回弹模量范文

2024-06-09

回弹模量范文（精选6篇）

回弹模量第1篇

1 常用检测方法

1.1 静载贝克曼梁试验方法

贝克曼梁弯沉测量仪的方法是把梁的端头穿过测定车后轴双轮轮隙, 置于车轮前方10cm左右的路面测点上。梁在后三分点处通过支点支承于底座上。梁的另一端处架设一百分表, 以测定端头的升降量。车辆以爬行速度向前行驶, 车轮经过端头时, 读取百分表的最大读数;车辆驶离后, 再读取百分表读数;两者差值的两倍即为路表面的回弹弯沉值。

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。测定时, 测试车辆沿轮迹带行驶。如仅使用一台贝克曼梁弯沉仪, 测点沿外侧轮迹带布置。测点间隔可为20~50cm, 视测定路段长度和要求精度而定。测定结果可点绘成弯沉断面图。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。

1.2 承载板试验方法

本方法适用于现场土基表面。使用BBZ—100标准车和φ30cm的承载板, 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, 排除显著偏离的回弹变形异常点, 绘出荷载P与回弹变形值L的P~L曲线。P~L曲线大多呈微凸形, 少数 (土较干而密实时) 具有近似线性关系。因而, 回弹模量值仍是随荷载压力增加而减小的变量, 应按路基实际受到的压力 (或回弹弯沉) 大小来取值。对于干燥、中湿状态路基的应力、应变P~L曲线基本为线性关系, E0值的变化不大, 基本是稳定的。对潮湿、过湿状态的土基的应力、应变P~L呈曲线, E0值随变形增大而减小。

1.3 动载FWD试验方法

目前, 国际上路面弯沉检测技术发展十分迅速, 落锤式弯沉仪 (FWD) 是目前世界上公认的比较先进的路面承载能力动载评定设备, 它具有无损、高效、高精度及采集数据量非常丰富的特点, FWD测速快 (每测点约40s) , 精度高 (分辨率为1μm) , 并较好地模拟了行车荷载的动力作用, 目前被认为是较为理想的路面无损检测设备, 特别是FWD能够准确测定多点弯沉, 可以量测到各级荷载作用下的路表面动弯沉曲线, 能够准确地反映弯沉盆的形状。FWD不仅克服了梁式弯沉仪的固有缺陷, 而且仪器本身重量轻, 解决了稳态动力弯沉仪的静力预载问题。1) 根据弯沉盆反算路面结构各层的模量, 研究路面材料在使用过程中的性能变化, 提供技术参数;2) 以FWD的弯沉盆作为指标, 评价路面整体强度, 为维护管理提供依据。

2 贝克曼梁、承载板及FWD试验方法的相关性

为了对路面的弯沉和路面的承载能力做出准确评价, 需要进行FWD和贝克曼梁、承载板之间的弯沉检测对比试验研究, 建立弯沉数据间的线性相关关系, 确保检测数据的准确性。

2.1 弯沉对比分析

郑汴路是连接郑州市和开封的一条一级公路, 选取其中从郑州东区 (K1+000) 至开封 (K14+150) 的一个施工段为试验路段。FWD检测的路面弯沉为动弯沉, 贝克曼梁和承载板检测的弯沉为静弯沉。试验的主要目的是通过对试验路段各结构层进行现场对比试验, 研究贝克曼梁、承载板和FWD3种设备在弯沉检测结果之间的相关性。

试验按照试验路段的施工顺序进行定点分层检测, 分别进行土基测试、底基层和基层测试、面层测试。本次试验共选取了2 0个测点, 在每个测点处分别进行贝克曼梁、FWD和承载板试验, 各项试验具体操作均按照《公路路基路面现场测试规程》 (JTJ 059-95) 之规定进行。

在面层的弯沉测试中, 考虑到承载板主要用于路面的基层和底基层的弯沉测试, 而用于面层的弯沉测试较少, 因此, 本次试验在路面弯沉测试过程中仅用FWD和贝克曼梁两种方法进行了检测, 由此可以看出, FWD和贝克曼梁的数据曲线形式较为相似, 数值上FWD略大。

2.2 相关性分析

由于三者检测得到的弯沉数据之间存在差异, 为了能充分发挥FWD先进设备的优势, 使其能直接用于路面设计和施工质量检测等领域, 应比较分析得出它们的关系。通过理论分析和比较证明了无论是动载还是静载都可以用相同的理论即常规的弹性层状理论来分析, 其误差在容许范围之内。虽然试验方法不同, 但是还是有一定内在联系的, 可以通过相关分析来建立之间的关系。

因测试数据受多种因素影响产生系统误差和随机误差, 并呈正态分布, 因此, 选用排序分组均方差分析剔除异常值。以FWD测定值为主变量进行排序, 按每组不少于5个样本值且各组内样本数服从正态分布的方法进行分组, 对每组内的样本值进行数理统计单因素均方差分析, 按±δ剔除异常值。对剩余的有效值应用最小二乘法回归分析, 分别选择线性、多项式、对数、乘幂、指数进行拟合回归, 选择相关系数平方值较大的回归分析结果。FWD与承载板的相关性次之, 而FWD与贝克曼梁的相关性最差, 由此可见:

1) 三种测试方法在相同的测试状况下, 弯沉测定值之间都具有良好的相关关系, 在一定条件下可以相互换算。2) 在回归分析的结果中可以看出, 二次多项式回归比线性回归的相关性要好一些。3) 弯沉对比试验是建立在具体路段基础之上的, 得出的结论只能适用于同样条件下的路面结构。

3 结论

本文对现行的土基回弹模量的测定方法进行了详细的研究介绍, 重点探讨了对现在工程中常用的三种测试方法进行了系统的比较, 分析了三种方法之间的相关性。由于土体的变形模量并非一个定值, 它是随应力水平的变化而变化的。因此, 在土体变形的计算中, 就应该随着应力水平的变化对变形模量作以修正, 以提高计算的精度。三种弯沉检测方法在数值上都是FWD最大, 贝克曼梁最小。三种测试方法在相同的测试状况下, 弯沉测定值之间都具有良好的关系, 在一定条件下可以相互换算。贝克曼梁与承载板的相关性最好, FWD与承载板的相关性次之, 而FWD与贝克曼梁的相关性较差, 且相关性回归中二次多项式回归比线性回归的相关性要好一些。FWD弯沉检测的可重复性很好, 而贝克曼梁在含有砂砾的结构层上受干扰较大, 可重复性相对来说也差的多。

摘要：土基回弹模量是公路路面结构设计的主要参数之一, 在沥青路面结构设计中, 土基的回弹模量是影响结构厚度最敏感的参数之一, 因为受土质、含水量、压实度、测试方法等诸多因素的影响, 土基回弹模量较小的变化会对路面结构厚度产生较大的影响。因此, 在沥青路面结构厚度设计中, 能否选用合适实际的土基回弹模量直接关系到路面结构的安全性和经济性, 选择合适的回弹模量的测定方法显得尤为重要。本文就回弹模量的测试方法及测试结果作以研究探讨。

回弹模量第2篇

路基回弹模量、含水量及稠度随时间变化规律的探讨

进行了公路路基回弹模量、含水量和稠度随时间变化规律的探讨,并且通过工程实例来回归路基回弹模量与含水量、路基回弹模量与时间、含水量与时间的相关关系式,为路基回弹模量的`取值提供参考.

作者：覃绮平作者单位：深圳市市政设计研究院有限公司,广东,深圳,518029刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(10)分类号：U4关键词：路基回弹模量含水量变化规律

回弹模量第3篇

试验选取河南南阳某二级公路作为试验段。该地区自然区划属于IV2a区,试验段土质为低液限粘土,天然含水量为25%,其土质液限为27.9,塑限为16.4。选定其中100m为一个试验段,回弹弯沉使用贝克曼梁弯沉仪测定,回弹模量使用承载板进行测定,压实度采用灌砂法测定。每10m选定一个测试断面,共选择10个断面,每一个测试断面上左右两幅上各选一个试验点。在测试点上分别测试该点土基回弹弯沉值、回弹模量值、压实度。

试验测试数据整理见表1:

利用试验路检测数据进行回归(其中第四号试验点数据偏差太大,认为属于异点可以舍弃不用),得出该地区土基回弹模量与弯沉之间关系的图表和关系式如图1、2。

相关关系公式为:E0=511.74l0-0.371(R=0.9241,n=19)(回归公式)

2 关系式验证

为检验试验回归的土基回弹模量与弯沉相关关系式的准确程度,通过使用规范推荐公式(1)E0=17029l0-1.0661、规范推荐公式(2)E0=2430l0-0.7:和试验回归公式E0=511.74l0-0.371分别计算,对计算结果进行对比,结果如表2。

从表2和图2可以看出,规范推荐公式1计算出来的土基回弹模量值都比实测值要小,最大偏差53.18%,最小偏差12.55%,平均偏差达到26.77%;规范推荐公式(2)计算出来的土基回弹模量值与实测值相差较大,最大偏差28.5%,最小偏差12.9%,平均偏差达到24.6%;而使用本次试验回归得到的公式计算出来的土基回弹模量值与实测值相差较小,最大偏差7.5%,最小仅为0.56%,平均偏差为2.4%。

注:取试验19个有效点进行分析,序号重新排列,以下同。

因此,规范推荐公式(1)和公式(2)的计算值普遍偏小,这两个公式不能合理反映出该地区土质的回弹模量与回弹弯沉之间的关系,因此推荐使用本次试验回归得到的公式进行计算。该公式较好的反映了弯沉值与土基回弹模量值间的关系。

土基弯沉测试比土基回弹模量测试简便、快速,所以可以利用弯沉值计算或检验土基回弹模量,这样可以大大减轻工作量,提高工作效率。施工的时候,因各地土质不同,应结合本地情况测量具体数据,得出具体公式,以便更好的施工。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程[S].北京:人民交通出版社,2008.

回弹模量第4篇

1 沥青冷再生混合料配比设计

为了尽可能地提高废旧混合料的利用率, 本文研究将再生混合材料的RAP含量设定为80%和100%。试验中的乳化沥青混合料和泡沫沥青混合料均采用山东中海70#沥青制备。RAP为当地公路铣刨旧沥青混料, 其公称粒径分为小于12mm和大于12mm两个档次。新集料为粒径在10~30mm的砂石料。

1.1 乳化沥青冷再生混合料设计

从国内外学者的研究情况看, 乳化沥青混合料的强度随水泥含量先增大后减小, 最佳水泥含量在1.5%左右。对于RAP含量为80%的乳化沥青冷再生混合料, 其配比为:65%粒径小于12mm旧料;15%粒径大于12mm旧料;20%新集料。对于RAP含量为100%的乳化沥青冷再生混合料, 其配比为:38%粒径小于12mm旧料;62%粒径大于12mm旧料。乳化沥青混合料的级配情况见表1。

我国设计规范中的预估乳化沥青含量为4%, 然而由于密度、组分、集料种类的差异, 乳化沥青含量和拌和用水量并不唯一。将乳化沥青和水按照1∶1配置成流体, 试验材料的乳化沥青含量和拌和用水量均为2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%。对乳化沥青混合料进行击实试验, 得出不同流体含量下的混合料干密度曲线, 见图1。

由图1可以看出, 随着流体含量的增加, 乳化沥青冷再生混合料的干密度先增大后减小, 且RAP含量为100%的混合料干密度小于RAP含量为80%的混合料。干密度峰值点对应的横坐标即为最佳流体含量。RAP含量为100%的混合料最大干密度为2.18g/cm3, 最佳流体含量为6.3%;RAP含量为80%的混合料最大干密度为2.186g/cm3, 最佳流体含量为6.4%。由此可以得出最佳乳化沥青的含量为3.15%和3.2%。

1.2 泡沫沥青再生混合料设计

泡沫沥青冷再生混合料分为粗粒、中粒、细粒三种。对于RAP含量为80%的泡沫沥青冷再生混合料, 其配比为:53.5%粒径小于12mm旧料;25%粒径大于12mm旧料;20%新集料;1.5%水泥。对于RAP含量为100%的泡沫沥青冷再生混合料, 其配比为:78.5%粒径小于12mm旧料;20%粒径大于12mm旧料;1.5%水泥。泡沫沥青混合料的级配情况见表2。

利用维特根发泡机对试验材料进行发泡实验, 得出不同发泡温度下的膨胀率和半衰期。试验结果表明, 发泡用水量在2%~4%之间, 最佳发泡温度为165℃, 最佳发泡用水量为3%。将试验材料的拌和用水量设置为5%、6%、7%、8%、9%, 对泡沫沥青混合料进行击实试验, 得出不同流体含量下的混合料干密度曲线, 见图2。

由图2可以看出, 随着含水量的增加, 泡沫沥青冷再生混合料的干密度先增大后减小, RAP含量为100%的混料最大干密度为2.188g/cm3, 最佳含水量为6.4%;RAP含量为80%的混合料最大干密度为2.2g/cm3, 最佳含水量为5.8%。通过计算可以得出, 最佳泡沫沥青的含量为2.8%和2.5%。

2 冷再生混合料抗压回弹模量研究

采用UTM试验机对RAP含量为80%和100%两种情况下的乳化沥青、泡沫沥青混合料进行抗压回弹模量试验。将试验温度设置为15℃、20℃、30℃、45℃四种, 研究不同温度下回弹模量的变化情况。

2.1 乳化沥青混合料抗压回弹模量

根据上一节的沥青混合材料配比设计, RAP含量为100%的乳化沥青拌和方案为:水泥用量1.5%, 油石比3.9%, 拌和用水量2.4%;RAP含量为80%的乳化沥青拌和方案为:水泥用量1.5%, 油石比4.2%, 拌和用水量2.2%。将试验得到的有效数据进行最小二乘法拟合, 得到不同温度下乳化沥青混合料回弹模量曲线, 见图3。

从最小二乘法拟合结果来看, 乳化沥青冷再生混合料温度与回弹模量的相关度较高, R2分别为0.9998和0.9948。从曲线变化趋势来看, 随着温度的增加, 回弹模量逐渐降低, 尤其是温度低于40℃以后, 80%RAP含量混合料的回弹模量明显高于100%含量RAP混合料。

2.2 泡沫沥青混合料抗压回弹模量

根据上一节的沥青混合材料配比设计, RAP含量为100%的泡沫沥青拌和方案为:水泥用量1.5%, 油石比2.8%, 拌和用水量4.8%;RAP含量为80%的泡沫沥青拌和方案为:水泥用量1.5%, 油石比2.5%, 拌和用水量4.4%。同乳化沥青一样, 将有效数据进行最小二乘法拟合, 得到不同温度下泡沫沥青混合料回弹模量曲线, 见图4。

由图4可知, 泡沫沥青混合料温度和回弹模量的相关度也较高, R2分别为0.998和0.998。从曲线变化趋势来看, 两种RAP含量的曲线基本保持平行, 这点与乳化沥青混合料有着明显差异。

2.3 不同混合料抗压回弹模量对比

将乳化沥青混合料和泡沫沥青混合料的回弹模量试验结果进行对比, 研究相同温度下4种沥青冷再生混合料回弹模量差异, 见图5。

由图5可知, 温度较低时, 乳化沥青再生混合料回弹模量明显高于泡沫沥青。当温度达到30℃时, RAP含量为80%的乳化沥青再生混合料回弹模量已经低于同含量下的泡沫沥青;温度升高到45℃后, 乳化沥青再生混合料回弹模量均低于泡沫沥青。由此可见, 在温度较高的地区应该选用泡沫沥青冷再生混合料;温度较低的地区应该选择乳化沥青冷再生混合料。

3 结论

沥青冷再生技术的实现减少了道路建设对石料、沥青、混凝土的需求, 有利于资源节约型社会的建设。本文对山东中海70#沥青进行发泡试验, 得出了乳化沥青及泡沫沥青的最佳含水量和最优沥青含量。并采用UTM试验机研究了RAP含量为80%和100%两种情况下的两种沥青抗压回弹模量。研究表明:

(1) 最佳乳化沥青的含量为3.15%和3.2%;最佳泡沫沥青的含量为2.8%和2.5%。

(2) 乳化沥青混合料温度低于40℃以后, 80%RAP含量的回弹模量明显高于100%含量, 但泡沫沥青两种RAP含量的回弹模量曲线基本保持平行。

(3) 在温度较高的地区应该选用泡沫沥青冷再生混合料;温度较低的地区应该选择乳化沥青冷再生混合料。

参考文献

[1]吴超凡, 曾梦澜, 赵明华, 等.乳化沥青冷再生混合料路用性能试验研究[J].公路交通科技, 2009, 26 (7) :27-32.

[2]张敏江, 刘峰, 李辉.冷再生材料路用性能的试验分析[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版, 2007, 23 (3) :363-366.

[3]曾梦澜, 于永生, 吴超凡, 等.水泥对乳化沥青冷再生沥青混合料使用性能的影响[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2008 (4) :59-62.

[4]郭寅川, 申爱琴, 张名成, 等.沥青路面复合式冷再生基层混合料路用性能影响因素[J].公路交通科技, 2014 (7) :32-38.

[5]邱俊, 高爽.乳化沥青冷再生混合料的室内试验研究[J].北方交通, 2014 (08) :85-87.

回弹模量第5篇

1试件尺寸

普通混合料的回弹模量试验上下加载板直径为120mm。根据美国NCHRP和NCAT的研究成果, 试件的最小尺寸不得小于集料最大公称粒径4倍的要求 (NCHRP REPORT, 2000) 。参照《公路沥青路面设计规范》 (JTC D50-2006) 提出的:“公称最大粒径等于或大于26.5mm的大粒径沥青碎石混合料宜采用大型马歇尔试件进行试验, 其试件尺寸为152mm×95.3mm”, 因此, 本次研究决定采用152mm×95.3mm的大型马歇尔试件。如图1.1所示。

2试验准备

首先调整试验机台座的高度, 使加载顶板与压头中心轻轻接触。然后以2mm/min的速率加载至0.2P进行预压, 保持1min。观察两侧千分表增值是否接近, 若两个千分表读数反向或增值大于3倍, 则表明试件是偏心受压, 应敲动球座适当调整, 至读数大致接近, 然后卸载, 并重复预压一次。卸载至零后, 记录两个千分表的原始读数。

3加载试验

实验准备完后, 进行抗压回弹模量的测定。

首先需要进行抗压强度试验。在万能材料试验机上加载, 采用2mm/min的加载速率, 均匀加载直至试件破坏, 读取荷载峰值P。

由此, 将峰值荷载大致分为10 级, 分别取0.1P、0.2P, …, 0.7P七级作为试验荷载。绘制Pi—△i曲线, 修正原点, 取0.5P时的模量作为设计参数。加载方式如图3.1 所示。

4 试验结果计算

记录各级荷载大小与回弹变形△Li, 将Pi—△i绘制成一条平顺的连续曲线, 使之与坐标轴相交, 得出修正原点。根据此修正原点坐标轴从第5 级荷载 (0.5P) 读取压力及相应的△L5。沥青混合料试件的抗压回弹模量按照式4.1 计算:

式中:Pi——施加于试件的各级荷载值 (N) ;

E——抗压回弹模量 (MPa) ;

h——试件轴心高度;

ΔE5——相应于第5级荷载时经原点修正后的回弹模量。

计算不同温度 (0℃、10℃、15℃、20℃、30℃) 下得出的间接抗拉强度如图4.1所示。

具体数据如表4.1所示。

5试验总结

由以上计算可知, 在20℃试验温度下, LSM-30的抗压回弹模量为1890MPa, 对比水泥稳定碎石基层72h的抗压回弹模量为1656MPa。LSM-30的抗压回弹模量比半刚性基层材料大12.4%, 表明大粒径沥青混合料具有较好的抗压性能, 能够有效减少由于采用半刚性基层出现的抗拉强度不足问题, 从而能够在保证道路使用性能的前提下通车。

摘要：基于《公路沥青路面设计规范》 (JTC D50-2006) 要求, 采用大型马歇尔试件作为试验构件, 对大粒径沥青碎石材料在0℃、10℃、15℃、20℃、30℃5个温度下对其抗压回弹模量进行了试验, 试验表明大粒径沥青混合料具有较好的抗压性能。

关键词：大粒径沥青碎石材料,大型马歇尔试件,抗压回弹模量

参考文献

[1]公路沥青路面设计规范 (JTG D50-2006) , 中华人民共和国行业标准, 人民交通出版社, 2006, 北京.

[2]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTG E20-2011) , 中华人民共和国行业标准, 人民交通出版社, 2011, 北京.

回弹模量第6篇

在路面结构层设计中采用水泥稳定碎石、 (石灰+ 粉煤灰) 稳定碎石等半刚性材料较为普遍, 基层的厚度及材料选择是设计工作中的关键, 关系到抵抗轴载、抗冻及水文等技术原理, 设计验算过程中采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性理论, 根据各层的回弹模量计算结构层厚度, 因此, 提出在施工环节通过改进试验方法提高路面基层的密度, 可对路面结构层在车辆荷载作用下的受力状态产生积极的影响。

2 我国《公路路面基层施工技术规范》[1] (JTJ034—2000) 行业标准

1) 用于二级和二级以上公路基层和底基层的级配碎石应用预先筛分成几组不同颗粒的碎石 (37.5~19mm、19~9.5mm、9.5~4.75mm) 及4.75mm以下的石屑组配而成。

2) 当级配碎石用做二级和二级以下公路的基层时, 最大粒径可控制在37.5mm以内, 用做高速公路和一级公路基层及半刚性路面的中间层时, 最大粒径宜控制在31.5mm以下。

3) 基层混合料最大干密度的确定采用《公路工程无机结合料试验规程》[2] (JTG E51—2009) 之规定, 使用径高150cm×150cm的击实桶即容积2 177cm3, 击实锤重4.5kg, 每层击实98 次, 分3 层重型击实成为试件, 通过7d标准养生 (室内温度20℃、湿度90%以上) ;7d的无侧限强度技术指标规定见表1所列。

4) 施工时使用12t以上的三轮压路机碾压, 每层的压实厚度不超过15~18cm;用重型振动压路机和轮胎压路机碾压时, 每层的压实厚度可达20cm, 压实度要求根据层位及稳定土粒径规定如表2 所列。

3 《公路路面基层施工技术规范》和《公路工程无机结合料试验规程》及公路存在的技术缺陷分析

1) 水泥稳定碎石作为半刚性路面基层材料, 使用的是无侧限抗压强度, 采用多粒径的连续级配与增大粗集料粒径可提高板体强度, 由于高速机一级公路设计标准较高, 故半刚性基层设计较厚, 加上机械化水平 (大吨位、高频率大振幅) 及性能非常优越, 可以满足压实要求, 所以, 应增加1 个粒径档次。

2) 二级公路由于交通渠化及混合运行的复杂性, 车辆的起步、刹车、掉头几率较大, 基层及面层更容易产生弯拉应力, 因此;基于保证半刚性基层的强度、耐久性与经济性, 更不能够减小组成级配设计的最大骨料粒径及其强度指标。

3) 结合《公路工程无机结合料试验规程》 (JTGE 40—2007) [3]及《公路土工试验规程》[3]之规定, 目前, 我国大部分技术行业, 半刚性基层材料的最大密度及强度试验依然执行标准击实方法, 该方法的最大弊病是不能够模拟路面基层抵抗车轮荷载的实际受力状态, 具有一定的理论局限性及失真性, 因此, 值得研究与改进。

4) 《施工技术规范》要求的干刚性材料强度范围太宽, 尤其是高速及一级公路的基层强度规定3~5MPa, 该规定应根据轴载的作用次数予以具体的更具有技术严肃性。

按照《公路路面基层施工技术规范》要求的中粒土和巨粒土控制水泥剂量为3%、4%、5%、6%、7%规定, 在水泥质量与骨料级配合理的情况下, 实际使用强度32.5MPa的水泥与4%~6%的水泥剂量完全可以达到5.0MPa甚至更高, 关键是保证粗骨料的粒径与级配范围得到充分利用。

5) 压实度标准问题:《公路路面基层施工技术规范》要求的二级和二级以下的压实度规定偏低, 因为二级和二级以下的公路承受汽车轴载的作用更为显著, 工程实践证明, 二级和二级以下的公路更容易产生车辙、拥包、开裂、弯沉值过大及过早发生疲劳破坏, 因此, 必须通过提高压实度标准来增大基层回弹模量和板体强度, 以保证路面结构层的使用耐久性。

4 提高压实度的技术研究与应用分析

据目前技术惯例, 在进行半刚性基层 (最大密度与无侧限抗压强度) 试验过程中结合《公路工程无机结合料试验规程》及《公路土工试验规程》技术原理, 试验成型时改用GTM试验方法取代标准击实试验法, 使混合料密度与强度进一步提高, 相对提高了压实度。该试验方法有以下技术特点与先进性:

1) 利用应力、应变原理设计混合料的各项力学指标, 使之剪切强度大于其所受的剪切应力并控制在满足要求的范围内, 在重载交通条件下出现车辙、拥包、推移等质量通病, 能够最大限度的模拟汽车荷载作用在路面上的力学状态。

2) 通过设定平衡状态、转数、试件高度、试件密度等4 种形式控制试验过程, 平衡状态指GTM试验机每旋转100r时混合料的应变很小, 抗剪切强度高, 该试验得出的混合料最大密度比较科学与准确。

3) 控制剪切安全系数GS, F:即沥青混合料的剪切强度Sg与最大剪应力 τmax的比值, GS, F应大于1.0, 在混合料压实试验过程中;GTM法可以测出混合料的剪切强度, 即混合料内部对所加荷载的抵抗力, 是由混合料的特性决定的。

4) 混合料的密度:指GTM法在平衡状态条件下试验完成的混合料密度, 此时可视为混合料不在发生塑性变形的密度。该密度是用以控制施工压实度的质量依据。

5 路面基层压实度对回弹模量及路面结构层厚度的影响分析[4,5]

根据《公路沥青路面设计规》[4] (JTGD50—2006) 之规定, 由设计年限累计交通量、确定路面设计弯沉值为依据进行路面结构层厚度计算, 计算原理采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系为理论依据, 同时, 要求轮间隙中心路表的实际弯沉不大于路面的设计弯沉, 即Ls≤Ld, 实际弯沉值计算见图1 所示。

1) 路面结构层的设计厚度取决于半刚性基层材料的板体回弹模量, 在沥青面层厚度及路基回弹模量一定的情况下, 基层材料的回弹模量越高则相对设计厚度可减小, 即节省了工程造价, 或不减小厚度的情况下可提高路面结构层的整体强度, 设计参考值如表3 所列。

2) 半刚性材料的无侧限抗压强度与回弹模量的换算关系

根据大量的室内试验数据表明, 半刚性材料的无侧限抗压强度与回弹模量存在正比例线性函数换算关系, 在保证率85%的条件下, 回弹模量E=236P+1000, 式中, E为半刚性材料的回弹模量, MPa;P为半刚性材料的室内无侧限强度, MPa。

3) 路面基层回弹模量对路面结构层计算厚度的影响分析通过半刚性材料的回弹模量对比根据当量元等效半径原理, 可演变成为以下 (见图2) 的3 层计算体系。根据计算公式可知;当E2提高了回弹模量的条件下, 待求得的路面厚度H相对减小, 最大限度地降低了路面结构层的设计厚度而经济。

6 结语

通过采用GTM法进行路面基层材料的密度试验, 相对提高了路面基层的压实度标准, 同时未改变质量检验评定标准所规定的技术指标, 由于基层材料的回弹模量也相对提高可减少设计厚度, 同时, 对保证路面结构层在汽车轴载的作用下, 减少路面车辙、裂缝、疲劳破坏及发挥耐久性具有技术意义与经济意义。

摘要：通过工程实践与设计原理, 总结分析路面基层的受力特点, 阐述通过技术手段提高基层压实度, 有利于提高路面结构层的回弹模量和降低允许弯沉值, 很大程度上可抵抗车轮荷载的抗弯拉能力, 同时可延长新建公路的动态稳定性及使用耐久性。

关键词：基层压实度,回弹模量,结构层厚度,影响分析

参考文献

[1]JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范[S].

[2]JTGE51-2009公路工程无机结合料试验规程[S]

[3]JTGE40-2007公路土工试验规程[S].