1、文库下载 免费文档下载http:/ 2008 年 9 月 第 9 期 HIGHWAY Sep12008 No19 文章编号:0451-0712(2008)09-0118-05 中图分类号:U416103 文献标识码:B公路路基回弹模量承载板试验方法研究石 鸿 1,谷志文 1,王选仓 2(11 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 西安市 710075;21 长安大学 西安市 )摘 要:,面结构下土基应力与位移系统计算分析的基础上,为准确测定土基回弹模量提供了依据。关键词:承载板;,路面结构厚度产生较大的影响。因此,在路面结构设计中,能否选用恰当的土基回弹模量直接关系到路面结构的安全性和经济性。我
2、国目前检测土基回弹模量的方法主要是公(JTJ059-95)上所规定路路基路面现场测试规程的两种,即贝克曼梁试验方法和承载板试验方法。然而对于承载板试验,现行规范中对于试验的加载上限存在争议。本文将对我国目前不同等级道路路面结构下的土基应力与位移进行分文库下载 免费文档下载http:/ 公路路基应力位移分析荷载下产生的应力与位移各不相同,为了统一计算不同等级公路土基应力及位移,以规范推荐结构组合为基础,适当扩大材料参数以及厚度的变化范围,利用弹性半空间体的计算方法1进行理论计算,然后通过调查已有不同等级道路路面结构进行验证。111 理论计算11111 行车荷载变化范围由于我国国民经济和公路交通运
3、输事业的发展,运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加,载货汽车的超载现象变得越来越严重,汽车超限超载已是普遍存在的问题。因此,根据重载道路路面设计方法研究中对重载交通荷载图式的分析,引入比利时方法中的轮载与轮压、轮胎接地面积关系的经验公式2,考虑了重载的轮压和轮胎接地面积,如表 1 所示。因为不同地区不同等级公路之间的土基在车辆表 1 轴重与轮压、轮胎接地面积关系轴重?kN 接地面积?cm2:/ 轮压?MPa60272913050155110035210158501710120392111170017651604721212570184720055213125501906文库下载 免费文档下载h
4、ttp:/ 1 可知,行车荷载变化的范围较大。为了便于计算,考虑超载作用时,取 3 个变化水平:半径 91305cm,轮压 01551MPa;半径 101585cm,轮压 0171MPa;半径 151472cm,轮压 01997MPa。11112 路面结构变化范围基础上,结合实际不同等级道路路面结构,论证地提出各等级路面结构厚度以及材料参数变化范围,同时适当扩大土基回弹模量取值范围,便于分析路面结构组合情况对土基顶面应力和位移的影响,取 E0 值为 20100MPa。结构层厚度和模量均考虑取 3 个水平,以高速、一级公路为例,设计参数如表 2 所示。如上所述,为了统一计算,在规范推荐结构3的收
5、稿日期:2008-08-082008 年 第 9 期 石 鸿等:公路路基回弹模量承载板试验方法研究表 2 高速、一级公路设计参数结构层水平 1面层基层底基层垫层土基文库下载 免费文档下载http:/ 正交试验计算水平 21200140060010060厚度?cm 水平 215303020-回弹模量?MPa水平 318404040水平 110001200300020水平:/ 免费文档下载http:/ 10 个因素,每个因素 3 种水平,采用正交试验表 L27(310),计算结果如表 3 所示。由表 3 计算结果可以看出,土基模量的大小对。当土基回弹表 3 高速、序号面层1234567891011
6、12131415161718192021222324252627121212121212121212151515151515151515181818181818181818厚度 h?cm 基层203030304040402020203030304040402020203030304040400M 垫层0202020404040404040000202020202020404040000土基206010060100201002060601002010020602060100100206020601006010020MPa01551017100199701710019970155101997015
7、5101710019970155101710015510171001997017100199701551017100199701551019970155101710015510171001997文库下载 免费文档下载http:/ 3 中的试验 20、22、27 均是土基小模量(20MPa)加大荷文库下载 免费文档下载http:/ 1mm。同时对于试验 3,路面结构层最薄时加上最大荷载,路基顶面产生的应力很大,都和道路实际使公 路 2008 年 第 9 期120用情况有较大出入。故应当剔除这 4 种极端的因素组合。而剩余的 23 种试验情况则均有可能在实际路面结构设计中使用,故对其计算结果进行分
8、析。取 95%保证率的 t 分布双侧置信区间,则对于高速、一四级公路,在行车荷载(BZZ-100)的http:/ 作用下,土基顶面受到的压应力为 01050115MPa,产生的回弹弯沉有可能超过 1mm。2 现场承载板试验荷载标准分析级公路而言,在不同影响因素组合情况下,土基顶面回弹弯沉值 l 的变化范围是 2316同理,对于二级公路而言,土基顶面回弹弯沉值 l 的变化范围是 2612112 实际道路验证为了进一步验证上述理论分析的结果,在全国范围随机选取不同等级的已建公路,采用公路沥青(JTJ014-97)中的标准轴载(BBZ 路面设计规范文库下载 免费文档下载http:/ 10165cm,
9、大小为 017MPa,计算土基顶面在荷载作用下产生的回弹现行规范中对承载板试验加载上限存在争议,总的原则是土基应基本上处于弹性变形的范围内,且大体符合路基变形情况。 公路路基路面现场(JTJ059-,对高速、一级以、水泥混凝,交通荷载传递到,实际上往往小于 011MPa,变形小于 013015mm;而当路面较薄、公路等级较低时,路基受力较大,变形就可能达到 015110mm。因此,应根据实际情况而定。公路部门多年使用回弹弯沉到 1mm 结束。但对于前一种情况,回弹弯沉达到 1mm 时土基的压力已经很大,产生了一部分塑性变形,使得所测回弹模量较实际情况偏小,一般土质路基模量都将随着荷载的增加而变
10、小,也即当采用较小的加载上限时,所测得的模量值较大。实际进行承载板试验时的情况证明了这一点,各地区实测路段的不同加载上限土基回弹模量值如表 6 所示。由表 6 可以看出:加载上限 015mm 时测得的模量值与加载上限 1mm 时有较大差距,最大差值近15MPa,而变异系数相差不大。已有研究表明4,5,较小范围的路基模量变化就会在上层路面结构设计时产生较大的影响,使得路面设计过于浪费或者不安全。由上述分析可知,不同等级的道路,即便其他条件相同,在行车荷载作用下路基相应的模量也不同。因而,在现场承载板试验测试路基模量时,就应当根据不同等级道路路基实际受力和变形情况确定试验的http:/ 加载上限,
11、这样才能使得所测得模量值符合实际道路使用情况,从而避免路面设计时出现偏差。由以上对各等级公路土基应力和位移的分析结果可知,相对于规范中的说明,高等级公路(二级以上)在进行承载板试验时可以控制回弹弯沉到 015mm 时结束,以接近实际行车荷载作用下的土基受力情况;而三、四级公路在进行承载板试验时应控制回弹弯沉到 1mm 时结束。3 推荐测试方法弯沉和压应力。不同等级道路路面结构以及在标准文库下载 免费文档下载http:/ 4 所示。113 结论分析综合以上各等级公路理论计算以及实际调查路段的分析结果,归纳如表 5 所示。由表 5 中数据可以看出,各等级道路根据实际结构计算所得的土基顶面回弹弯沉和
12、压应力与根据规范推荐结构理论计算的结果相差无几,从而证明了理论计算所拟各参数变化范围的合理性。两者之间存在的偏差是由于,对于规范推荐结构采用了不同结构层厚度、模量以及不同荷载组合情况下的正交试验,而对于实际道路结构只采用了规范中的标准荷载对既定结构层厚度和模量进行计算,而且我国现行规范中是以 BZZ-100 作为设计依据,因而造成了实际道路结构计算的结果有可能不在理论计算的范围内的情况。但是,可以看出这种差别相当小。因而,对于理论计算和实际结构可以综合起来考虑,认为对于高等级公路(二级以上),在行车荷载(BZZ-100)作用下,土基顶面受到的压应力现行规范中并未对承载板试验时具体采用何种200
13、8 年 第 9 期 石 鸿等:公路路基回弹模量承载板试验方法研究表 4 不同等级实际道路计算结果试验段结构层SAC216(多碎石沥青混合料)121文库下载 免费文档下载http:/ A 方案(砂砾土路基)AC220(?)(中粒式沥青混凝土)AC225(?)(粗粒式沥青混凝土)水泥稳定碎砾石水泥石灰综合稳定砂砾土土基SMA文库下载 免费文档下载http:/ 标段)AC230?()天然砂砾土基AC213(?)(细粒式沥青混凝土)AC220(?)(中粒式沥青混凝土)2153157253625511701006文库下载 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费
14、文档下载http:/ 路 2008 年 第 9 期 122表 5 各等级公路土基顶面回弹弯沉及压应力项目理论计算回弹弯沉 l0101mm实际道路391023164116371251170101425194610高速、一级文库下载 免费文档下载http:/ 三、四级理论计算实际道路651563.2114.81051213319010370106401http:/ pMPa文库下载 免费文档下载http:/ 6 不同加载上限土基回弹模量值不同加载上限156134215401634195312表 1p015试验段01mm61617121813101319131mm8191311子级255355455
15、5p015文库下载 免费文档下载http:/ 102 河南南阳 S231 线南阳市境二级公路湖北新樊高速公路终点段甘肃尹中高速公路二标550104818491964175p15p115108161918(3)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 pl 曲线。如曲线的起始部分出现反弯则修正原点后,在曲线上取各级荷载和回弹变形按线性回归方法计算土基回弹模量。4 结语(1)通过理论计算和实际道路结构验证,认为高注:表中模量值为考虑 90%保证率的试验段代表值控制方法做出明确规定,采用位移控制和应力控制实质是相同的。但是要控制承载板的回弹
16、变形即位移是比较困难的,往往不能一次加载到预定的位移,如果第一次未达到,就需要继续调整所加荷载的大小来使承载板的竖向位移达到预定大小。而控制应力则比较方便,只需利文库下载 免费文档下载http:/ 015mm 或 1mm 时http:/ 所对应的应力大小。为全面反映路段情况,可选择 3 个或 5 个代表点,取应力平均值作为应力控制的标准。(2)确定应力控制的分级。一般在加载上限的基础上等分为 5 个子级,同时为了对比分析不同加载上限时模量值,通常将 015mm 和 1mm 两个加载上限一起测试。设两个加载上限分别对应的应力为 p015 和 p1,常用的分级方法如表 7 所示。为简便起见,p1
17、分级中,小于 p015 的子级通常取与p015 子级中相近的,从而便于在实际加载过程中一次等级公路(二级以上)在行车荷载作用下,土基顶面受到的压应力(2)在进行现场承载板试验时,对于高等级公路(二级以上),加载上限一般取为回弹变形015mm 对应的应力,采用控制应力的方法;对于三级以下公路,则控制回弹弯沉到 1mm 时结束。(3)存在问题与进一步设想:从上述分析可以看出,对现场承载板试验加载上限只是进行了理论上的研究;所拟结构组合并未包含全国所有道路,尤其是特殊道路如填石路基、砂砾路基、风积砂路基等情况;所得加载上限尚未与原用标准进行大量的实际对比试验。因此,今后研究的方向在于进一步调查全国实
18、际路面结构组合情况,完善理论计算范围;进行两种标准的对比试验,以进一步验证推荐测试方法;分析改变加载上限后对模量测定值的影响以及对路文库下载 免费文档下载http:/ 2008 年 9 月 第 9 期 HIGHWAY Sep12008 No19 文章编号:0451-0712(2008)09-0123-04 中图分类号:TU451 文献标识码:B膨胀性泥灰岩边坡病害的防治李德林,吴臻林,拜亚男(中交第一公路勘察设计研究院有限公司 西安市 710075)摘 要:针对泥灰岩的工程地质特征,、地质、水文等角度,分析泥灰岩边坡地质病害产生的机理。从设计、,根据边坡坡率的大小提出了两种边坡防护形式。:/
19、关键词:泥灰岩;地质病害;1111 泥灰岩在阿尔及利亚东西高速公路均有分布,在西段尤为发育,具有分布路段长、范围广的特点,对路基、边坡的稳定影响极大。本区泥灰岩具有以下特点:(1)泥质含量高,钙质含量小,岩体抗压强度低,属于软质岩类;(2)具有弱中等膨胀性,自由膨胀率一般 50%60%,最大可达到 81%;(3)泥灰岩节理、裂隙发育,节理面光滑连续,岩体整体强度较低,见图 1;(4)岩石抗风化能力差,已开挖的边坡,如果裸露,短期内可使岩体完全风化(图 1 是刚开挖暴露出的岩石;图 2 是暴露一个月后,全风化的泥灰岩);文库下载 免费文档下载http:/ 泥灰岩边坡病害类型由于泥灰岩具有以上特征
20、,其岩土工程性质也不同于其他岩类,泥灰岩边坡开挖过程会出现以下问题。收稿日期:2008-08-08图 1 泥灰岩的垂直节理面(1)蠕滑。全风化的泥灰岩边坡开挖后,如长期裸露,经降雨入渗、蒸发干缩等反复变形,岩体的抗剪强度基本丧失。降雨入渗后土的物理状态呈流塑状,边坡表现为蠕动变形,即表层土的位移量远大于坡内土体的位移。这种破坏形式在雨季施工的砂质含量较高、粘粒含量少、渗透性强的边坡,变形尤为明显。(2)崩塌。泥灰岩一般存在两组互相垂直的节理面,这两组连续、光滑的节理面,将岩体切割成大块状砌体结面设计的影响等。参考文献:1 王凯 1N 层弹性连续体系在圆形均布垂直荷载作用下安:长安大学公路学院,20031文库下载 免费文档下载http:/ JTJ014-97,公路沥青路面设计规范S14 AASHTO-93,GuideforDesignofPavementStru2cturesS15 武和平.高等级公路路面结构设计方法M1 北京:人:/ 土木工程学报,198212 候荣国,王选仓.重载道路路面设计方法研究D1 西民交通出版社,20001文库下载网是专业的免费文档搜索与下载网站，提供行业资料，考试资料，教学课件，学术论文，技术资料，研究报告，工作范文，资格考试，word 文档，专业文献，应用文书，行业论文等文档搜索与文档下载，是您文档写作和查找参考资料的必备网站。文库下载 http:/
