土基回弹模量的确定方法
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土基的回弹模量检测土基的回弹模量值是表征路基结构承载力,是公路改扩建工程中需准确测定的一项力学参数。
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f如贯入仪测定方法和CBR测定法1。
1.承栽板法该法适用于现场土基表面,使用BZZ-10o标准车和叶30cm的承载板,通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法,测定每级荷载下相应的土基回弹模量变形值,排除显著偏离的回弹变形异常点,绘出荷载P与同弹变形值L的P-L曲线,然后由变形值导出回弹模量的值。
该法测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用,本次现场检测即采用承载板法测定土基回弹模量。
2.贝克曼梁法该法适用于在土基、厚度不小于lm的粒料整层表面。
用弯沉仪测试各测点的回弹弯沉值,通过计算求得该材料的回弹模量值,也适用于在旧路表面测定路基、路面的综合回弹模量。
这种方法测定简单,一般工程单位广泛采用,但是由于标准荷载较难控制,测定结果往往较难应用于实际。
贝克曼梁弯沉测量仪测到的是最大回弹弯沉值,轮载、轮压和加压时间(行驶速度)是影响测定结果的三项加载条件,在测定前和测定过程中,必须认真检查是否符合规定要求,测定时,测试车辆沿轮迹带行驶。
由于影响承载能力的变量较多,可以预料各测设点的弯沉值会有较大的变异,因而通常采用统计的方法对每一路段的弯沉值进行统计处理,以路段的代表弯沉值表征路段的承载能力。
3.贯入仪测定法土基回弹模量也可用长杆贯入仪综合次数法(简称贯入仪测定法)测定,该法是利用长杆贯入仪,试验时记录测头击入土中每10cm所需的锤击次数,直至贯入土中80cm为止。
综合贯入次数是按布辛公式以距路基表面深度为5cm,15cm,25cm,35cm,45cm,55cm,65cm和75cm时的压应力略加调整作为各层的权数。
承载板法测定土基回弹模量记录承载板法是一种常用的土壤力学性质测试方法,用于测定土基的回弹模量。
下面是一个关于承载板法测定土基回弹模量的记录例子,包括实验准备、实验步骤、实验结果与分析等。
【实验标题】承载板法测定土基回弹模量【实验目的】通过承载板法测定土基回弹模量,分析土壤的力学特性。
【实验仪器与材料】1.承载板装置,包括承载板和回弹距离测量仪;2. 土基样品,约5 cm厚度。
【实验准备】1.准备合适的实验场地,确保平坦且没有障碍物;2.准备满足实验要求的土基样品;3.校准回弹距离测量仪,确保测量准确;4.确保承载板装置完好无损。
【实验步骤】1.将承载板装置放置在选定的实验场地上,确保承载板与地面接触均匀稳定。
2.在承载板上放置土基样品,调整其位置,使其紧密贴合承载板。
3.开始进行回弹距离测量。
使用回弹距离测量仪,在承载板上标定初始位置(标记为A点)。
4.在承载板上施加向下的荷载,增加至预定的荷载水平,保持一段时间后,减小荷载并停止承载。
5.使用回弹距离测量仪,读取承载板上的回弹距离,并记录下来(标记为B点)。
6.重复步骤4和步骤5,逐步增加荷载,直到达到预定的最大荷载值。
7.移除荷载,将土基样品从承载板上取下。
8.将实验数据整理并计算回弹模量。
【实验结果与分析】经过承载板法测定土基的回弹模量并记录实验数据后,可以进行以下结果分析:1.绘制回弹距离与已知荷载的曲线图,通过曲线图观察回弹距离与荷载之间的关系。
2.计算回弹模量。
回弹模量可按以下公式计算:回弹模量=(荷载峰值-荷载初始)/(B点回弹距离-A点回弹距离)【实验注意事项】1.实验场地选择要平坦且没有障碍物,确保安全操作;2.土基样品应当具有典型性;3.回弹距离测量仪需要准确校正;4.实验过程中需有专人观察和记录数据;5.实验完善后应将实验场地恢复到原样。
以上是关于承载板法测定土基回弹模量的记录例子,该记录包含实验准备、实验步骤、实验结果与分析等内容,供参考使用。
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)0.02 150.04 310.06 420.08 560.10 770.15 1160.20 1710.25 1620.30 205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20.02 0.04 0.06 0.08 0.1017 31 43 58 73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 117750.322151-21-1.34319321 1.344159-13-0.83517860.386144-28-1.787152-20-1.278158-14-0.89919826 1.6510171-1-0.0611147-25-1.591221543 2.731320735 2.2314158-14-0.89 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2.3计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值,并计算较大的偏差值与自然误差值之比,计算值如表3所示,由表可知:,故所有测点数据均有效。
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=o 356。
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L r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。
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。
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)0.02 150.04 310.06 420.08 560.10 770.15 1160.20 1710.25 1620.30 205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20.02 0.04 0.06 0.08 0.1017 31 43 58 73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/r01 177 5 0.322 151 -21 -1.343 193 21 1.344 159 -13 -0.835 1786 0.386 144 -28 -1.787 152 -20 -1.278 158 -14 -0.899 198 26 1.6510 171 -1 -0.0611 147 -25 -1.5912 215 43 2.7313 207 35 2.2314 158 -14 -0.892.2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2.3计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值,并计算较大的偏差值与自然误差值之比,计算值如表3所示,由表可知:,故所有测点数据均有效。
土基回弹模量试验方法土基回弹模量是指土壤在受到外力作用后,恢复到无应力状态所需的能力。
回弹模量试验被广泛应用于土壤力学性质的研究和工程应用中,是评价土壤反弹性、膨胀性以及动力稳定性的重要方法之一、下面详细介绍土基回弹模量试验的方法。
一、试验原理二、常用的试验设备和工具1.回弹模量仪:回弹模量仪通常由一个坚实的基座、一个冲击头、一个测量示值器和一个测试样品形成。
冲击头用来施加冲击力,而回弹模量仪则用来测量回弹变形值。
2.荷载装置:荷载装置用于给试样施加冲击荷载,一般由一个重锤和一片均匀的荷载板构成。
3.试样制备工具:制备试样的工具包括土壤取样器、土壤干燥箱、筛网、称量器等。
三、试验步骤1.初步准备工作(1)选择试验样品:根据需要,选择代表性的土壤样品,并对其进行初步分类和干燥。
(2)试验前准备:将试样制备成适当的形状,去除杂质和颗粒堆积,使试样平整。
2.制备样品(1)选取试样:从土壤样品中选取大小适当的试样,通常直径为60mm,高度为30mm。
(2)土样干燥:将试样放入土壤干燥箱中,将其在60℃±2℃下干燥至恒定质量。
(3)试样制备:将干燥后的土样均匀地放置在试模中,通过轻轻敲击和压实,使其达到一定的密实度。
3.进行试验(1)确定压缩率:首先在回弹模量仪上调整冲击头的高低位置,使其与试样顶面接触。
然后,通过一个准确的量具确定开始测试的初始压缩率,即试样刚刚开始压缩的高度。
(2)施加荷载:将荷载装置轻轻放置在试样上,以避免试样移动或改变密实度。
然后,用合适的重锤击打荷载板,使其与试样接触并施加冲击荷载。
记录下荷载的大小和冲击次数。
(3)测量回弹值:通过回弹模量仪测量每一次冲击后试样的回弹值。
每一次冲击完成后,将冲击头调节到与试样顶面接触,记录回弹值。
(4)完成试验:完成所需冲击次数,计算平均回弹值,并根据试验数据计算回弹模量。
四、数据处理与计算根据试验中得到的冲击次数、每次冲击的回弹值和试样的几何尺寸参数,可以计算出试样的回弹模量。
土基回弹模量试验方法一、试验原理及应用土基回弹模量试验主要是通过施加动力荷载,观测土壤回弹特性来评估土壤的弹性模量和变形特性。
试验中所用的冲击装置是根据土壤回弹的动力特性设计的,通过冲击动能对土壤施加冲击荷载,然后观测土壤回弹的速度和位移,利用回弹数据计算出土壤的回弹模量。
1.工程基础设计:回弹模量是土壤弹性模量的近似值,可用于工程基础设计中的土压力计算、地基沉降评估等。
2.地震工程:土基回弹模量试验可用于地震动力分析中的地基响应计算,对于评估土壤地震反应特性具有重要意义。
3.路基工程:土基回弹模量试验可用于路基工程中路面结构设计和路基变形预测,能够提高路基工程的质量和稳定性。
二、试验步骤1.准备工作:a.准备试验材料:准备土壤样品,并根据试验要求进行土壤样品的处理和调配。
b.安装试验设备:安装试验设备,包括回弹仪、冲击装置等。
2.样品制备:a.土壤样品处理:对土壤样品进行筛分、干燥等处理,使其符合试验要求。
b.样品制备:根据试验要求,将土壤样品填入模具中,制备成需要的试验样品。
3.试验执行:a.放置样品:将试验样品放入回弹仪的试验槽中,使其与回弹仪接触。
b.调整设备:根据试验要求,调整回弹仪的冲击能量和相应参数。
c.进行试验:用冲击装置对土壤样品施加冲击荷载,并记录回弹仪上的回弹数据。
d.重复试验:根据试验要求,重复进行多次试验以提高结果的准确性。
4.数据处理:a.数据记录:将试验过程中的数据记录下来,包括冲击能量、回弹速度、位移等信息。
b.数据分析:根据试验数据进行回弹模量的计算和分析,获得最终的试验结果。
5.结果评估:a.结果比较:将试验结果与相关标准进行比较,评估土壤的弹性性质和变形特性。
b.结果应用:将试验结果应用于相关的工程设计、施工和分析中,提高工程的质量和效果。
三、注意事项在进行土基回弹模量试验时,需要注意以下几点:1.样品处理:土壤样品的处理应符合试验要求,包括筛分、干燥等操作,以保证试验结果的准确性。
承载板法测定土基回弹模量一、目的与适用范围本方法适用于不同湿度和密度的细粒土。
二、主要仪器杠杆压力仪、承载板、试筒、量表、秒表.三、主要试验步骤1、按照击实试验的方法制备试样。
根据工程的要求选择轻型和重型法视最大粒径用小筒或大筒进行击实试验,得到最佳含水量和最大干密度。
然后用最佳含水量用上述试筒击实制备试件。
2、安装仪器3、欲压:用最大的预定单位压力p进行欲压,含水量大雨塑限的土,p=50~100Kpa,含水量小于塑限的土,p=100~200Kpa。
欲压进行1~次,每次欲压1分钟,欲压之后调整承载板位置,让试件恢复变形,4、测定回弹模量。
将预定单位回弹模量分为4~6份,作为每一及加载的压力,每级加载时间为1分钟,记录千分表读数,同时卸载让试件恢复变形,卸载1分钟时再次记录千分表读数,同时施加下一及荷载,如此逐级加载卸载并记录千分表读数,直到最后一级的荷载,为了使试验曲线开始的部分比较准确、第一,第二级荷载可用每一份的一半。
试件的最大压力可以略大于预定的压力。
四、计算1、各级荷载下的回弹变形回弹变形=(加载后读数平均值-卸载后读数平均值)×弯沉仪杠杆比2、各级荷载下的土基回弹模量Ei=πD×Pi(1-μ2)/4*L1Ei:相对与各级荷载下的土基回弹模量μ:土的泊松比D :承载板直径Pi:承载板压力L1:相对于荷载Pi的回弹变形(cm)3、土基回弹模量E0=πD×∑Pi(1-μ2)/4*∑L1E0:土基回弹模量μ:土的泊松比D :承载板直径Pi:承载板压力L1:相对于荷载Pi的回弹变形(cm)五、注意。
土基回弹模量测定方法一、人工试验方法人工试验方法是在实验室或现场进行的。
首先,选取足够量的土壤样品,并在一定温度和湿度条件下,将其装入一个回弹模量测定仪器中。
该仪器通常由一个金属盒和一个在其内部移动的撞击头组成。
然后,通过提升撞击头,并利用弹簧或压缩气体进行释放来施加一定的冲击力在土壤样品上。
撞击头与土壤的接触时间和冲击力的大小应严格控制,并记录下每次撞击的回弹程度。
通过多次撞击和回弹实验,可以得到不同冲击力下的平均回弹程度。
将这些回弹数据绘制成回弹曲线,然后通过直线或曲线拟合来计算回弹模量。
通常,回弹模量与撞击力之间的关系可以使用回归分析或者其他统计方法来确定。
二、自动试验方法自动试验方法是将土壤样品放入自动回弹模量测定仪器中进行测定的。
与人工试验方法相比,它具有操作简便、快速、自动化程度高的优点。
在自动试验中,一个电子测控系统控制着回弹模量测定仪器。
首先,将土壤样品放入测量仪器中,并设定适当的试验参数,如冲击力的大小和撞击次数。
然后,通过激光线或其他传感器来测量每次撞击后的回弹程度并记录下来。
最后,利用计算机软件对回弹数据进行处理,得到回弹模量的测量结果。
自动试验方法通常具有更高的准确性和可重复性,并且能够进行大量样品的快速测试。
此外,自动试验方法还可以与其他土壤力学性质的测定方法相结合,实现多指标同时测量。
总结来说,土基回弹模量测定方法通过测量土壤在受到一定冲击力后的回弹程度来评估土壤的回弹模量。
人工试验方法和自动试验方法是两种常用的测定方法,它们各有利弊,选择合适的方法取决于实际应用需求和实验条件。
城市道路土基回弹模量设计值的确定因素土基回弹模量城市道路土基回弹模量设计值的确定因素吴祖德(常州市建设工程施工图设计审查中心)内容提要城市道路设计规范规定,在不利季节,路基顶面设计回弹模量值,对于快速路和主干路不应小于30Mpa ;对于次干路和支路不应小于20MPa 。
除设计应满足此规定外,确定路基顶面设计回弹模量值时,还应与某些要求相结合考虑,本文综合叙述有关因素的考虑,供设计。
关键词城市道路土基回弹模量确定因素1 原状路基顶面回弹模量值的确定常州地区,按查表法,根据江苏省所处自然区划图为Ⅳ1、、、Ⅳ1a ,摘录列于表1:根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-xx)P69页,经后详见下表:表2 常州市不同干湿状态下的土基回弹模量值(MPa )表由上表可知,根据不同土质、稠度,土基回弹模量在20MP a ~40MPa 之间。
由于城市道路路面设计标高受条件限制,常离地下水位较近,以及季节性土基含水量的影响,常处于过湿状态,就是土基回弹模量的设计值为15MPa 。
2 常州地区各种设计土基回弹模量值的6%石灰土处理厚度对土基进行处理时,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:注:《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-xx)要求土基回弹模量值应大于30MPa ,重交通、特重交通公路土基回弹模量值应大于40MPa 。
3 各级沥青路面在不同土基回弹模量值时的设计累计标准轴次值注:增加交通量累计轴次值是土基回弹模量增加值的2.80-5.30倍。
当提高土基回弹模量设计值后,就可以满足高一级别道路的设计累计标准轴次值,也就是与原设计相比,提高土基回弹模量值,不增加路面厚度,就可以提高较多的设计累计标准轴次值。
4 结合路基区要求确定设计土基回弹值根据各级沥青路面路基工作区深度和现行规范挖方路基压实深度的综合要求,一般路基工作区深度要求为80cm ,重型要求为120cm (注:见公路路基设计规范)。
第六章新建路面设计与计算一、章节内容分析本章涉及的内容有土基与路面材料强度指标,双层体系路面厚度计算,沥青路面厚度计算,路面结构层弯拉应力验算。
此章节内容难度较大,应适当放慢授课速度。
二、教学目的掌握三层体系路面厚度计算;三、教学原则教师为主导,学生为主体,循序渐进四、教学方法讨论法,讲授法,理论联系实际法五、教学结构重点:1.路面材料抗压回弹模量的确定;2.双层体系路面厚度计算;3.三层体系路面厚度计算;难点:1.土基回弹模量,路面材料抗压回弹模量的确定;2.现行沥青路面厚度计算。
授课时数:6课时第一节土基与路面材料强度指标土基的强度可用若干指标来表达,我国是以路表设计弯沉值作为路面强度的设计控制指标,因此采用土基回弹模量E0来表示土基的强度。
土基回弹模量的确定可通过现场实测、室内实验法或通过经验公式计算确定。
(一)路表材料抗压回弹模量的确定1.基层材料测定法(1)压入承载板(2)弯沉测定法(3)顶面法2.反算法第二节双层体系路面厚度计算(一)双层体系弯沉的计算我国目前生产的汽车驱动轮大多数是由两个双轮组成,比较符合双圆图式的实际情况,双圆均布垂直荷载下双层弹性体系表面弯沉的理论计算公式为:L=2ρδαi/E0L:轮系中心处的路表弯沉值(cm)ρ:均布荷载(Mpa)δ:标准轴载单轮传压面当量圆半径(cm)αi:理论弯沉系数,它是h/δ和E0/E1的函数。
E0:土基回弹模量按双层体系表面弯沉的理论计算公式所得的弯沉值,与路上实际测定的弯沉值有一定的偏差,因此,需要进行一定的修正,在理论公式中加入一定的修正系数F,实际计算弯沉公式为:L S=2ρδαiF/E0F:为实测路表弯沉值L s与理论计算弯沉值L1之比,及F= L S/L1=αs/α1(二)双层体系路面厚度计算步骤1.确定路面设计弯沉值;2.确定土基回弹模量;3.确定路面材料回弹模量值;4.计算实际弯沉系数5.计算综合修正系数6.计算理论弯沉系数7.求算路面厚度。
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,cm
P——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=o 356。
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L r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(W c、W L、Wp、粒径组成等)、压实度(K h、K l),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。