新疆地区路基回弹模量与含水量的关系研究

为了研究新疆地区路基回弹模量与含水量的关系,分析了新疆各区典型天然砂砾路基的压实特性及含水量对路基强度的影响,通过对新疆各区代表路段进行室内回弹模量与含水量试验和现场承载板试验,建立了新疆各区路基土回弹模量与含水量的室内及现场相关关系式.     

级配碎石回弹变形特性

级配碎石具有非线性的应力-应变特性,回弹模量是有效描述这一特性的参数,通过室内动三轴试验能够得到较好的模拟级配碎石回弹模量的模型。分析了影响级配碎石回弹变形特性的各种因素,并进行了试验验证。通过数据拟合发现,Uzan模型能更好地反映级配碎石的非线性回弹变形特性,且模型中的回归参数与级配中小于0.075mm筛孔的质量分数有一定的关联性。并针对影响级配碎石回弹模量的两个重要参数：级配中小于0.075mm筛孔的质量分数和含水质量分数,提出相应的取值范围建议。     

路基含水量对水泥混凝土路面疲劳寿命的影响分析

含水量对路基的回弹模量有显著的影响,而回弹模量是水泥混凝土路面板应力和路面弯沉的重要影响因素。为克服采用线弹性当量回弹模量进行路面结构分析带来的偏差,通过对粉土三轴试验数据拟合,获得了不同含水量下应力相关的非线性回弹模量参数。推导了精确的一致切线刚度矩阵,利用Abaqus用户材料子程序UMAT对应力相关的回弹模量模型进行有限元实现。基于路基-路面协调变形,建立三维有限元分析模型,调用移植的回弹模量模型对典型的水泥混凝土路面结构进行结构分析,获取路基土在不同含水量下的路面结构的应力应变响应,结合水泥混凝土路面的疲劳寿命关系分析路基土含水量对混凝土路面疲劳寿命的影响。研究结果表明:路基土含水量从最佳含水量-3%增加到最佳含水量+3%,回弹模量相应显著减小,路面顶面最大弯沉增加,路面板的板底最大拉应力增加,路面结构的疲劳寿命减少。     

级配砂砾基层沥青混凝土路面非线性分析

基于砂砾材料的应力应变关系具有明显的非线性,采用D×H=308 mm×220 mm大试件回弹模量试验结果结合数值模拟的方法,提出砂砾材料LH非线性承载力模型:E=(a+bσ3)σ1+c.基层模量按照LH非线性模型迭代和定值分别对砂砾基层沥青混凝土路面结构进行有限元分析,以竖向变形为控制指标,建立路面结构参数与交通量的关系.计算结果表明,基层模量非线性设计方法与现用基层模量定值设计方法更能充分发挥砂砾材料的特性,降低了路面结构参数的要求.因此,有必要研究粒料基层在非线性承载力条件下路面结构新的设计方法.     

路基土回弹模量湿度调整系数研究

路基回弹模量MR是公路沥青混凝土路面结构设计中唯一表征路基特性的力学指标,因此准确确定路基土的回弹模量是沥青路面设计中关键之一.通过对新疆地区常用路基土的室内静载承载板试验测试,分析含水量和压实度对回弹模量的影响规律,结果表明:含水量对回弹模量的影响非常大,而压实度同样是个重要因素;综合分析国内外关于回弹模量受湿度和土质类型影响的研究方法,确定以调整系数Fs为指标参数表征湿度对回弹模量的影响,计算得到适应新疆常用路基土的回归参数和调整系数.根据Fs和标准状态下的Eo确定路基土在任一状态下的回弹模量,并建议将路基回弹模量设计值肘MRopt修正为平衡含水量下的回弹模量MRequ,为相关规范的修订和后续公路建设提供理论支持.     

柔性路面设计中土基力学参数及其确定方法

本文简要回顾了土基力学参数的演变及确定回弹模量应考虑的因素，对高等级公路土基回弹量，由承载板法在压力变形曲线上以０．１ＭＰａ荷位确定方法具有合理性，并以此回弹模量与承载比ＣＢＲ建立了可供实用的相关式，以实参数（Ｋ，Ｗｃ）建立的强度模型用来计算回弹模量的方法是一项新的工作，室内成果与野外实测验证基本吻合。针对土质特性该研究结果，可用于修订现行规范，并可推广应用。     

新疆地区含砂低液限粉土路基回弹模量试验研究

通过新疆地区低液限粉土路基的室内杠杆承载板法试验,分析了影响土基回弹模量E0的主要因素:压实度K、含水率ρ、细粒土粉粘粒组成等,并总结回弹模量随这些因素的变化规律及相关关系。先考虑单一因素对于不同土质的土,当含水量为最佳含水量时其压实度与回弹模量之间具有良好的线性关系;当压实度一定时其回弹模量与含水率之间用乘幂函数回归也具有良好的线性关系。结合考虑压实度和含水率来回归分析回弹模量与它们之间的关系,结果与单一考虑时是一致的,并对今后的研究方向提出了建议。     

考虑含水量变化的路基回弹模量特性研究

路基回弹模量是表征路基抗变形能力与路面结构设计的重要力学参数,路基含水量是影响路基回弹模量的主要因素,但已有研究很少涉及含水量变化对路基回弹模量的影响规律。探讨路基土中含水量季节性变化规律以及回弹模量随含水量季节性变化规律,通过干湿循环试验,得出不同干湿循环次数、不同干湿循环阶段下甘肃重塑非饱和黄土的回弹模量变化规律。通过研究,可以得出,从工程上减少干湿循环对路基回弹模量的不利影响看,宜在最佳含水量偏湿一侧进行路基碾压。     

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。     

考虑非饱和土基质吸力影响的路基回弹模量研究

通过室内承载板试验测试某地重塑黄土土样在不同压实度与含水量状态下的回弹模量,探讨回弹模量与两者之间的关系。同时,利用压力板仪测定土样的土-水特征曲线,进一步分析基质吸力对回弹模量的影响。     

基于多源数据的红土砾料结构承载性能评价

为准确评估红土砾料结构层的路用性能，以赤道几内亚三个路段的红土砾料底基层为研究对象，采用现场承载板试验、PFWD动态回弹模量测试和贝克曼梁测试进行综合评价。结果表明:红土砾料的结构承载性能较好，影响因素有板结、湿度、荷载作用次数等，动态回弹模量与承载板模量、CBR值具有较好的相关性。     

刚果（布）北部地区土基回弹模量E0研究

结合刚果（布）2号公路工程的现场承载板试验和贝克曼梁弯沉试验研究了压实度、稠度、弯沉值与土基回弹模量E0的变化规律,得出了土基回弹模量E0与稠度和压实度、土基回弹模量E0与弯沉的经验关系式,并将现场实测的土基回弹模量值与查表法得出的值进行了对比,在此基础上,提出了刚果（布）北部地区的土基回弹模量E0推荐值。     

PFWD快速检测路基模量研究

为了研究合理的路基模量快速检测方法,在分析便携式落锤弯沉仪的动力测试原理基础上,确定了PFWD快速检测路基模量的数据分析方法,并根据路基实际工作条件,推荐了PFWD的标准配置及不同填料路基的承载板直径选用建议。提出了PFWD现场快速检测的步骤和注意事项,分析了其测试特点。通过现场路基的大量对比检测,分别建立了PFWD模量与承载板回弹模量、贝克曼梁弯沉及FWD模量之间的相关关系。结果表明,PFWD与其他检测方法具有良好的相关性,所建立的回归公式可供工程应用参考。因此,PFWD可用于快速可靠地检测路基模量,为路面结构设计提供依据和参数,并可进行路基质量快速评价和施工过程质量控制。     

水泥稳定碎石基层的弹塑性特性（双语出版）

为了认识水泥稳定碎石基层的弹黏塑性特性，优化路面结构的设计计算，选用路面常用的骨架密实和悬浮密实2种水泥稳定碎石基层材料，振动压实成型了Φ150×150 mm标准圆柱体试件，应用微机控制万能试验机，设定不同加载速率（0.5，1，1.5，2，4 mm·min^-1），进行简单加载、循环加卸载、抗压回弹模量、徐变和松弛等试验，测试试件的应力-应变及其随时间的变化，分析强度、刚度、徐变与松弛等变化规律及加卸载应力-应变特性，研究水泥稳定碎石基层的弹塑性特性，提出改进型本构模型。结果表明：加载速率对试验结果的总体影响小于4.4%（相对误差），且60 min的徐变变形最大为0.03%，14 min的应力松弛最大为6.9%，表明水泥稳定碎石基层的黏性极弱，可以忽略不计；每次加载卸载后均有回弹变形和永久变形出现，反映了水泥稳定碎石基层的弹塑性性质，且服从有应力强化的弹塑性固体模型，可以用广义圣维南模型模拟分析；提出的改进型邓肯-张本构模型数值模拟具有很好的有效性，可以用来分析水泥稳定碎石的应力-应变曲线；0.4σ_max（σ_max为水稳碎石混合料的破坏强度）对应的割线模量十分接近传统的回弹模量，说明简化的0.4σ_max取值法可以用来测试水泥稳定碎石基层的回弹模量；从总体路用技术性能来看，骨架密实型的水泥稳定碎石基层要优于悬浮密实型。     

水泥稳定碎石基层含水量对回弹模量影响的试验研究

路面半刚性基层的无侧限抗压强度与基层含水量的变化有关。采用现场承载板法测试了不同含水量基层的回弹模量,得出不同水泥掺量的水泥稳定碎石的含水量与回弹模量的关系。研究结果表明:水泥稳定碎石的回弹模量随着含水量的增大而减小。在低含水量和高含水量情况下,回弹模量变化趋势都较为平缓,当水泥稳定碎石的含水量状态处于第一界限含水量与第二界限含水量之间时,基层回弹模量对含水量的变化较为敏感。通过对比分析得出无侧限抗压强度高的水泥稳定碎石基层对含水量的变化最为敏感,从另一方面说明水泥掺量越大,基层回弹模量对含水量越敏感。基于试验结果,建议基层含水量应控制在4.5%最优含水量附近,可保证基层无侧限抗压强度不至于降低过大。     

路基土动态回弹模量室内试验加载序列的确定

采用多层弹性体系理论计算分析了我国沥青路面路基土的受力水平,对国内139个实际路面结构进行了计算统计,并据此确定了路基土室内三轴重复加载试验的加载序列,为改进回弹模量室内试验方法提供了参考。     

山西公路土基强度控制指标相互关系的研究

以山西地区的典型黄土试验段为依托,通过现场试验,提出了现场CBR、压实度K、含水量以及现场承载板模量E0之间的相互关系;通过室内试验,研究了不同含水量与不同压实度条件下回弹模量和CBR的变化规律;以含水量和压实度双指标为控制标准,分析现场与室内强度指标之间的相关关系。研究结果表明:室内试验各强度指标之间的相关程度高,现场试验各强度指标之间的相关关系较室内试验结果弱,室内和现场回弹模量存在一定的相关性,室内和现场CBR之间的相关性差。     

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。