文章编号:0451-0712(2006)11-0010-06 中图分类号:U416.03 文献标识码:A
国外未处治粒料与路基土回弹模量试验研究
——基本原理与试验方法
张世洲,凌建明,罗志刚
(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室 上海市 200092)
摘 要:介绍了国外未处治粒料与路基土回弹特性室内试验研究中涉及的一些基本原理以及若干室内外试验方法,并就试验方法的优缺点进行了简要评述。
关键词:路基土;粒料;回弹模量;重复加载试验;三轴仪
回弹模量(M R)的概念最初是Seed等(1962年)[1]在研究路基土回弹(弹性的、可逆的)特性与沥青混凝土路面疲劳损坏关系的过程中引入的。随后的大量研究表明:与路面总变形相比,路面回弹变形和路面性能之间具有更好的相关性。因而使得回弹模量的概念最终被道路界接受,回弹模量亦成为沥青混凝土路面力学—经验设计方法中表征路基土和粒料力学特性的主要参数之一。在过去的40多年,国外许多道路研究机构和科研人员都致力于路基土和粒料材料的动回弹响应试验研究,并取得了大量成果。相比较而言,国内道路界由于条件的限制,在相关领域的研究还处于起步发展阶段。因此,我们有必要对国外在该领域的研究工作及成果进行全面了解,并在此基础上深化研究,从而为构建一个合理、可行的常规路基土与粒料回弹模量测试方法提供基本的技术储备。
1 室内试验原理
1.1 回弹模量
回弹模量类似于弹性模量,其按基本弹性理论定义为:施加于试件的重复应力峰值与试件相应方向回弹应变峰值之比。由于重复应力峰值与回弹应变峰值并不同步,所以回弹模量仅是个近似意义上的概念。对于常规重复加载三轴试验,回弹模量按式(1)计算(如图1所示): M R=
d
R(1)式中:M R为回弹模量; d为轴向重复应力峰值(偏应力), d= 1- 3, 1为最大主应力, 3为最小主应力; R
为轴向回弹应变峰值。
图1 三轴试验与路基土或粒料回弹性质
1.2 荷载脉冲
当车辆在路表移动时,轮迹处及其两侧一定范围内的路面将受到大量不同幅度的应力脉冲作用。应力脉冲持续时间随车速的降低和距路表深度的增加而增大。接近路表处的应力脉冲有显著的半正矢波形,随着深度的增加,应力脉冲尽管还保持着近似的半正矢波形,但其间歇时间逐渐增大。此外,路面的类型与几何形状对应力脉冲波形和间歇时间也有一定影响。
基金项目:交通部西部交通建设科技项目(200431800004)
收稿日期:2006-04-05
公路 2006年11月 第11期 HIG HWA Y N ov.2006 N o.11
1.3 重复循环加载试验
为了在试验室近似模拟路面材料的实际受力状态,对试件施加一系列非连续(存在间歇)、具有一定波形的重复循环脉冲动应力,即进行所谓的重复循
环加载试验。重复循环加载可应用于许多传统的静载试验,如静三轴试验、小梁弯拉试验、简单剪切试验等,然后由试验结果得到相应的回弹模量。1.4 主应力轴旋转
在移动轮载作用下,路面结构中某点所受应力脉冲由竖直应力、水平应力和剪应力3个分量组成。当轮载通过该点正上方后,剪应力将反向作用,从而引起主应力轴旋转(如图2所示)
。
图2 移动轮载作用下的主应力轴旋转
1.5 初始应力状态
路面结构中的应力状态由两部分组成:(1)初始残余应力;(2)交通荷载引起的动应力。对于稳定处治层还应包括温度和湿度变化引起的应力。
施工期间,重型压实设备按一定厚度压实路基、基层和路面。每压实完一层,该层即成为重型施工机械的下一临时工作面。因此,在路面施工完成前,某一特定层将承受机械压实与施工机械轮载共同产生的巨大垂直应力。该垂直应力会在结构层内引起侧向应力,并将其“锁存”于层内[2～4]
而形成所谓的“残
余侧向应力”。
残余侧向应力是限制粒料基层底部永久变形的重要因素,也是确定合理围压的重要因素,可按式(2)计算[5]
:
Rd =K 0 0
(2)
式中: Rd 为残余侧向应力; 0为上覆结构的垂
直压力;K 0为考虑残余应力的侧向土压力系数。2 室内试验测试法
按照重复循环加载设备的不同,室内动回弹模量测试方法可分为以下几种[6]:(1)常规动三轴测试法(下文中简称为动三轴测试法);(2)方向剪切测试法;(3)扭剪测试法;(4)共振柱测试法;(5)空心圆柱扭剪测试法;(6)真三轴测试法。2.1 动三轴测试法
动三轴仪是在常规静三轴仪的基础上,经增加轴向激振系统改造而成(如图3所示)。激振动力可采用电磁力、惯性力、气(液)压力等。后来发展成可以在轴压和室压两向分别激振。
图3 动三轴仪
用于测试回弹模量,动三轴仪有3个非常重要的优点:(1)在整个测试期间,施加于试件的应力条件非常明确;(2)允许相对简单地控制试件轴向和径向排水,试件端部的孔隙水压力也较易测量;(3)能
较容易地测量轴向、径向及体积应变。除上述优点外,动三轴仪也便于进行未扰动试管取样试件测试,或用于静载试验。
动三轴仪的显著不足则在于不能模拟移动轮载条件下主应力轴的旋转和剪切应力反向,且在测试中无法控制中间主应力。此外,当使用外置传感器测量轴向应变时,必须反复仔细地进行校核,否则无法满足试验要求。
—
11— 2006年 第11期 张世洲等:国外未处治粒料与路基土回弹模量试验研究
2.2 方向剪切测试法
在方向剪切试验中,某一方向保持平面应变状态,另外两个方向同时施加正应力和剪应力(如图4所示)。重复加载时,通过改变剪应力方向来实现主
应力轴按固定角度(0°～90°)旋转。虽然试验中未真实再现现场移动轮载作用下的应力路径,但该试验能够模拟剪应力反向,故可用于研究剪应力反向和主应力轴旋转的大致影响[7,8]
。
图4 方向剪切试验加载模式
采用方向剪切测试方法确定的砂的剪切回弹模
量,与动三轴试验在同等应力水平条件下获得的结果类似[8]。但在永久应变测试方面,方向剪切试验重复加载100000次后,永久应变继续呈对数累积增长。而动三轴试验重复加载10000～20000次后,永久应变仅有很小的改变,这与路面的实际情况不相符。因而在研究永久变形方面,方向剪切试验较动三轴试验更为合理。永久应变在这两种试验中的差异可以理解为主应力轴旋转引起的“各向异性”。Arthur 等
[9]
研制了一种“定向剪切仪”来研究这种
应力引起的各向异性。该仪器克服了传统方向剪切
仪中主应力轴仅能按固定角度旋转的不足。
从概念上讲,进行方向剪切试验应当非常简易。但试件顶面均布剪应力的施加及其引起的均匀变形通常会成为问题。再者,施加于试件的复杂应力状态也不易评定。虽然方向剪切测试法已长时间用于试验研究,但上述问题的存在致使该方法无法很好地被接受。尽管在研究永久变形方面,方向剪切测试法较动三轴测试法更为合理,但毕竟不适合于作常规试验方法来考虑。2.3 扭剪测试法
在扭剪试验中,试件底部被固定,顶部施加扭矩(
如图5所示),加载频率通常小于10Hz,回弹模量根据剪应力—剪应变滞后环线确定。扭剪测试法的
优点在于:仪器便于校核,试验直观易操作。但在定义试件排水条件方面不如动三轴试验方便。此外,扭剪仪的测试能力有限(小于一般厚度路面或弱材料在典型轮载作用下的应变值)。鉴于路基的应变较基层小,因而其更适合于路基土的测试。该方法进行改进后,可以将其作为路基土回弹特性研究的一种基本试验手段。
图5 扭剪试验加载模式
2.4 共振柱测试法
共振柱试验的原理是通过激振系统(轴向激振或扭剪激振)使试件产生共振,然后确定弹性波在试件中的传播速度,以计算试件的模量。试件可以是圆柱形的,也可以是空心圆柱形的。试件可以一端固定、一端自由,也可以一端固定、一端用弹簧和阻尼器支承。试件在压力室中可以是各向等压应力状态,也可以是轴向与侧向压力不等的应力状态。图6为轴向与侧向压力不等的共振柱试验装置。
图6 共振柱试验装置
—
12— 公 路 2006年 第11期
由于试验中试件所经受的轴向循环应变远小于重轮载作用下路面中的应变,故该方法不适合用于路面材料测试,除非能够建立测试模量与应变水平的经验相关关系。
2.5 空心圆柱扭剪测试法
空心圆柱扭剪仪(如图7所示)在独立施加内压、外压、轴向荷载和扭矩时,可以独立变化,亦即
r , , z ,!
z 等4个应力变量,可以独立变化3个主应力的大小和在某一方向上变化主应力方向,从而实
现主应力轴旋转。因而,相较动三轴测试法和方向剪切测试法而言,空心圆柱扭剪测试法能模拟更为复杂的应力状态和应力路径
[10]
,是研究路面材料属性
的先进手段。该方法特别适合研究移动轮载作用下
路面材料的永久变形,以及材料的各向异性和主应力轴旋转对应力—应变关系的影响。此外,当主应力轴不旋转时,空心圆柱扭剪仪可以像真三轴仪一样
进行不同应力路径的真三轴试验。
图7 空心圆柱扭剪仪及试件应力状态
这种仪器存在以下缺点:(1)受试件壁厚的限制,材料粒径限制在粗砂的级别;(2)空心圆柱试件沿径向的应力分布是不均匀的,只有当试件厚度与直径相比很薄时,这种不均匀性才可以忽略;(3)在试件两端施加扭矩时,为了不使试件帽滑动,常将一
些齿嵌入试件而致使剪应力!z 沿长度方向也不易均
匀分布,因而试件长度应适中;(4)由于试件内外表面都覆有橡皮膜,膜的嵌入对试件体变测量有很大影响。
在空心圆柱扭剪试验中,由于仪器使用和试件制备工序复杂,故不适合于作常规试验方法来考虑。
2.6 真三轴测试法
常规三轴试验的根本不足在于其中的两个主应力总是相等的。针对常规三轴仪的这一缺陷,科研人员研制了可以“真正”实现独立变化3个主应力的试
验设备——真三轴仪。目前的真三轴仪可分为两大系列:改造式真三轴仪和盒式真三轴仪[11]。改造式真三轴仪是在原三轴压力室中将试件改成立方形,并安装一对侧向压力板,以施加 2。其优点是试件有一对面暴露在压力室中,能减少该方向与其他两个方向边界间的干扰,同时也较容易观察到试件的破坏形式。不足之处在于3个方向并不能完全独立地施加大、中、小主应力。美国加州理工大学伯克利分校的Lade 和Duncan 所研制的真三轴仪就属于该系列,如图8。盒式真三轴仪是在立方体试件的3个方向设置3个独立的加载系统,从而形成一个立方“盒”。其加载系统的边界可以是刚性的,也可以是柔性的,或混合式的。该系列中最具代表性的真三轴仪是英国剑桥大学Hambly 和Pearce 设计与发展的剑桥盒式真三轴仪,其工作原理如图9所示。这种仪器可以在3个方向独立施加主应力,并且大、中、小主应力可在3个方向自由转换,可做到约30%的均匀应变而不会使边界互相干扰,且基本实现控制和数据采集自动化。但其刚性边界易造成应力分布不均,刚性加压板对于试件破坏时剪切带的形成与观察都有干扰和影响。
图8 Lade -Duncan 真三轴仪
真三轴测试法可以用于研究中间主应力、初始应力各向异性、强度各向异性以及应力不变量的影
—
13— 2006年 第11期 张世洲等:国外未处治粒料与路基土回弹模量试验研究
图9 剑桥真三轴仪加载导向系统
响
[12]
,较仅能控制两个方向正应力的动三轴测试法
和方向剪切测试法,其能模拟更为复杂的应力状态和应力路径。但由于真三轴仪自身的复杂性,且存在许多尚待解决的技术问题,故不适合用于常规试验方法。
3 现场试验测试法3.1 FWD 测试法
[13]
FWD 是一种脉冲式弯沉检测设备,于20世纪70年代开始用于路基路面评价,由法国及瑞典最先研制成功。随后,美国、丹麦、英国和日本等国先后引进仿制了这种弯沉仪。FW D 通过计算机控制下的
液压系统提升并释放一重锤来施加脉冲荷载(通过调整锤重和提升高度改变荷载大小,缓冲器用于调整荷载波形与作用时间),荷载经刚性圆盘传递给路面,并由按一定规律布置的5～9个速度型传感器测定冲击荷载作用下的弯沉盆,工作原理如图10所示。该仪器可以较好地模拟行车荷载对路面的动力作用,测速快、精度高(弯沉分辨率达1?m ),能为路面结构层模量反算提供较完整、准确的弯沉盆信息,因此成为国外当前检验评定路基路面模量及刚度的主要测试设备。FWD 工程应用技术研究主要包括检测方法和反算方法两大方面。检测方法重点研究不同材料和不同路面结构形式条件下的传感器布置方案、加载大小和次数,以确保模量反算结果的可靠
性。反算方法重点研究弯沉盆反算算法和力学分析模型,分为经验方法和理论方法两类。经验方法以
M ODU LU S 程序为代表。
理论方法根据力学模型的不同可分为以下几类:静态线性、静态非线性、动态线性、动态非线性。反算算法有迭代法、数据库搜索法、遗传算法、人工神经网络算法等,当前主要采用的是迭代法。
图10 FWD 工作原理
3.2 LFWD 测试法[14]
LFWD(轻型或便携落锤弯沉仪)是继FWD 之后一种新型的路基/地基动力性能检测设备,由加载装置(产生额定的荷载脉冲)、加载板(按路基/地基强度的不同可选用直径10cm 、20cm 、30cm 板)与中心地震检波传感器组成。LFW D 将10kg 的落锤提升至一定高度,然后自由下落,落锤冲击承载板产生脉冲荷载并传递给路基/地基而产生竖向位移。荷载与位移被数据采集系统记录,并根据布辛尼斯克(J.Boussineq)解按测试所得的压力与位移峰值计算路基/地基模量。LFWD 测试法最初是在德国现场承载板试验中发展起来的,一般可用于评价最大粒径小于6cm 的路基土强度,动模量的测试范围为15～80MPa,也可用于路基的压实度的间接评价。与FWD 相比,LFWD 具有小型、轻便、测试简便、价格便宜等优点,具有广阔的应用前景。3.3 DCP 测试法
[15]
DCP(动力锥贯入仪)最初是南非研制的现场路
面体系性能检测设备。其后,英国、美国、澳大利亚、新西兰等国也将其用于道路检测。DCP 由上杆与下杆两部分组成:上杆由手柄和8kg 落锤(落距一般为575mm ,可变)组成,并通过铁砧与下杆相连;下杆由杆尺(一般为1000mm ,可变)与钢化贯入锥头组成。与一般的锥贯入试验(如CPT )不同,DCP 试验不是将锥头以一常速率压入土中,而是通过落锤施加动力荷载将锥头贯入,到达指定位置后,记录贯
—
14— 公 路 2006年 第11期
入深度与加载次数,以计算动力锥贯入指数DCP I (或称贯入率,为贯入深度与加载次数之比)。DCP 法简便、经济、易于维修,能连续测量不同深度的贯入率,以评价路面层或路基的强度或刚度。贯入率低,表示材料刚度大,反之表示材料刚度小。此外, DCP还可用于结构层压实度检测、厚度测量等方面。目前,关于DCP测试值与回弹模量相关关系的研究正在逐步深入。
3.4 Geo gague测试法[14,16]
Geog ague(土刚度仪)是美国FHWA(联邦公路管理局)和APPA(国防部高级研究管理局)共同开发研制的。Geo gague可用于浅层土刚度与模量的直接、快速测量。其配有振动器,可通过仪器底部的圆环对土体施加很小的垂直荷载(频率的范围为100～196Hz,垂直荷载约9N),从而引起小的弯沉。力与弯沉之比即为Geogague测定的模量。根据Eg orov 公式可将Geogag ue测定的模量转化为路基的弹性模量。
4 结语
通过对各种测试方法及仪器的简要评述可知,室内试验应以动三轴仪为依托以研制常规路基土与粒料回弹模量测试方法。纵观国外过去几十年的研究历程,动三轴测试法也一直是路面设计中评价粘性土和粒料回弹属性的主流方法。与其他室内测试方法相比,动三轴压缩试验比较直观,也能近似合理地模拟现场条件,是可以满足当前路面设计要求的。至于现场测试,国内在FWD测试研究方面虽有一定积累,但应继续深入,尤其对现场反算模量与室内测试模量相关关系的研究有待进一步加强。
参考文献:
[1] Seed H B,Chan C K,L ee C E.Resilience
char act erist ics of subgr ade soils a nd their relatio ns to
fat igue failures in asphalt pavements[M].P ro ceeding s
I nter natio nal Co nference on Str uctural Desig n of
A sphalt P avement,U niver sity of M ichigan,1962.
[2] A llen J J,T hompson M R.Resilient response of
g ra nular materials subjected to time dependent later al
str esses[M].T ransp.Res.Rec.510,T ranspo rt atio n
R esear ch Bo ard,W ashingto n, D.C.,1974.
[3] U zan J.Char acter izatio n of Gr anular M aterials[Z].
T RB,1985,No.1022,Sym po sium on M echanics of
G ranular M aterials.[4] Duncan J M,Seed H B.Co mpactio n-Induced Ear th
Pr essur e U nder K0Co nditions[J].A SCE,1986,112
(1).
[5] Selig E T.T ensile Zo ne Effects o n Per for mance of
L ayer ed Sy stems[J].Geo technique,1987,37(3). [6] N CHR P P ro https://www.doczj.com/doc/26883285.html,bo rat or y Det erminat ion of
Resilient M o dulus fo r F lexible Pav ement Desig n-Final Repor t[Z].N ational Coo per ative Highw ay Research
Pr og ra m,T ranspo rt atio n Research Bo ar d,Na tio nal Resear ch Council,June,1997.
[7] A nsell P,Bro wn S F.T he Effect o f Cyclic Shear
Str esses o n Gr anular M ater ials[M].Resear ch Repor t Submitted to Br itish Rail and T r anspor tat ion Research
and Ro ad L abor ato ry(T R RL),U niver sity of N ottingham,1975.
[8] M cdo nald L M,Ray mond G P.R epet itiv e L oad
T esting:Rev ersal o r Ro tation[J].Canadian
Geo technica l Jour nal,1984,21.
[9] A rthur J R F,Bekenst ein S,G ermaine J T,Ladd C
C.Str ess Pat h T ests w it h Contr olled R otat ion of
Pr incipal St ress Dir ectio ns[J].L abor ator y Shear
Str eng th of So il,A ST M ST P740,1981,21.
[10] T hom N H,D awso n A R.T he P ermanent
D efo r matio n of a G r anular M at eria l M odelled U sing
Ho llow Cylinder T esting[M].T r anspor tation
R esear ch Boa rd,Paper pr esented at the68th A nnual
M eeting,Washing ton,D.C.,1989.
[11] 李广信.高等土力学[M].北京:清华大学出版社,
2004.
[12] Jamio lko w ski M,Ladd C C,Ger maine J T,
L ancellot ta R.New Dev elo pment s in Field and
L abor ato ry T esting of So ils[J].P ro ceeding s,11th
I nter natio nal Co nference o n soil M echanics and
F oundat ion Engineer ing,San F rancisco,1985,1.
[13] 查旭东.基于同伦方法的路面模量反算的研究[D].
西安:长安大学,2001.
[14] R avindra Gudishala.Dev elo pment of Resilient
M odulus P redictiv e M odels for Base and Subg rade
P avement L ay er s fro m in situ Devices T est Results
[Z].M.S.T hesis,L ouisiana St ate U niv ersity and
A g ricultural and M echanical Co lleg e,D epar tment of
Civ il and Env ir onmental Engineer ing,December,
2004.
[15] M ur ad Y A bu-Far sakh,M unir D N azzal,K halid
A lshibli.A pplicatio n of DCP in Pa vement
Co nstr uct ion Co nt ro l[Z].84th A nnual M eet ing of
T ranspor tatio n Research Boar d(CD-RO M),2005.
—
15
—
2006年 第11期 张世洲等:国外未处治粒料与路基土回弹模量试验研究
文章编号:0451-0712(2006)11-0016-07 中图分类号:U416.2 文献标识码:B
复合式路面温度场分布与温度应力分析
李国胜
(河南省交通规划勘察设计院 郑州市 450052)
摘 要:P CC+A C复合式路面是一种“刚柔相济”的路面结构形式。沥青混凝土上面层的存在,使得P CC+A C 复合式路面水泥混凝土板的温度应力与普通水泥混凝土路面的温度应力有较大的不同,并且沥青混凝土层厚度的大小直接影响水泥混凝土板的温度应力的大小。结合尉氏～许昌高速公路项目的实施,重点分析了PCC+A C复合式路面的温度场分布与温度应力。
关键词:复合式路面;温度场;温度应力;温度梯度
1 温度调查
根据对项目区附近的郑洛高速公路沥青混凝土路面和许昌311国道水泥混凝土路面7月份夏季高温期、12月份冬季低温期及4月份春季升温期温度场进行的3次实测,可以得到一些规律性认识:
(1)昼夜平均气温以及气温的变化幅度随太阳总辐射量的增加而增加;
(2)凌晨5:30～6:30之间路表温度最低,而后路表温度快速升高,于午后14:00左右达到最高,至次日凌晨5:30～6:30再次达到最低;
(3)随着深度的增加,温度波动的幅度逐渐减小;
(4)不论是沥青混凝土路面,还是水泥混凝土路面,最低温度都出现在路表面;
(5)路面南北半幅的温度略有差异,南半幅结构温度稍高于北半幅。
收稿日期:2006-08-30
[16] A uckpath Sawang sur iy a,T uncer B Edil,P eter J
Bo https://www.doczj.com/doc/26883285.html,par ison of M oduli O btained fr om the
Soil Stiffness G aug e w ith M o duli fr om O ther T ests [Z].81st A nnual M eeting o f T r anspo rt atio n Research Bo ar d(CD-RO M),2002.
Overseas Test Study on Resilient Modulus of Unbound
Granular Material and Subgrade Soil
——Basic Fundamental and Test Method
ZHANG Shi-zhou,LING Jian-ming,LUO Zhi-gang
(Key Lab or atory of Road and T raffic Engineerin g of M inistry of Edu cation,T ongji University,S hanghai200092,Chin a)
Abstract:In this paper,ov er seas som e basic fundam entals of labo ratory tests and testing m ethods in field o r laboratory about trial r esearch on resilient pro perty of unbound granular material and subgrade soil are presented.Then,the advantag es and disadvantag es o f every trial m ethod are evaluated briefly.
Key words:subgr ade soil;granular material;resilient modulus;repeated loading test;triaxial apparatus
公路 2006年11月 第11期 HIG HWA Y N ov.2006 N o.11
友邦建设网>>规范大全>>规范内容页 6.2 高温抗压回弹模量测定方法 6.2.1 本方法适用于室内测定沥青混合料在高温状态下的抗压回弹模量值。 6.2.2 适用范围为最大粒径不大于25mm的各种级配沥青混合料和沥青混凝土路面原状材料的标准试件。 6.2.3 试验采用开式三轴试验模拟沥青路面的三向受力状态，在有侧限条件下按七级应力水平，分级测定沥青混合料试件的回弹变形值。根据应力与回弹变形的关系，计算高温抗压回弹模量值Ec。试验中侧压力采用0.2MPa。 6.2.4 测试设备 (1)应变控制式静态三轴剪力仪，轴向承载力30kN级，1台。 (2)侧压力自动补偿恒定装置一台，如不具备该装置，可用空压机0.8MPa级辅以人工调节来代替。 (3)保温循环装置包括：压力室保温外罩、加热保温箱、控温仪、电热器、半导体点温计。 6.2.5 附属设备按本标准第6.1.4条规定执行。 增加制备Φ7×14cm试件的试模（见表4.2.3）3套。 6.2.6 仪器检验应符合下列规定。 6.2.6.1 三轴剪力仪应按规定检验标定方法定期进行检验标定。在试验前应检查排水管路是否畅通，活塞在轴套内滑动是否正常，连接处有无漏水现象。仪器检查完毕后，关闭侧压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。 6.2.6.2 压力机在试验前检查机器是否正常运转，挂铊是否正确，指针是否对零。 6.2.6.3 检查试模是否变形，变形的试模应更换。 6.2.6.4 乳胶膜在使用前应仔细检查是否漏气，漏气者应更换。 6.2.7 每组试件不得少于4个。试件尺寸与高度容许误差应符合表6.2.7的规定。
6.2.8 试件制备应符合本标准第6.1.6.2～6.1.6.13款的规定。 6.2.9 试验方法应按下列步骤进行。 6.2.9.1 试验准备工作 (1)用长方形薄纸将试件侧面全部包严，粘牢接缝处，放入烘箱。按要求的试验温度恒温4h，不得超过6h。 (2)关闭阀门1（图6.2.9），将连接开式三轴仪压力室与周围压力系统的管路接通。调试侧压力σ3至0.2MPa。将恒温水槽注满水。把恒温器的定温指针调至试验温度。在测试前接通电源，使恒温水槽的水到试验温度。水温可根据室温高低适当高于试验温度，以补充试验过程中恒温水槽中水温的损耗。
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） 0.0215 0.0431 0.0642 0.0856 0.1077 0.15116 0.20171 0.25162 0.30205 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 0.020.040.060.080.10 1731435873 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/r0 1 177 5 0.32 2 151 -21 -1.34 3 193 21 1.34 4 159 -13 -0.83 5 178 6 0.38 6 144 -28 -1.78 7 152 -20 -1.27 8 158 -14 -0.89 9 198 26 1.65 10 171 -1 -0.06 11 147 -25 -1.59 12 215 43 2.73 13 207 35 2.23 14 158 -14 -0.89 2.2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
土的回弹模量计算(道路工 程) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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 承载板试验（MPa）回弹变形（） 15 31 42 56 77 116 171 162 205 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2 1731435873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
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 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（di=Li-L(mm)di/r0 11775 2151-21 319321 4159-13 51786 6144-28 7152-20 8158-14 919826 10171-1 11147-25 1221543 1320735 14158-14 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（） ——回弹弯沉测定值的标准差（） 回弹弯沉测定值的自然误差（） 各测点的回弹弯沉值（）
回弹模量试验检测方法 回弹模量试验检测方法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(如贯人仪测定法和CBR测定法)。 承载板法 1.目的和适用范围 (1)本方法适用于在现场土基表面，通过承载板对土基逐渐加载、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。(2)本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。 2.仪具与材料 (1)加载设施：载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力梁。汽车轮胎充气压力为0.50MPa.2)现场测试装置，如图9-8所示，由千斤顶、测力计(测力环或压力表)及球座组成。(3)刚性承载板一块，板厚20mm，直径为￠30cm，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头，承载板放在土基表面上。(4)路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及其支架组成。(5)液压千斤顶一台，80～100kN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力计量程的1/100. (6)秒表。(7)水平尺。(8)其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 3.试验前准备工作 (1)根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物。(2)仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。(3)安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。(4)将试验车置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。(5)在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，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。(6)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。 4.测试步骤 (1)用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压0.5MPa，稳压lmin，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压lmin，将指标对零或记录初始读数。(2)测定土基的压力。变形曲线。用千斤顶加载采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环控制加载量，荷载小于0.1MPa时，每级增加0.02MPa，以后每级增加0.04MPa左右。为了使加载和计算方便，加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载后，稳定lmin，立即读记两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻
回弹模量试验检测方法 承载板法 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
一、承载板法 1．目的和适用范围 （1）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。 （2）本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。 2．仪具与材料 （1）加载设施:载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力架。汽车轮胎充气压力为0．50MPa。 （2）现场测试装置，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。 （3）刚性承载板一块，板厚20mm，直径为Φ30cm ，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头，承载板放在土基表面上。 （4）路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及其支架组成。 （5）液压千斤顶一台，80～100KN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力什量程的1／1oo。 （6）秒表。 （7）水平尺。 （8）其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 3．试验前准备工作 （1）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物； （2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。 （3）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。 （4）将试验卒置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。 （5）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，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。 （6）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。 4．测试步骤 （1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压、稳压1min，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压1min，将指针对零或记录初始读数。 （2）测定土基的压力一变形曲线。用千斤顶加载,采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环控制加载量,荷载小于0．1MPa时，每级增加0．O2MPa，以后每级增加左右。为了使加载和计算方便,加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载后，稳定1min，立即读记两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0，待卸载稳定1min后，再次读数，每次卸载后百分表不再对零。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均
回弹模量试验检测方法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（如贯人仪测定法和CBR测定法）。 承载板法 1.目的和适用范围 （1）本方法适用于在现场土基表面，通过承载板对土基逐渐加载、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。（2）本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。 2.仪具与材料 （1）加载设施：载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力梁。汽车轮胎充气压力为0.50MPa.2）现场测试装置，如图9-8所示，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。（3）刚性承载板一块，板厚20mm，直径为￠30cm，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头，承载板放在土基表面上。（4）路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及其支架组成。（5）液压千斤顶一台，80～100kN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力计量程的1／100. （6）秒表。（7）水平尺。（8）其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 3.试验前准备工作 （1）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物。（2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。（3）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。（4）将试验车置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。（5）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，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。（6）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。 4.测试步骤 （1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压0.5MPa，稳压lmin，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压lmin，将指标对零或记录初始读数。（2）测定土基的压力。变形曲线。用千斤顶加载采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环控制加载量，荷载小于0.1MPa时，每级增加0.02MPa，以后每级增加0.04MPa左右。为了使加载和计算方便，加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载后，稳定lmin，立即读记两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0，待卸载稳定lmin后，再次读数，每次卸载后百分表不再对零。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的30％时，取平均值。如超过30％，则应重测。当回弹变形值超过
回弹模量试验检测方法承 载板法 The pony was revised in January 2021
一、承载板法 1．目的和适用范围 （1）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。 （2）本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。 2．仪具与材料 （1）加载设施:载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力架。汽车轮胎充气压力为0．50MPa。 （2）现场测试装置，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。 （3）刚性承载板一块，板厚20mm，直径为Φ30cm ，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头，承载板放在土基表面上。 （4）路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及其支架组成。 （5）液压千斤顶一台，80～100KN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力什量程的1／1oo。 （6）秒表。 （7）水平尺。
（8）其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 3．试验前准备工作 （1）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物； （2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。 （3）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。 （4）将试验卒置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。 （5）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，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。 （6）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。 4．测试步骤 （1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压、稳压1min，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压1min，将指针对零或记录初始读数。
路基路面现场试验检测方法之回弹模量试验检测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，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。。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（如贯人仪测定法和CBR测定法）。 一、承载板法 1．目的和适用范围 （1）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。 （2）本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。 2．仪具与材料 （1）加载设施:载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆。在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力架。汽车轮胎充气压力为0．50MPa。 （2）现场测试装置，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。 （3）刚性承载板一块，板厚20mm，直径为Φ30cm ，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头，承载板放在土基表面上。 （4）路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及其支架组成。 （5）液压千斤顶一台，80～100KN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力什量程的1／1oo。 （6）秒表。 （7）水平尺。 （8）其他：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 3．试验前准备工作 （1）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物； （2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。 （3）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。 （4）将试验卒置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。 （5）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，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。 （6）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。 4．测试步骤 （1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压0.O5MPa、稳压1min，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压1min，将指针对零或记录初始读数。 （2）测定土基的压力一变形曲线。用千斤顶加载,采用逐级加载卸载法，用压力表或测
承载板测定土基回弹模量试验方法（T0943---95） 1．目的和适用范围 （1）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。 （2）本方法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。 2．仪具与材料 本试验需要下列仪具与材料： （1）加载设施：载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60kN的载重汽车一辆，作为加载设备。在汽车大梁的后轴之后约80cm处，附设加劲小梁一根作反力架。 汽车轮胎充气压力0.50Mpa。 （2）现场测试装置，由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。 （3）刚性承载板一块，板厚20mm,直径30cm，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座，供安放弯沉仪测头，承载板安放在土基表面上。 （4）路面弯沉仪两台，由贝克曼梁、百分表及支架组成。 （5）液压千斤顶一台，80~100kN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于计量程的1/100。 （6）秒表。 （7）水平尺。 （8）其它：细砂、毛刷、垂球、镐、铁锹、铲等。 3．方法与步骤 1．准备工作 （1）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物； （2）仔细平整土基表面，撒燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。 （3）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板置水平状态。 （4）将试验车置于测点上，在加劲小梁中部挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。 （5）在承载板上安放千斤顶，上面寸垫钢圆筒、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，千斤顶及寸垫物 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。 （6）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。 2．测试步骤 （1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压0.05Mpa，稳压1min,承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松 千斤顶油门卸载，稳压1min后，将指针对零或记录初始读数。 （2）测定土基的压力一变形曲线。用千斤顶加载，采用逐级加载法，用压力表或测力环控制加载量，荷载小于0.1Mpa时，每级增加0.02Mpa,以后每级 增加0.04Mpa,左右。为了使加载和计算方便，加载数值可适当调整为整数。 每次加载至预定荷载（P）后，稳定1min，立即读记两台弯沉仪百分表数 值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0，待卸载稳定1min后，再次读数， 每次卸载后百分表不再对零。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的