土基回弹模量与弯沉值的互为校验计算

摘要：本文主要对土基回弹模量与弯沉值的互为校验计算进行了阐述与实例论证，证明使用该计算方法得出的结果具有很好的相关性，在施工中与设计中具有一定的实用价值。

关键词：土基  回弹模量  弯沉

路基作为路面结构的基础，其抵抗车轮荷载能力的大小主要决定于路基顶面在一定应力大小下抵抗变形的能力。回弹模量表征土基的强度或刚度，弯沉值反映土基在荷载作用下的可恢复变形性质，两者都是用来衡量路面的承载能力的指标。工程实际中可以互相校验计算回弹模量与弯沉值，来保证采用的工程质量验收指标的可靠性。

通过测量土基的回弹弯沉可以计算得出其回弹模量，通过设计回弹模量值亦可计算出其应满足的弯沉值要求。下面就两种试验方法及计算方法进行探讨。

一．土基回弹模量的计算方法

贝克曼梁测定路基路面回弹模量试验方法是用弯沉仪测试压实材料各测点的回弹弯沉值，通过公式计算求得该土基的回弹模量值。

1试验设备

测试车采用后轴标准轴载BZZ-100汽车。

标准车参数

路面弯沉仪：由贝克曼梁、百分表及表架组成。贝克曼梁采用5.4m加长型。弯沉仪应经过计量检定机构的检定，合格后方可使用。

2准备工作

选择洁净的土基表面，按规范要求布置测点，一般测定23点。

3测试步骤

按贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验方法测定各测点处的回弹弯沉值L_i。

4计算

计算全部测点的弯沉平均值 ，标准差S，自然误差r₀ 。

S=

r₀=0.675 S

需要注意的是应计算各测点弯沉值与弯沉平均值的偏差值di，如果di与r₀之比大于规定的极限值，则舍弃该测点，然后重复计算剩余个测点的算术平均值及标准差，弯沉代表值 。

= + S( 是与要求保证率有关的系数，高速公路和一级公路可取 =2.0；二级公路取 =1.645；二级以下公路取 =1.5)

土基回弹模量E₁=

p—测定车轮的平均垂直荷载(MPa);

—标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径(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—弯沉系数，为0.712。

例如：一路段经检测，代表弯沉值为230×10^-2mm。标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径为10.65cm，车轮平均垂直荷载为0.72 MPa，泊松比为0.40，土基回弹模量E₁=2×0.72MPa×10.65cm×(1-0.40²)×0.712÷(230×10^-3cm)=40MPa。

二．土基弯沉值检验的计算方法

道路设计中的土基回弹模量是针对不利季节的，而施工中的弯沉值检验往往是在非不利季节进行的，因此需要通过回弹模量来计算当前土基应该达到的弯沉标准值。

首先将设计土基回弹模量值E₀调整到相当于非不利季节的值E₀′

E₀′=K₁E₀

K₁—季节影响系数，不同地区取值范围为1.2~1.4，各地可根据经验确定。

土基顶面的回弹弯沉计算值计算

l₀=9308 E₀′^-0.938

例如:土基回弹模量设计值E₀为40MPa,该地区土基的季节影响系数为1.3，则土基回弹模量调整值E₀′=40×1.3=52MPa，相应的弯沉计算值为l₀=9308×52^-0.938=228.69×10^-2mm。这个值就是对土基进行弯沉检验时应达到的标准值，即对路段进行弯沉测量后，代表弯沉值应小于此标准值。

上述两个实例表明根据弯沉值计算出的回弹模量与由回弹模量反算出的弯沉值具有很好的相关性，可以互相校验计算，在工程实际中具有实际使用价值，而且可以服务于道路设计之用。

参考文献：

【1】    JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》

【2】    JTJ034－2000《公路路面基层施工技术规范》