土基回弹模量测定方法

土基回弹模量测定方法铁工31210班第五组冯文章景贝贝周列郭杨李垚张伯轩李琨琨安斌麻超王飞扬实验方法的选择•土基的回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数，我国现有的规范已给出了不同的自然区域土质的回弹模量值的推荐值。•目前国内常用的方法有：承载板法、贝克曼粱法。一、承载板测定土基回弹模量试验方法•1.目的•在土基表面上通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载下相应的土基回弹变形值，经过计算求的土基回填模量。•2.适用范围（1）本方法使用于在现场土基表面上测定土基回弹模量。（2）本方法测定的是土基回弹模量可作为路面设计参数使用。•3.仪具与材料•（1）加载设施：载有铁块或集料等重物、后轴重不小于60KN的载重汽车一辆，作为加载设备。•（2）现场测试装置，如图所示，由千斤顶测力计（测力环或压力表）及球座组成。•（3）刚性承载板一块，板厚约20mm，直径为30cm，直径两端设有立柱可以调整高度的支座，供安放弯沉仪侧头，承载板安放在土基便面上。•（4）路面弯沉仪两台，由贝克曼粱(36m)、百分表及其支座组成。•（5）液压千斤顶一台，80-100KN，装有经过标定的压力表或测力环，其容量不小于土基强度，测定精度不小于测力计量程的1/100.•（6）秒表。•（7）水平尺。•（8）其他：细沙、毛刷、垂球、镐、铁锨、铲。4.方法与步骤1.准备工作•（1）选点。•（2）平整土基表面，用干燥洁净的细砂填平土基凹处。•（3）安装、调平承载板。•（4）试验车就位。•（5）安放千斤顶。•（6）安放弯沉仪。2.实验步骤•（1）用千斤顶逐级加载，注视测力环或压力表，至预压0.05MPa，稳压1min，使承载板与土基紧密接触同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压1min后，将指针对零或记录初始读数。•（2）测定土基的压力-变形曲线。用千斤顶加载，采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环控制加载量，荷载小于0.1MPa时，每级增加0.02MPa，以后每级增加0.04MPa左右。为了使加载和计算方便，加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载（P）后，稳定1min，再次读数，每次卸载后百分表不再对零。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值。如超过30%，则应重测。当回弹变形值超过1mm时，即可停止加载。•（3）各级荷载的回弹变形和总变形，按以下方法计算：•回弹变形（L）=（加载后读数平均值-卸载后读数平均值）×弯沉仪杠杆比•总变形（L'）=(加载后读数平均值-加载初始前读数平均值）×弯沉仪杠杆比•（4）测定总影响量a。最后一次加载卸载循环结束后，取走千斤顶，重新读取百分表初读数，然后将汽车开出10m以外，读取终读数，两只百分表的初、终读数差之平均值即为总影响量a。•（5）在试验点下取样，测定材料含水率。取样数量如下：•最大粒径不大于5mm，试样数量约120g；•最大粒径不大于25mm，试样数量约250g；•最大粒径不大于40mm，试样数量约500g；•（6）在紧靠试验点的适当位置，用灌沙法或环刀法等测定土基的密度。5.计算•1.影响量的计算。•式中：•Ti—测试车前后轴距(m)。•T2—加劲小梁距后轴距离(m)。•D—承载板直径(m)。•Q—测试车后轴重(N)。•pi—该级承载板压力。•a—总影响量(0.01mm)。•ai—该级压力的分级影响量(0.01mm)。aQTpDTTaiiii4)(22影响量修正系数承载板单位压力（MPa）0.050.100.150.200.300.400.50修正系数0.06a0.12a0.18a0.24a0.36a0.48a0.60a•2、绘制p-l曲线。•将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除异常点并绘出p-l曲线。如曲线起始部分出现反弯，应按下图所示修正原点。O则是修正后的原点。荷载压强（MPa）回弹变形（0.01mm）•3、计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值•式中：•Ei—相应于各级荷载下的土基回弹模量(MPa)。•μ0—泊松比，土基取0.35；•D—承载板直径30cm；•pi—承载板压力(MPa)；•li—相对于pi的回弹变形(cm)。)1(420iiLPDEi•4、土基回弹模量计算公式（线性归纳法）•式中：•μ0—泊松比。土基取0.35；•D—承载板直径30cm；•pi—承载板压力(MPa)；•li—相对于pi的回弹变形(cm)。iilPDE)1(42006．报告1）本实验采用的标准记录格式。2）试验报告应记录下列结果：（1）试验时所采用的汽车；（2）近期天气情况；（3）试验时土基的含水量；（4）土基密度和压实度；（5）相应于各级荷载下的土基回弹模量值；（6）土基回弹模量值。二、贝克曼梁测定路基路面回弹模量试验方法1.目的和适用范围本方法适用于在土基、厚度不小于1m的粒料整层表面，用弯沉仪测试各测点的回弹弯沉值，通过计算求得该材料的回弹模量值的试验；也适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。2.仪器和仪具(1)标准车。(2)路面弯沉仪：由贝克曼梁、百分表及表架组成。贝克曼梁由合金铝制成，上有水准泡，其前臂(接触路面)与后臂(装百分表)长度比为2：1，标准弯沉仪前后臂分别为240mm和120mm,加长弯沉仪分别为360mm和180mm。弯沉采用百分表量得。(3)路表湿度计：分度不大于1C。(4)其它：皮尺、口哨、粉笔、指挥旗等。3.方法与步骤1）准备工作（1）选择洁净的路基路面表面作为测点，在测点处作好标记并编号。（2）无结合料粒料基层的整层试验段(试槽)应符合下列要求：①整层试曹可修筑在行车带范围内或路户及其他合适处，也可在室内修筑，但均应适于用汽车测定弯沉。②试槽应选择在干燥或中湿路段处，不得铺筑在软土基上。③试槽面积不小于3m*2m,厚度不宜小于1m。铺筑时，先挖3m×2m×1m(长×宽×深)的坑，然后用欲测定的同一种路面材料按有关施工规范规定的压实层厚度分层铺筑并压实，直至顶面，使其达到要求的压实度标准。同时应严格控制材料组成，配比均匀一致，符合施工质量要求。④试槽表面的测点间距可按上图布置在中间2m×1m的范围内，可测定23点。2）测试步骤按本P182的方法选择适当的标准车，实测各测点处的路面回弹弯沉值Li。如在旧沥青面层上测定时，应读取湿度，并按P182规定的方法进行测定弯沉值的温度修正，得到标准温度20摄氏度时的弯沉值。4.计算（1）按下式计算全部测定值的算术平均值(L)、单次测量的标准差(S)和自然误差(r0)：（2）计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值di=Li-L，并计算较大的偏差与自然误差之比di/r0，当某个测观测值的di/r0值大于下表中的d/r极限值时则应舍弃该测点，然后重复上述步骤计算所余各测点的算术平均值(L)及标准差(S)。（3）按下式计算代表弯沉值（4）按下式计算土基、整层材料的回弹模量(E1)或旧路的综合回弹模量：5.报告报告应包括弯沉测定表、计算的代表弯沉、采用的泊松比及计算得到的材料回弹模量E1等，对沥青路面应报告测试时的路面温度。