陕西关中地区土基回弹模量研究

结合试验段的现场试验和室内试验,从土基回弹模量值的常用确定方法对陕西关中地区的土基回弹模量取值加以分析,求得土基回弹模量与稠度和压实度相应的关系以及回弹模量与贝克曼梁弯沉值相关关系,在此基础上提出公路二级区划Ⅲ4区粘性土的土基回弹模量推荐值;给出陕西关中地区回弹弯沉检测标准的经验公式。     

土基回弹模量影响因素分析

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性.分析了影响土基回弹模量的主要因素,如压实度、含水量、稠度与压实度、回弹弯沉、CBR值、压实方式和龄期等.在此基础上,对现行的<公路土工试验规程>(JTG E40-2007)中测定土基回弹模量的方法进行了探讨,指出了其中的不足,并提出了几点建议.     

红砂岩路基动态模量与静态检测指标的关系研究

为掌握红砂岩路基现场动态模量的特点,通过便携式落锤式弯沉仪（PFWD）试验、现场承载板试验、贝克曼梁试验和压实度试验,分析红砂岩动态模量与静态模量、弯沉、压实度和含水率（稠度）之间的关系,并建立动态模量与这些指标之间的回归方程。研究表明:动态模量与静态模量、动态模量与弯沉、动态模量与压实度、动态模量与压实度和稠度均有良好的幂函数回归关系。因此,可采用PFWD来代替承压板试验、弯沉和压实度试验。     

水泥混凝土路面典型结构土基设计参数的研究

土基回弹模量是水泥混凝土路面结构设计的基础参数,受土质、含水量、压实度和测试方法等影响。通过现场试验确定了研究区水泥混凝土路面典型结构土基回弹模量、压实度和稠度的回归关系式,并确定了用于制定典型结构的土基回弹模量的等级划分。     

高液限红黏土回弹模量试验

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性。采用室内承载板法分析了高液限红黏土回弹模量与压实度、含水率、稠度和压实度、龄期以及最不利条件下回弹模量与压实度关系。结果表明回弹模量与含水率关系可以用幂函数E=Aw-n形式拟合;回弹模量随压实度的增大而增大;回弹模量与压实度和稠度指标具有良好的相关关系,不同地区不同土质其回归关系是不相同的;回弹模量随着龄期的增长有一定提高。同一压实度时,最不利条件下与最佳含水率条件下高液限红黏土回弹模量的相关关系为:E最不利条件=0.461 5E最佳含水率条件+21.041,R2=0.996 1。     

土基模量随季节变化对沥青路面设计的影响

在分析总结国内外土基回弹模量影响因素研究资料的基础上,建立稠度与土基回弹模量之间的回归方程,并提出以当量回弹模量代替不利季节土基回弹模量设计值。对路基验收弯沉值计算方法进行探讨,研究认为现行规范提出的验收弯沉值计算方法失去检测意义。     

土基回弹模量与压实度及含水量的相关性研究

选择代表性路段,通过室内外试验分别测定土基的含水量、干密度、压实度及回弹模量等指标,对试验数据进行回归分析,分别得出室内外试验条件下土基回弹模量与含水量和压实度间的关系,从而评价含水量与压实度对土基回弹模量的影响。     

粉煤灰路堤工程性状现场试验研究

通过现场碾压试验,研究粉煤灰用于路堤填料的工程性状。现场压实试验测试项目包括高程测量和压实度、承载板、弯沉测试。试验结果表明,只要控制好粉煤灰的含水率、摊铺厚度和压实工艺,粉煤灰路堤的压实度、回弹模量、弯沉量等指标完全能够满足规范要求。     

半刚性基层沥青路面弯沉验收标准研究

有文献表示以设计弯沉值作为路面弯沉验收标准值存在不适。文中结合JTG D50-2006《公路沥青路面设计规范》对路面弯沉检测标准值的规定,提出半刚性基层沥青路面弯沉验收标准值的计算方法。通过室内试验分析发现土基回弹模量-含水量、水泥稳定碎石回弹模量-养护龄期之间存在相关度较高的函数关系,据此得到任意时间的土基回弹模量和水泥稳定碎石模量;再结合试验得到的其他路面结构实际参数和层状弹性理论计算交工验收时路面的实际弯沉值,以此作为路面验收弯沉标准值判断路面弯沉是否满足要求。     

两种长寿命路面结构各层位参数影响性分析

通过Bisar3.0计算沥青路面结构的顶面弯沉、路基顶面压应变和沥青层底拉应变,将此3个计算结果作为指标值,以各个结构层的厚度和模量以及土基回弹模量为影响因素,通过设计正交试验,分析各层位参数对3个指标的影响量。结果表明,沥青面层厚度和基层回弹模量对沥青层底拉应变和土基顶面压应变有着较为显著的影响,而路表弯沉值受土基回弹模量的影响最为显著。     

细粒土路基平衡密度状态分析

为掌握细粒土路基的平衡密度状态及其变化原因，统计分析9条高速公路路床顶部的压实度和含水率检测资料，对3条黄泛区高速公路路基的压实度、含水率以及1条高速公路的路基模量进行全断面深度检测，并开展非饱和细粒土的湿化试验和弹性恢复试验。现场实测发现：在役路基除了实测含水率较最佳含水率有0~13.8%的增加外，相应的压实度出现了0~10%的线性衰减；其中，路床区、上路堤以及受水位波动影响较大的路基底部的压实度降低十分明显，而下路堤上部区域压实度基本维持不变甚至有所增大；路基压实度的变化与土的含水率密切相关。非饱和土三轴试验结果表明：土体湿化过程中，吸水导致体积膨胀和压实度衰减；当路床土吸湿至平衡湿度（含水率为18%）时，土体压实度降低5.07%。弹性恢复试验结果表明：压实路基土因变形恢复导致路基密度衰减；低含水率、高压实度和低上覆荷载条件下的弹性恢复较大，压实路床土弹性恢复导致的压实度降低值最大为0.5%；综合湿化和弹性恢复结果来看，两者占黄泛区路床区压实度衰减总量（约7%）的79.6%；此外，路基剪切模量的原位实测值较相同物理状态下的室内重塑土结果平均高出了60.64%，表明运营多年的高速公路路基土具有一定的结构性。因此，既有路基的评价应该同时考虑路基湿度增加、密度降低以及土体结构性等综合因素。     

路基回弹模量对沥青路面结构受力的影响

针对不同的路基回弹模量,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、面层内剪应力与压应力、基层底拉应力等沥青路面结构受力参数伴随路基回弹模量变化的趋势。分析结果表明:路基回弹模量对路表弯沉和基层底拉应力影响比较大,对面层剪应力和压应力影响较小,较高的路基回弹模量可有效提高路面的结构承载力和疲劳寿命,改善路面使用性能。     

基于Rayleigh波频散特征的路基模量反演成像方法与试验研究

路基动态回弹模量是影响路基路面结构耐久性与稳定性的关键参数之一。为了实现路基动态回弹模量无损检测精细化,基于Rayleigh波在弹性层状体系中的传播特性,揭示了Rayleigh波在基准路基路面结构中的理论频散特征,并通过显式瞬态动力有限元方法对路基路面结构体系中Rayleigh波场响应进行了数值计算,结合频域波数域变换法与相位移法建立了路基路面结构中Rayleigh波频散曲线的联合提取方法。通过将提取的Rayleigh波频散曲线按自适应遗传算法反演的路面各结构层模量值作为已知约束条件,进一步对路基工作区细化分层,以此建立了路基工作区动态回弹模量的反演成像方法。通过在足尺道路试槽内点对点依次进行Rayleigh波、FWD、承载板和弯沉测试,建立了各测试结果之间的相关关系。研究结果表明：Rayleigh波反演的路基动态回弹模量与其他测试方法相应结果的判定系数R²均大于0.85,且反演成像结果能够全面、清晰地反映路基的承载能力与压实质量。研究成果可为路基路面工作特性智能感知方法与技术的发展提供理论参考。     

动态变形模量与压实度、含水量及弯沉的相关性研究

动态变形模量Evd检测是目前国际上广泛采用的快速检测路基质量的方法。选择6种代表性的填料进行试验,分别测试路基的压实度、含水量、弯沉、动态变形模量。进行了Evd与压实度、含水量及弯沉的相关性研究,在此基础上提出用Evd检测路基压实质量的建议。     

黄土路基压实标准研究

为从理论上确定黄土路基的压实标准,首先确定以路表弯沉和路基顶面压应变作为受路基压实标准影响的沥青路面设计指标,根据半刚性基层沥青路面力学分析获得的路基内部压应变分布以及在试验路测得的行车荷载作用下路基内部的压应力分布将整个路基分为距路基顶面0~80 cm的路床和路床下路基两部分,通过分析路基回弹模量对于路面结构层厚度的影响确定了路基不同深度处的回弹模量要求,并试验研究了压实度对于压实黄土的回弹模量和浸水后附加压缩变形的影响。最后,结合路基不同压实区域划分、路基回弹模量的要求、压实度对于黄土力学性质的影响提出以回弹模量和压实度双控的黄土路基压实标准。     

黄土路基抗剪强度参数与回弹模量的研究

当前,国内对压实黄土路基的抗剪强度和回弹模量都进行了深入研究,但并未对抗剪强度和回弹模量的关系进行深入系统的研究;通过对晋南地区某高速公路路基进行现场回弹试验,并在路基上同一位置取土,重塑试样进行湿剪试验,研究增湿剪切变形量随回弹模量的变化规律以及抗剪强度参数随回弹模量E0的变化规律。     

黄泛区中高液限黏土动、静态回弹模量及预估模型研究

土体回弹模量是路基填料的重要力学指标和路面结构的主要设计参数。针对黄泛区中高液限黏土，开展了3种压实度、3种含水率和3种围压、7种附加应力水平下的动、静三轴试验研究，分别获得了189组工况下的动、静态回弹模量及其相关关系。研究结果表明：土体回弹模量与物理状态和应力水平密切相关，且土体动态回弹模量普遍高于其静态值，动态回弹模量以及动、静回弹模量比均随着偏应力比（附加应力与围压比值）的增加而呈指数式衰减，并可划分为快速衰减区、过渡区和缓慢衰减区，对应的偏应力比分别为0.2~1.0，1.0~2.0和2.0~3.0；在此范围内，土体的动态回弹模量为其静态回弹模量的1.21~1.91倍；同时，获得了土体归一化动态回弹模量与回弹应变的相关关系，提出了黄泛区中高液限黏土归一化动态回弹模量表达式，在偏应力比为0.2~3.0范围内，土体的回弹应变为34×10^-6~2 200×10^-6，处于变化敏感的小应变水平，归一化动态回弹模量随着应变的增加而快速减小，最大衰减至0.54，计算路基顶部竖向压应变的设计指标时，需要考虑动态回弹模量的衰减；最后，对现行规范的土体动态回弹模量预估模型进行了修正，提出了适合黄泛区中高液限黏土的三参数经验公式，并且建立了土体双参数静态回弹模量预估模型，对9种不同物理状态下的土体静态回弹模量进行了可靠预测。     

不同湿度粘性路基土动态回弹预估研究

研究以滤纸法测量了粘性路基土基质吸力,获得了土水特性曲线。通过动三轴试验,研究了不同含水量下粘性路基土动态回弹模量,并于试验后以滤纸法测量土样的基质吸力,并探讨了粘性路基土动态回弹模量与基质吸力的关系。研究表明,粘性路基土动态回弹模量随循环偏应力和含水量的增大而减小,随基质吸力的增大而增大。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在现有偏应力和体应力为变量的三参数复合模型基础上引人基质吸力的影响,进而提出综合反映湿度和应力状态的动态回弹模量预估模型。通过对试验数据进行回归分析,结果表明所选模型具有较高的决定系,证明所选综合考虑应力和湿度影响的模型具有较高的合理性与可靠性。模型的建立,不仅为南方多雨地区评价路基土在环境和交通荷载作用下长期性能提供了依据,也为基于动力学的路面结构设计提供了参数。     

室内承载板法测定土基回弹模量的理论修正

土基回弹模量是路面结构设计中一个重要的参数,能否选用合乎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。由于野外承载板法费时、费力,且测点位置的选取以及测点多寡对回弹模量的影响,室内试验是一种不可缺少的方法。以弹性层状体系理论为基础,对室内承载板法测定土基回弹模量进行了理论修正,利用有限元程序求出修正系数,并通过实例工程进行验证,结果表明室内承载板测定土基回弹模量应乘以0.95这个修正系数,为室内合理测定土基回弹模量值提供参考依据。