確定路基回彈模量E0 的常用方法

彭萬麗，劉 波

(1. 貴州省交通建設工程檢測中心有限責任公司;2. 貴州省建筑科學研究檢測中心綜合檢測所)

1 現場實測法

現場實測法是在不利季節，采用剛性承載板直接在現場土基上實測E0。目前采用的測試方法是按照《公路路基路面現場測試規程》JTJ 059－1995)的規定，用大型承載板測定土基0 ～0.5 mm(路基軟弱時測至1 mm)的變形壓力曲線，按式(1)計算路基回彈模量

式中:P，D 為荷載(kN)與承載板直徑，cm;l0b為計算回彈變形(0.01 mm);μ0為路基的泊松比，取0.35;E0b為用承載板法測得的路基回彈模量，MPa。

某路段的路基回彈模量設計值按式(2)計算

式中:E0D為某路段路基回彈模量設計值，MPa;E0b，s 為承載板實測路基回彈模量的平均值和均方差，MPa;Za為保證率系數，高速公路、一級公路為2，二、三級公路為1.648 ，四級公路為1.5;K1為不利季節影響系數。當在非不利季節實測路基回彈模量時，應考慮季節影響系數，取值根據當地經驗決定。

除了承載板測定方法之外，也可采用落錘式彎沉儀測定路基回彈模量值。落錘式彎沉儀采用直徑為30 cm 的承載板，錘擊荷載應與標準軸一側輪載相當，由此測得的路基因彈模量值 按式(3)計算

式中:E0p為用落錘式彎沉儀測得的路基回彈模量值，MPa;p，δ 為實測的承載板接地壓應力(MPa)與承載板半徑，cm;l 為實測的承載板彎沉值(0.001 mm)。

某路段路基因彈摸量設計值按式(4)計算

2 室內試驗法

取代表性土樣在最佳含水率條件下，用小承載板測得的回彈模量E0值，應考慮不利季節、不利年份的影響，乘以折減系數λ(表1)。不利季節土基的稠度值可根據設計路段的路基臨界高度及相應的路基干濕類型以及土基標定含水率來確定。

表1 指減系數λ

3 換算法

在新建土基上用承載板測定E0時，同時測定回彈彎沉l0、承載比CBR 與土性配套指標，并在室內按相應土性狀態進行E0、CBR 測試，建立現場測定與室內試驗結果的相關關系，得到E0－l0、E0－ CBR 的相關換算關系式，以此為基礎，可以單獨采用室內試驗方法確定E0值。

表2 為土基野外和室內E0與壓實度K(重型Kh、輕型K1)、wc的試驗關系式。根據土基穩定含水率的wc及壓實度Kh(或K1)，可得到相應的路基因彈模量E0值。對表中輕型擊實標準和重型擊實標準相應的E0值進行比較可以發現，重型擊實標準下的E0比輕型標準增加15% ～30%。

表2 土基E0、K、wc 關系式對比表

4 結構層回彈模量E1

結構層材料的回彈模量值是瀝青路面結構設計的重要參數。由于結構層材料性質的不同，測量回彈模量的試驗方法也不一樣。通常在選擇試驗方法和決定回彈模量取值時，應考慮下列因素:(1)測試方法簡便，測試結果穩定;(2)測得的模量值應較好地反映該結構層在路面結 構層位中的工作狀態和力學特性;(3)設計參數應與設計方法能較好地匹配。

我國現行《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50－2006)規定瀝青路面結構按設計回彈總彎沉和設計容許層底彎拉應力兩個指標控制設計厚度。無論采用那項控制指標設計厚度，各結構層的回彈模量均采用抗壓回彈模量。

半剛性材料的抗壓回彈模量按我國《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ 057－94)有關規定進行試驗測定，并按規定齡期，測定各類混合料的抗壓回彈模量值，即水泥穩定類材料為90 d，石灰穩定類材料為180 d，水泥粉煤灰穩定類為120 d。

瀝青混合料結構層的抗壓回彈模量按我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ 052－2000)進行試驗測定。當以路表彎沉值為設計驗算指標時，取標準試驗溫度為20 ℃;當 以層底拉應力為設計驗算指標時，取標準試驗溫度為15 ℃，以適應不同設計控制指標所對應的最不利環境溫度。

無結合料粒料結構層的抗壓回彈模量測試，可以在工地現場鋪筑整層試槽，通過承載板測定方法進行測試，詳見我國《公路路基路面現場測試規程》。