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＝o356。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Lr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。3．换算法：各地区有条件进行现场或室内土的回弹模量Eo、土性配套指标(Wc、WL、Wp、粒径组成等)、压实度(Kh、Kl)，CBR值等实验，建立室内与现场的土基各种力学指标间的相关关系式，见《公路沥青路面设计规范》中表10、表11，再根据相关关系式推算E0值。承载板测定法，对于新建公路或改建公路的新路基来说，在设计阶段路基尚未形成，当然无法测定其土基E0值，常用查表法确定。4．查表法：指在不具备实测条件时，可参考表列的建议值，按下列步骤求得路基的回弹模量值。(1)按路基高度，参考表2-1-5或表2-1-4或《公路沥青路面设计规范》中附录E表E1，确定路基高度与临界高度的关系；(2)按该路段的路基高度与路基临界高度的关系，查表2-2-4或《公路沥青路面设计规范》中表6．1．2—2，确定路基的干湿类型；(3)按路段的干湿类型和土的性质，查表2-2-2，或《公路沥青路面设计规范》中表6．1．2—1，确定路基土的平均稠度；(4)根据该路段路基土的平均稠度Wc、二级自然区划和土的性质，查表2-7-5或《公路沥青路面设计规范》中附录E表E2对于碎、砾石土和砂土的回弹模量详见《公路沥青路面设计规范》附录D表D3，确定土基回弹模量E0。《公路沥青路面设计规范》规定：高速公路和一级公路的土基回弹模量值应大于30MPa，其他公路的土基回弹模量值应大于25MPa。路基建成后．应在不利季节实测各路段土基回弹模量代表值，以检验是否符合设计值的要求。若代表值小于设计值，应采取翻晒补压、掺灰处理，调整路面结构、厚度等加强路基的措施，以保证路基路面的强度和稳定性。