青路面结构方案各结构层组合及材料参数如表1所示[3]。
论土基回弹模量变化对路面设计的影响
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论土基回弹模量变化对路面设计的影响土基回弹模量是路面设计的主要参数之一,是影响路面结构厚度的敏感参数之一,在路面结构设计中能否取用合适的土基回弹模量值,关系到路面机构的安全性和经济型。
标签:土基回弹模量;路面设计土基回弹模量是一个关于土的类型、含水量、压实度以及测定方法的复杂函数,由于我国路面设计方法中采用的土基强度设计值是在最不利季节下测得的回弹模量值,它并没有考虑一年中各种实际情况变化对土基强度的影响,从这个意义上来说,根据土基回弹模量变化进行路面设计具有着重要意义。
1 土基回弹模量与路面设计土基回弹模量是路面设计的主要参数之一,且影响路面结构厚度的敏感参数之一,在路面结构设计中能否取用合适的土基回弹模量值,关系到路面机构的安全性和经济型。
影响土基回弹模量的因素很多,主要有:土质、压实度、含水量、试验方法、加荷方式等。
固定土质种类的情况下,土基回弹模量值随着含水量和密度的变化而变化,特别是含水量对回弹模量的影响最大。
有关资料显示,保持干密度不便,仅含水量增加1%(绝对值)可使土基回弹模量价格低8%—18%,平均降低11%.如考虑含水量增加常使干密度减小,则含水量增加1%使回弹模量降低的百分率还要大于11%.因此,通过现场测试不同压实度和含水量条件下的土回弹模型、土基回弹弯沉,分析压实度和含水量对土基回弹模量的影响,找出基回弹模量与土基回弹弯沉之间的关系,并回归其相关关系式,为设计取用合适的土基回弹模量值提供可靠的参考是很有必要的。
路基土的控制路基一般是用自然土修筑的,在路基填筑之前应对自然土进行试验分析,确定其物理力学性质,测定其最佳含水量及最大干容重,以便指导路基施工及对路基填筑成品的检测,从有关试验结果分析:土质颗粒越细,其相应的回弹模量越低,而砂性土回弹模量比较高。
这就是通常所说的砂性土是良好的筑路材料。
施工选择取土场时,我们通过选择塑性指标较小的土来填筑路基。
2 含水量所造成的土基回弹模量变化对路面设计的影响碾压需要克服土颗粒问的内摩阻力和粘结力,才能使土颗粒产生位移并相互靠近。
公路工程土基回弹模量检测技术
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公路工程土基回弹模量检测技术摘要:土基回弹模量是公路工程中路面结构设计工作中的重要指标,同时也是用于检测工程路基质量水平的标准。
为了实现对公路工程土基进行回弹模量试验,本文主要通过使用承载板法检测技术,并针对土基回弹模量实验相关检测的具体步骤以及环节、计算等各个方面进行准确介绍。
与此同时,对于公路工程中经常使用的其他检测方法进行相关介绍,为检测工作提供必要的依据。
关键词:计算;承载板;质量控制对于相关公路工程项目来讲,路基强度对于路面结构的质量方面有较大影响。
在公路工程当中,土基回弹模量是结构设计方面的重要标准,同时其也反映出路基的强度大小。
土基回弹模量一般是指在公路土基出现变形时,受路面本身结构重力以及交通荷载的影响,在竖直方向上发生变形。
为了对公路路基的质量水平进行科学评判,要对土基回弹模量实验检测技术进行改进,使其在路基的强度方面不符合相关标准时,能够对路基进行补强,使其承载力达到相关标准。
一、承载板法测定土基回弹模量试验技术承载板法是目前我国公路工程施工过程中所采用的相对较为广泛的一种测试方法。
其主要检测原理是,通过承载板逐渐对公路路面土基进行加大承载力和减小承载力。
通过不同级别的荷载力完成对土基回弹变形值的相关检测。
在计算之后最终得到土基回弹模量的数据。
1.1施工现场的试验准备工作1.1.1仪器以及相关材料的准备在利用承载板法对土基回弹模量进行测试过程中,进行加载的设备通常会选择后周重量超过 60KN 的汽车,并在其后方 0.8 米的地方安置加劲横梁,其他的相关测量设备包括百分表、刚性承载板、支架、水平池等多种工具。
1.1.2施工场地的清理准备在进行土基回弹模量检测前,要在施工场地挑选出具有一定代表性的检测点,并对其进行整平,也可以撒布细砂以达到场地表面平整的效果,确保承载板实验能够正常进行。
1.2施工现场土基回弹模量的测量1.2.1安置承载板利用水平尺等工具使承载板较稳定的保持在水平状态,将承载板在具体位置安置完成后,将千斤顶和测力环放在承载板上。
水分迁移引起千枚岩填筑路基回弹模量衰变对路面结构力学特性的影响
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水分迁移引起千枚岩填筑路基回弹模量衰变对路面结构力学特性的影响王悦月;毛雪松;李汶霖【摘要】为了分析水分迁移对千枚岩填筑路基回弹模量及其对路面结构力学特性的影响规律,基于水分补给条件下千枚岩填料回弹模量测试的试验结果,应用数值建模并分析了一般路基和路侧积水路基千枚岩填料路面结构层的力学特性,及路面结构层水平应力、轴向应力以及最大主应变的变化规律.结果表明:在试件底部补水条件下,各层含水率逐渐增大;随着深度的增加含水率呈现减小趋势;水分迁移引起土基回弹变形量逐渐增大,回弹模量大幅度降低,衰变率为60%;各路面结构层的方向应力及最大主应变随着回弹模量衰减率的改变产生较大变化,表现为边坡发生侧移和路面结构层容易发生不均匀沉降,进而形成纵向裂缝;基层是整个路面结构层的薄弱层,容易在过大拉应力作用下发生开裂,最终反射到面层并导致其出现反射裂缝,严重影响了道路整体的使用寿命.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2019(019)012【总页数】9页(P344-352)【关键词】水分迁移;回弹模量;衰减;力学特性;裂缝【作者】王悦月;毛雪松;李汶霖【作者单位】长安大学公路学院,特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安710064;长安大学公路学院,特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安710064;长安大学公路学院,特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安710064【正文语种】中文【中图分类】U416.03“十天”高速公路安康东段地处以千枚岩、硅质板岩为主的古生界变质地层,具有遇水易崩解、易软化、强度低、稳定性差等不良工程特性。
为了解决当地填料不足、占用农田及浪费财力的问题,该路段使用风化千枚岩填料填筑路基。
通常,路基、路面是公路工程的两大主要组成部分,路基是路面结构的承重部分,车辆荷载通过路面传递给路基;并且会及时对路基路面结构内部的应力、应变及位移等产生影响。
路基强度的大小主要取决于其抵抗变形破坏的能力,直接影响路面结构的力学性能。
土基回弹模量对路基计算的要求
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土基回弹模量对路基计算的要求
土基回弹模量对路基计算的要求主要涉及到路基的整体强度和路面的耐久性。
土基回弹模量(Eo)是反映路基整体强度的重要指标,其值的大小直接影响到路面的使用性能和使用寿命。
首先,土基回弹模量需要满足一定的设计要求。
在《城市道路设计规范(CJJ37-90)》中,规定路槽底面土基设计回弹模量值宜大于或等于20MPa。
对于高速公路和一级公路,根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》,路基回弹模量应大于25MPa。
这些规定确保了路基具有足够的承载能力,以应对车辆荷载和自然环境的影响。
其次,土基回弹模量的测定也是路基计算中的重要环节。
在实际工程中,通常使用大型承载板法进行现场测定,这种方法可以较为准确地反映出土基的实际强度。
然而,这种方法相对复杂,因此在一些情况下,也可以通过测定弯沉来评价路基强度,并计算路基回弹模量。
根据《公路路基施工技术规范(JTJ033-95)》,对土质路床顶面压实完成后应进行弯沉检验,路床顶面的检测弯沉值应不大于设计要求。
这样可以确保路基在施工过程中达到预期的强度标准。
总的来说,土基回弹模量对路基计算的要求包括满足设计规定的强度要求、通过合适的方法进行现场测定以及确保施工过程中的质量控制。
这些要求的满足将有助于保证路基的整体稳定性和路面的耐久性,从而提高道路的使用性能和使用寿命。
土基抗压回弹模量
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土基抗压回弹模量土基抗压回弹模量是指土基在垂直荷载作用下,抵抗竖向变形的能力。
在路面设计中,回弹模量作为土基抗压强度的指标被采用。
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。
如果垂直荷载为定值,土基回弹模量值愈大则产生的垂直位移就愈小;如果竖向位移是定值,回弹模量值愈大,则土基承受外荷载作用的能力就愈大。
回弹模量≥30Mpa是指在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比值大于等于30Mpa。
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。
土基回弹模量表示土基在弹性变形阶段内,在垂直荷载作用下,抵抗竖向变形的能力。
如果垂直荷载为定值,土基回弹模量值愈大则产生的垂直位移就愈小。
如果竖向位移是定值,回弹模量值愈大,则土基承受外荷载作用的能力就愈大。
因此,路面设计中采用回弹模量作为土基抗压强度的指标。
扩展资料回弹模量的影响因素路基土回弹模量主要受其应力状况、物理状况(含水量与压实度)和材料性质三方面因素的影响。
对于应力状况而言,国内外的有关研究表明,应力状况中加载频率和持续时间对路基土的回弹性状没有或仅有很小影响。
对粒状材料来讲,只要作用应力保持在不产生较大永久变形的低水平时,回弹特性对应力历史基本上不敏感。
土基的受力特性是构成土基用土的物理性质决定的。
土基用土的种类很多,但是无论何种土都是由固态矿颗粒、孔隙中的水以及气体三大部分组成的。
土是一种由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。
土作为一种工程材料,由于其内部结构的特殊性,使得它在工程力学性质上与其他工程材料有较大差别。
回弹模量能较好的反映土基所具有的部分弹性性质。
所以,在以弹性半空间体地基模型表征土基的受力特性时,可以用回弹模量表示土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。
试论公路土基回弹模量测试方法
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试论公路土基回弹模量测试方法摘要:路基施工质量的好坏直接影响公路的整体质量,路基回弹模量是公路路面结构设计的主要参数之一,选择合理的方法,对路基回弹模量的快速检测方法尤为重要。
文章对路基回弹摸量的影响因素作了分析,并探讨了路基回弹模量的测试方法。
关键词:回弹模量;含水率;压实度;公路路基路基是道路的主体和路面的基础,路基施工质量的好坏直接影响公路的整体质量,影响到道路的使用品质及使用寿命。
如何构筑一个坚实、均匀、稳定的土基,提高土基的抗变形能力,是保证公路路面结构具有良好使用品质与经济效益的根本措施。
由于土基回弹模量是一个关于土的类型、含水量、压实度、测定方法、加荷频率和加荷循环次数等的复杂函数。
对特殊土路基回弹模量及其性质的研究对于公路路基路面设计、施工质量控制等都具有十分重要的作用和实际意义。
一、土基回弹模量的影响因素分析(一)含水率对同一种土质,压实度相同的条件下,土基回弹模量E。
随含水率的增加而降低,含水率平均增加1%,回弹模量平均降低2MPa。
公路在施工时一般在最佳含水率士2%以内进行压实,而公路在通车运营数年后路基填土的含水率较竣工时有大幅度增长,即路基的湿度增大。
(二)压实度压实度也是影响回弹模量的重要因素。
道路破坏其中80%是由路基变形引起的,而路基强度的大小是影响路基变形的主要因素,因此路基的压实是路基施工过程的一个重要工序,也是提高路基强度和稳定性的根本技术措施。
在相同应力级位、含水率为最佳含水量情况下,压实度由100%降至90%,粘土回弹模量最低约下降至原来的65%,粉土回弹模量最低约下降至原来的70%。
对于砂土来说,压实度对回弹模量的影响很小。
(三)土质不同类型的土回弹模量也有很大的差别。
尤其是在季节性冰冻地区,路基土的冻融过程会影响土颗粒的结构形态。
冻胀现象多发生在细粒土中,特别是粉土、粉质粘土中,冻结时水分迁移积聚最为强烈,冻胀现象严重。
因为这类土具有较明显的毛细现象,上升高度大,速度快,具有通畅的水源补给通道,土粒矿物成分亲水性强,土虽有较厚的结合水膜,能持有较多的结合水,同时,这类土的颗粒较细,表面能大,从而能使大量结合水迁移和积聚。
8-2路基路面回弹模量
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(二)方法与步骤 1、准备工作 ⑴根据需要选择有代表性的测点,测点应位于水平的路基上,路 基土质均匀,不含杂物。 ⑵仔细平整土基表面,撒干燥洁净的细砂填平凹处,砂子不可覆 盖全部土基表面,避免形成一层。 ⑶安置承载板,并用水平尺进行校正,使承载板处于水平状态。 ⑷将试验车置于测点上,在加劲小梁中部悬挂锤球测试,使之恰 好对准承载板中心,然后收起垂球。 ⑸在承载板上安装千斤顶,上面衬垫钢圆筒、钢板,并将球座置 于顶部与加劲横梁接触,如用测力环时,应将测力环置于千斤顶 与横梁中间,千斤顶及衬垫物必须保持垂直,以免加压时千斤顶 倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。 ⑹安放弯沉仪,将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座 上,百分表对零或其他合适的初始位置上。
一、贝克曼梁测定路基路面回弹模量
用弯沉仪测试各点的回弹弯沉值,通过计算求得该材料的 回弹模量值。 本方法适用于在土基、厚度不小于1m的粒料整层表面;也 适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。 (一)检测器具与材料 1、标准车 2、路面弯沉仪 3.接触式路表温度计:端部为平头,分度不大于1℃。 4.接长杆 5、其他:皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。
0.20 0.24 α 0.30 0.36 α 0.40 0.48 α 0.50 0.60α
0.05
i
影响量
影响量
0.06α
2、将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上,排除显著偏离 的异常点并绘出顺滑的P~L曲线,如曲线起始部分出现反弯,应 修正原点O,则是修正的原点。
3、按下式计算相当于各级荷载下的土基回弹模量值:
时荷载作用下的可恢复变形性质。对于各种以半空间弹性
体模型来表征土基特性的设计方法,无论是柔性路面或是 刚性路面,都以回弹模量ER作为土基的强度或刚度指标。
土基回弹模量影响因素研究
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个试验段 , 稠度指标 代替含水量 , 验段上分别进 采用 在试
行土基 回弹模量 、 土基压实度 、 稠度测定 。回弹弯沉采用 贝克 曼梁弯沉 仪测定 . 回弹模量 采用承载板进行 测定 . 压实度采
用 挖坑灌砂法测定。 1m选定一个测试 断面 , 每 0 共选择 1 个 0 断面 , 每一个测试断面左右两侧各选一个试验点 。在测试点
所 示
以上测 试一一对应 , 弯沉 、 回弹模量 、 压实度 、 含水 量及 塑液限组值 每种 2 0个数 值。测试结果 中有一个点偏差太大, 可认 为是异常点 , 舍弃 , 将剩 余 1 9个点 测试数据 进行整理 ,
见表 1 。
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董
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水 利 建设 与 管理 ・0 6年 第 1 20 0期
2 1
鸯 画 画 画 国 画 蓟 画 寓 画 扁
董 磊
( 山东
( 济南槐荫区水务局 200 ) 50 1
水量 、 试验 方法 、 加荷方式等 。在 固定土质种类的情况下 , 土 基 回弹模量随着含水量和密实度的变化而变化 . 特别 是含水 量对 回弹模 量的影响最大 。 有关资料显示 , 保持干密度不变 ,
序 \ ( 1 ) E P 号 0r 0 a K ) 稠 .m 0 a () M ( 度 %
表 2
磊等/ 土基 回弹模量影响因素研 究
试 验 公 式 和 规 范 公式 计算 对 比
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 l 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 23 4 10 8 28 2 21 4 21 5 49 2 45 O 35 5 37 8 2 63 32 6 2 53 21 8 2 41 37 1 21 1 22 7 24 1 25 6 6 .8 38 7 .5 44 6 3 4.3 719 .4 7 . 09 5 .9 67 5131 . 5 .9 90 5 . 47 6 6 8.8 5 . 62 6 8 4.3 61 3 I9 6 1 9.2 6 8 3.8 6 4 9.7 6 .7 35 6. 801 6 28 7. 9 5 7. 9 1 7. 9 4 9. 9 7 6. 9 1 6. 9 1 6. 9 0 8. 9 6 4. 9 . 56 9 . 71 9 . 46 9 . 55 9 . 41 9 . 66 9 . 46 9 . 80 9 . 56 9 . 61 9 . 71 1 . 47 15 .8 14 .2 15 .6 15 .4 1 . 44 14 .0 14 .5 14 .2 151 . 14 .5 14 .9 14 .9 15 .3 14 .9 15 .2 14 .4 152 . 148 .
路基回弹模量衰减对公路沥青路面厚度设计的影响
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路基回弹模量衰减对公路沥青路面厚度设计的影响作者:吉世鹏来源:《科技与企业》2016年第02期【摘要】伴随社会经济发展速度的不断提升,交通量也迅速增長,为满足车辆荷载日益增大的发展趋势,必须重视公路路面建设。
沥青路面作为公路建设的主要构成部分,沥青路面厚度设计指标主要包括路表回弹弯沉值、沥青混凝土层与半刚性材料层的层底拉应力等,本文在给出一定计算公式的前提下,针对主要参数路基回弹模量E0等因素对路面厚度设计的可靠性进行了分析与探究。
【关键词】路基回弹模量衰减;概况;公路沥青路面;厚度设计;影响;设计指标确定;计算结果自上个世纪50—90年代,我国对公路路基回弹模量相关问题进行了大量分析,在各个版本的设计规范内,都以路表弯沉作为路面设计的主要指标。
路表弯沉是指荷载作用下路面整体结构的竖向位移量,其对路面整体结构抗弯形能力直接反映,也就是路面整体结构的总刚度。
路基回弹模量是对路基强度的反映,是路面结构设计的重要参数,其直接影响着路表弯沉,因此必须对路基随时间改变导致路面结构设计不合理等问题进行充分考虑。
沥青路面作为公路工程的主要构成部分,路基回弹模量衰减直接影响着路面厚度设计的合理性。
为此,公路路面设计中,必须重视路基回弹模量衰减的重要性,并结合计算结果,全面提升设计合理性、规范性。
一、回弹模量的概况回弹模量是指荷载作用下路基、路面与筑路材料发生的应力和其相关的回弹应变比值,土基回弹模量是指弹性变形阶段内土基在垂直荷载作用下,抵抗竖向变形的能力,当垂直荷载为定值,土基回弹模量值增加将出现垂直位移变小的情况。
当竖向位移为定值,增加回弹模量值,土基承受荷载作用的能力就会增大。
基于此,可选取回弹模量作为路面设计土基抗压强度指标。
路基作为公路工程施工主要构成部分,其质量将对公路整体质量造成严重影响,回弹模量作为公路路面结构设计的重要参数,因土质、含水量、压实度等因素的制约,将导致路基回弹模量衰减,甚至超出设计允许范围,进而对公路沥青路面厚度设计造成影响,并减短公路使用年限,增加行车安全风险。
道路土基回弹模量及其在路面结构中的影响
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道路土基回弹模量及其在路面结构中的影响摘 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法由式(1)计算求得土基回弹模量E 0值。
()2001·4μπ-=∑∑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 )。
市政道路路基施工技术
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浅谈市政道路路基施工技术摘要:伴随社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,城市建设的步伐也越来越快,为了满足人们的出行需求,所以市政道路建设也与日俱增,本文主要是对市政道路建设中,路基施工的技术工艺做一些阐述。
关键字:市政道路路基施工技术市政道路路基工程施工质量好坏直接影响到路面使用情况。
路基工程施工的土石工程量相对较大,工程施工程序复杂;与市政排水、桥涵、路面等工程互相交错,同时受地质、气象、地方环境等等的影响。
要做到路基工程的坚固而稳定,就必须精心施工。
1 路基土方施工1.1填方路基的施工质量控制要点:1.1.1分层填筑,满足上一层压实要求后,再填压下一层。
压实前必须对含水量进行测定,含水量符合要求后再碾压,避免返工浪费。
1.1.2干密度试验标定要准确,对不同的土质要分别标定干密度,不可以用同一个干密度去评定不同土质的压实度。
1.1.3分段施工。
若纵向搭接两段交接处不在同一时间填筑,则先填地段应按1:1坡分层留台阶;若两个地段同时填,则应分层相互交叠衔接,搭接长度不得<2m。
否则路基会出现不均匀沉陷,影响路面平整度。
当路基稳定受到地下水影响时,应在路堤底部填水稳性优良、不易风化的砂石材料或用无机混合料(石灰、水泥等固化材料)进行加固处理,使基底形成水稳性好的厚20cm~30cm的稳定层。
1.2松铺厚度的控制与土质类别、压实机具功能、碾压遍数等有关,应根据实际情况,以保证压实度为原则。
路床顶面层最小松铺厚度不应<8cm。
1.3严格控制路堤几何尺寸和坡度。
路堤填土宽度每侧应比设计宽度宽出30 cm,压实宽度不。
1.4压实方法应先边后中,以便形成路拱;先轻后重,以适应逐渐增长的土基强度;先慢后快,以免松土被机械推动。
应在碾压前,先整平。
由路中线向路堤两边整成2%~4 %的横坡在弯道部分碾压时,应由低的一侧边缘向高的一侧边缘碾压,以便形成单向超高横坡。
前后两次轮迹需重叠12cm~20cm。
应特别注意控制压实均匀,以免引起不均匀沉陷。
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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法由式(1)计算求得土基回弹模量E 0值。
()2001·4μπ-=∑∑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:()202011012⨯-=αμδODOD E K P L (2)式中: OD L —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:S E 0—某路段土基回弹模量设计值;0E 、S —某路段实测土基回弹模量平均值与标准差a Z —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》(JTJ 034-2000)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=9308938.00-E (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:2.3 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: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: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E0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:2.5 换算法通过现场大型承载板试验测定土基回弹模量E0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E0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E0值表,见表4。
表4 不同规范中弯沉值L0回弹模量E0值表2.6.2各类规范及各地区经验公式计算的E0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E0值MPa及其对比值%表2.6.310种公式的E0—L0曲线图,见图2.图2 10种公式的E0—L0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模量变化:①对于不同路基,饱水前后E 0的变化幅度差别是相当大的,饱水后的E 0值下降幅度可达90%;②饱水后的E 0值与土的塑性指数有一定关系,一般塑性指数大的土,下降幅度就大;③含水量每增加1个百分点,E 0值平均降低11.3%,试验说明含水量对黄土E 0有显著影响,故搞清路基所能达到的最高含水量对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。
压实土的特性(各种土都有这种相似的击实曲线)见图3 粘土的E 与ω和γ的关系,从图可以看出:14161820222426283032343638401.21.31.41.51.61.7含水量 %干容重 克/厘米压实度96%95%94%93%92%90%87%100%31.733.2图3 粘土的E 与ω和γ的关系①压实土样在浸水饱和后会有明显的软化现象,强度会显著地降低,这就是所谓的强度稳定性问题;②制备含水量低于最佳含水量的压实土样在浸水饱和前的强度很高,但浸水饱和后的强度却大大降低,愈干的土样,强度降低的幅度愈大,即强度稳定性愈差;③在最佳含水量时被压实的土样,浸水饱和后的强度最高,其浸水前后的强度差异不大,强度稳定性最好。
由此可见,要提高路基的强度就要控制土基的压实度,而碾压时的含水量是影响压实度和浸水后路基强度的重要因素,即土基强度和压实度及含水量有密切的相关性(详见[5])。
实际中,对于路堤和堤坝等填土构筑物在无法避免浸水饱和时,控制其强度稳定性尤为重要,这也是工程中总是要求在最佳含水量状态下,把土压实至最大干容重的原因,也是施工中,要求双控(压实度、弯沉值)的原因。
4 土基回弹模量变化对沥青路面的影响我国现行规范中,沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以路面设计弯沉值为路面结构整体刚度的指标,也是路面厚度设计的主要依据。