土基回彈模量與彎沉值的互為校驗(yàn)計(jì)算
摘要:本文主要對(duì)土基回彈模量與彎沉值的互為校驗(yàn)計(jì)算進(jìn)行了闡述與實(shí)例論證,證明使用該計(jì)算方法得出的結(jié)果具有很好的相關(guān)性,在施工中與設(shè)計(jì)中具有一定的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:土基 回彈模量 彎沉
路基作為路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),其抵抗車輪荷載能力的大小主要決定于路基頂面在一定應(yīng)力大小下抵抗變形的能力?;貜椖A勘碚魍粱膹?qiáng)度或剛度,彎沉值反映土基在荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì),兩者都是用來(lái)衡量路面的承載能力的指標(biāo)。工程實(shí)際中可以互相校驗(yàn)計(jì)算回彈模量與彎沉值,來(lái)保證采用的工程質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)的可靠性。
通過(guò)測(cè)量土基的回彈彎沉可以計(jì)算得出其回彈模量,通過(guò)設(shè)計(jì)回彈模量值亦可計(jì)算出其應(yīng)滿足的彎沉值要求。下面就兩種試驗(yàn)方法及計(jì)算方法進(jìn)行探討。
一.土基回彈模量的計(jì)算方法
貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈模量試驗(yàn)方法是用彎沉儀測(cè)試壓實(shí)材料各測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值,通過(guò)公式計(jì)算求得該土基的回彈模量值。
1試驗(yàn)設(shè)備
測(cè)試車采用后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100汽車。
標(biāo)準(zhǔn)車參數(shù)
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標(biāo)準(zhǔn)軸載等級(jí) |
BZZ-100 |
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后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載P(kN) |
100±1 |
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一側(cè)雙輪荷載(kN) |
50±0.5 |
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輪胎充氣壓力p(MPa) |
0.70±0.05 |
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單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm) |
21.3±0.5 |
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兩輪中心距(cm) |
1.5d |
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輪隙寬度 |
應(yīng)滿足自由插入彎沉儀側(cè)頭的測(cè)試要求
|
路面彎沉儀:由貝克曼梁、百分表及表架組成。貝克曼梁采用5.4m加長(zhǎng)型。彎沉儀應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的檢定,合格后方可使用。
2準(zhǔn)備工作
選擇潔凈的土基表面,按規(guī)范要求布置測(cè)點(diǎn),一般測(cè)定23點(diǎn)。
3測(cè)試步驟
按貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈彎沉試驗(yàn)方法測(cè)定各測(cè)點(diǎn)處的回彈彎沉值Li。
4計(jì)算
計(jì)算全部測(cè)點(diǎn)的彎沉平均值 ,標(biāo)準(zhǔn)差S,自然誤差r0 。
S=
r0=0.675 S
需要注意的是應(yīng)計(jì)算各測(cè)點(diǎn)彎沉值與彎沉平均值的偏差值di,如果di與r0之比大于規(guī)定的極限值,則舍棄該測(cè)點(diǎn),然后重復(fù)計(jì)算剩余個(gè)測(cè)點(diǎn)的算術(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)差,彎沉代表值 。
=
+
S(
是與要求保證率有關(guān)的系數(shù),高速公路和一級(jí)公路可取
=2.0;二級(jí)公路取
=1.645;二級(jí)以下公路取
=1.5)
土基回彈模量E1=
p—測(cè)定車輪的平均垂直荷載(MPa);
—標(biāo)準(zhǔn)車雙圓荷載單輪傳壓面當(dāng)量圓的半徑(cm);
—土基泊松比(0.30~0.50,非黏性土可取0.30,高粘性土可近0.50);
a—彎沉系數(shù),為0.712。
例如:一路段經(jīng)檢測(cè),代表彎沉值為230×10-2mm。標(biāo)準(zhǔn)車雙圓荷載單輪傳壓面當(dāng)量圓的半徑為10.65cm,車輪平均垂直荷載為0.72 MPa,泊松比為0.40,土基回彈模量E1=2×0.72MPa×10.65cm×(1-0.402)×0.712÷(230×10-3cm)=40MPa。
二.土基彎沉值檢驗(yàn)的計(jì)算方法
道路設(shè)計(jì)中的土基回彈模量是針對(duì)不利季節(jié)的,而施工中的彎沉值檢驗(yàn)往往是在非不利季節(jié)進(jìn)行的,因此需要通過(guò)回彈模量來(lái)計(jì)算當(dāng)前土基應(yīng)該達(dá)到的彎沉標(biāo)準(zhǔn)值。
首先將設(shè)計(jì)土基回彈模量值E0調(diào)整到相當(dāng)于非不利季節(jié)的值E0′
E0′=K1E0
K1—季節(jié)影響系數(shù),不同地區(qū)取值范圍為1.2~1.4,各地可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。
土基頂面的回彈彎沉計(jì)算值計(jì)算
l0=9308 E0′-0.938
例如:土基回彈模量設(shè)計(jì)值E0為40MPa,該地區(qū)土基的季節(jié)影響系數(shù)為1.3,則土基回彈模量調(diào)整值E0′=40×1.3=52MPa,相應(yīng)的彎沉計(jì)算值為l0=9308×52-0.938=228.69×10-2mm。這個(gè)值就是對(duì)土基進(jìn)行彎沉檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)值,即對(duì)路段進(jìn)行彎沉測(cè)量后,代表彎沉值應(yīng)小于此標(biāo)準(zhǔn)值。
上述兩個(gè)實(shí)例表明根據(jù)彎沉值計(jì)算出的回彈模量與由回彈模量反算出的彎沉值具有很好的相關(guān)性,可以互相校驗(yàn)計(jì)算,在工程實(shí)際中具有實(shí)際使用價(jià)值,而且可以服務(wù)于道路設(shè)計(jì)之用。
參考文獻(xiàn):
【1】 JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》
【2】 JTJ034-2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》
