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基本理论浅谈公路土基回弹模量

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基本理论浅谈公路土基回弹模量

土基回弹模量是公路路面结构设计的主要参数之一,因其受土质、含水量、压实度、测试方法等诸多因素的影响,使其数值的确定比较困难,也就给设计与施工带来很多的不确定因素和问题;许多路面设计指标和路面性能也都受土基状态的影响,如土基顶面弯沉、土基顶面压应变和内部应力状态等等,因此,现行的柔性路面的设计指标只考虑路面的受力变形状态是不够的,还应考虑是否可将土基的状态参数作为设计指标之一。
  现行路面设计规范中规定确定土基回弹模量的方法有三种,即查表法、室内实验法和野外承载板法。实践证明,实行重型击实标准后,土基回弹模量的提高与土质、含水量等因素有关,建立土基模量与土基顶面弯沉之间的关系并将其运用到具体的设计施工中去,指导控制施工质量。随着目前有完善的路面结构设计理论,但实际施工中还有许多不可预见的影响因素的存在,如设计参数、材料参数的变异性对施工质量的影响。
  国外公路路面设计方法有采用经验法的,有采用理论法的,也有采用半理论半经验法的,不同的路面设计方法表征路基强度的指标也不尽相同。如地基反应模量,即采用Winkler地基模型,反映土基顶面压力与弯沉关系的比例系数等。相应于各种设计方法的路基强度设计参数,均进行了大量的试验研究,提出了各自的确定方法,并在实践中得到了验证和完善。世界上许多组织(如AASHTO方法、Al方法、SHELL牌方法等)的柔性路面设计方法都采用了土基顶面压应变指标,通过对土基顶面压应变的控制来控制车辙和土基破坏的目的等。
  50年代至70年代末,我国公路部门曾组织力量在全国范围内进行了大规模
  的公路路基回弹模量实测及研究,并在1978年《公路柔性路面设计规范》(内部试行)稿中提出了公路路基碎(砾)石土、砂土及二级公路自然区划土组土基回弹模量建议值表,此表后被1986年《公路柔性路面设计规范》(JTJ014—86)及1997年《公路沥青路面设计规范》(JTJ014—97)沿用,一方面受到当时人力、物力及研究水平所限,加之当时施工采用的是轻型压实标准,不同于今天的重型压实标准,这些都使公路路基回弹模量的取值误差增大。80年代初,实行重型压实标准等。但是以上研究均属于对路基静态回弹模量的研究,关于路基动态回弹模量的研究,国内曾做过一些室内动三轴试验,也进行过利用落捶弯沉仪测定动荷载作用下的路表弯沉曲线反算路基回弹模量值的研究。实际上,三轴仪测定出的回弹模量是土材料的动回弹模量值,而用落捶弯沉仪测定的路表弯沉曲线反算的回弹模量则是土体结构的动回弹模量值,两者不可能在各种型式的路堤设计情况下都等效。另外,设计和测定中都未提及土的动阻尼特性,但要用动回弹模量进行分析必须涉及动阻尼问题。

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