道路土基回彈模量及其在路面結構中及影響

1、道路土基回彈模量及其在路面結構中的影響吳祖德（常州市建設工程施工圖設計審查中心， 江蘇213003）摘 要 本文介紹道路土基回彈模量確定方法及其自身的影響因素，并經(jīng)綜合分析，對道路土基模量在瀝青路面和水泥路面結構中的作用、地位及其影響因素，特別是借鑒對常州地區(qū)的瀝青路面的綜合分析，有助于設計人員進一步經(jīng)濟、合理地搞好道路的路面設計。關鍵詞 土基回彈模量 土質 含水量 壓實度 季節(jié)變化 常州情況1 前言我國水泥混凝土路及瀝青混凝土路路面的設計方法中，在路面結構設計中路基力學性能參數(shù)都是采用的土基回彈模量，它是我國路面設計的重要力學參數(shù)，它的確定直接影響到其它參數(shù)的選擇與結構設計的結果。由于土基的

2、受力特性是由構成土基的物理性質與土受力時的非線性決定的，所以土基的應力應變關系呈非線性，它的彈性模量是一個條件變量，是隨應力應變關系改變而變化的。為了使設計方法不復雜化，必須根據(jù)土基在路面結構中的實際工作狀態(tài)對其非線性的性質作相應的修正或簡化處理，再加上受土基物理性質的影響，環(huán)境因素的影響，土基回彈模量是一個關于土的類型、含水量、壓實度以及荷載類型、作用時間等的復雜函數(shù)，使其數(shù)值的確定比較困難，盡管多年來不少研究者致力于此方面的研究，但目前仍存在不少問題。本文主要敘述對土基回彈模量的確定，及其變化對瀝青路面與水泥混凝土路面的影響分析。2 土基回彈模量的確定2.1 承載板現(xiàn)場實測法 是在已建成路

3、基上，在不利季節(jié)用大型承載板測定土基00.5mm（路基軟弱時測至1mm）的變形壓力曲線，通過30cm的承載板，對土基逐級加載、卸載的方法，測出每級荷載下的相應的土基回彈變形值，排除顯著偏離的回彈變形異常點，繪出荷載P與回彈變形值L的P-L曲線，如曲線起始部分出現(xiàn)反彎應按圖1修正原點O，O則是修正后的原點。圖1 修正原點示意圖最后取結束試驗前的各回彈變形值按線性回歸方法由式（1）計算求得土基回彈模量E0值。 （1）式中：E0相當于各級荷載下的土基回彈模量值（MPa）；0土的泊松比，土基一般取為0.35; D 承載板直徑（30cm）； Pi、Li承載板各級壓強（MPa）及其對應的回彈變形值（cm）

4、。E0值大多數(shù)呈微凸形，少數(shù)（土較干而密實時）具有近似線性關系。因而，回彈模量值仍是隨著荷載壓力而減小的變量，應按路基實際受到的壓力（或回彈彎沉）大小來取值。但承載板試驗至什么情況結束，現(xiàn)在沒有統(tǒng)一的做法。對與干燥、中濕狀態(tài)路基的應力、應變PL曲線基本為線性關系，E0值的變化不大，基本是穩(wěn)定的。對高速、一級、二級公路半剛性基層瀝青路面，由于路面較厚，模量較高，交通荷載傳遞到路基的受力往往小于0.1MPa，變形小于0.30.5mm。雖然可采用0.1MPa前的應力應變曲線計算E0值，但因其應力小變形小，計算的E0值分散性大，甚至失真，因此建議采用0.51mm前的曲線計算E0值比較合理；而當路面較薄

5、，公路等級較低時，路基受力較大，變形就可能達到0.51mm。因此，應根據(jù)實際情況而定。公路部門多年使用變形到1mm結束。2.2 采用彎沉儀測定土基回彎沉值（1）“公路瀝青路面設計規(guī)范”（JTG D50-2006）中的公式如下： （2）式中：路基設計彎沉值（0.01mm）; P，測定車輪胎接地壓強（MPa）為0.7 MPa與當量圓半徑（mm）為106.5mm;土基的泊松比。一般為0.350均勻體彎沉系數(shù)，取0.712; EOD路基設計回彈模量（MPa）; K1不利季節(jié)影響系數(shù)，可根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定。在實測某路段土基回彈模量后，可通過下式確定某路段土基回彈模量設計值： （3）式中：某路段土基回彈模量

6、設計值；、S某路段實測土基回彈模量平均值與標準差保證率系數(shù)，高速公路、一級公路為2.0；二、三級公路為1.648;四級公路為1.5;不利季節(jié)影響系數(shù)，若在非不利季節(jié)測定應考慮季節(jié)影響系數(shù)，并根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗選用。（2）按公路路面基層施工技術規(guī)范（JTJ 034-2000）附錄A 中，先將土基回彈模量計算值（E0）按式（4）調整到相當于非不利季節(jié)的值（E0）：E0=K1·E0 （4）式中：K1季節(jié)影響系數(shù)，不同地區(qū)取值范圍為1.21.4，各地可根據(jù)經(jīng)驗確定。 土基頂面的回彈彎沉值，按回歸 式（5）計算： L0=9308 （5） 式中：E0土基回彈模量（MPa） L0土基頂面的回彈彎沉計算值

7、（0.01mm）根據(jù)常州地區(qū)，土基回彈模量與彎沉值的計算結果如下： 表1 土基回彈模量與彎沉值的計算結果序號E0（MPa）L0（mm）K11155.351.42204.091.43223.741.44263.201.45302.791.46322.631.47342.481.48402.131.49601.461.410801.111.42.3 查表法 如江蘇省地區(qū)根據(jù)江蘇省所處自然區(qū)劃圖為1、1a，摘錄列于表2： 表2 自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值區(qū)劃稠度土組0.800.901.001.051.101.151.201粘性土21.525.530.032.535.037.540.51a粉質土

8、22.026.532.035.037.540.5注：根據(jù)表2預測土基回彈模量值，當采用重型擊實標準時，土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高15%30%。由表例數(shù)據(jù)，按土基的不同稠度江蘇省土基回彈模量在20MPa40MPa之間。我市的土基回彈模量，根據(jù)公路自然區(qū)劃劃分，位于1和1a，根據(jù)公路瀝青路面設計規(guī)范（JTG D50-2006）P69頁，經(jīng)整理后詳見下表：常州市不同干濕狀態(tài)下的土基回彈模量值（MPa）表序號干濕狀態(tài)黏質土粉質土WcE0（MPa）WcE0（MPa）1干燥Wc1.1035.040.5Wc1.0535.040.52中濕1.10Wc0.9530.032.51.05Wc0.9026.532

9、.03潮濕0.95Wc0.8021.525.50.90Wc0.7522.04過濕Wc0.80（15）Wc0.75（15）注：1） Wc為土的平均稠度值；2）過濕狀態(tài)的回彈膜量是推算值。2.4 室內(nèi)試驗法 取代表性土樣在室內(nèi)根據(jù)最佳含水量下求得承載板的回彈模量E0值試驗結果，并考慮不利季節(jié)和不利年份的影響，乘以折減系數(shù)。根據(jù)設計路段的路基臨界高度及相應的路基干濕類型及土基含水量，確定代表不利季節(jié)土基的稠度值，當調查資料不足時，按路基的干濕類型，根據(jù)土基稠度參數(shù)表3選定值： 表3 折減系數(shù)土基稠度值折減系數(shù)0.90.60.72.5 換算法 通過現(xiàn)場大型承載板試驗測定土基回彈模量E0后，并同時測定土

10、基的壓實度K、土基稠度Wc以及室內(nèi)CBR值，建立E0與CBR之間可靠的換算關系，從而可以利用K、Wc和CBR值等推算現(xiàn)場土基回彈模量。各地的關系式均有所差異，這反映了地區(qū)性與土性的差異。2.6歷次規(guī)范對土基回彈模量的計算公式不同規(guī)范中彎沉值L0回彈模量E0值表，見表4。表4 不同規(guī)范中彎沉值L0回彈模量E0值表2.6.2各類規(guī)范及各地區(qū)經(jīng)驗公式計算的E0值MPa及其對比值%表，見表5。表5 各類規(guī)范及各地區(qū)經(jīng)驗公式計算的E0值MPa及其對比值%表2.6.310種公式的E0L0曲線圖,見圖2.圖2 10種公式的E0L0曲線圖3 影響土基回彈模量的因素在路面結構中，土基回彈模量的合理取值至關重要，

11、若土基回彈模量值取得過低，計算的路面厚度將會過厚，而實際土基回彈模量在要求的壓實條件下往往超過設計值，自然會造成資金的浪費；若土基參數(shù)取值過大，施工中土基回彈模量往往達不到要求，又會引起路面的過早損壞。所以在工程實踐中，應該綜合考慮各方面的因素，正確處理其內(nèi)在的聯(lián)系，推薦能正確反映土基強度的模量值。土基回彈模量與土的強度還沒有找出關聯(lián)的公式，故是兩個不同的力學參數(shù)，請設計中注意！3.1 不同性質土類對土基回彈模量的影響不同的土類會有不同粒徑的土顆粒，砂粒成分多的土，強度構成以內(nèi)摩擦力為主，強度高，受水的影響小，但施工時不易壓實。較細的砂，在滲流情況下，容易流動，形成流砂。粘粒成分多的土，強度形

12、成以粘聚力為主，其強度隨密度程度的不同，變化較大，并隨濕度的增大而降低。粉土類毛細現(xiàn)象強烈，路基路面的強度和承載力隨著毛細水上升、濕度增大而下降，在負溫度坡差作用下，水分通過毛細作用移動并積聚，使局部土層濕度大幅度增加，造成路基凍脹，最后導致路基翻漿，路面結構層斷裂等各種破壞。歸納為：土作為路基建筑材料，砂性土最優(yōu)，粘性土次之，粉性土層不良材料，最容易引起路基病害。3.2 含水量對土基回彈模量的影響經(jīng)試驗（1）：對粉質中液限粘土，試件含水量適度變化，對回彈模量的影響不大。對中液限粘土，含水量的變化對回彈模量有明顯的影響，而且，錘擊次數(shù)越多，土的壓實度越大，相應的回彈模量也越大；對于同一壓實度而

13、言，最佳含水量狀態(tài)下的土的回彈模量最大；當含水量大于最佳含水量時，不同土質的壓實度與錘擊次數(shù)的關系是不同的。通常開始階段隨錘擊次數(shù)的增加壓實度增大，當擊實到一定程度時，錘擊次數(shù)增加，壓實度不但不增加反而減小，說明土先逐漸壓實，后被擾動。經(jīng)試驗（2）：由于含水量較高時，壓實度并不隨擊實次數(shù)的增加而有規(guī)律地增加，可以采用靜壓成型的方法代替擊實方法來試驗不同含水量狀態(tài)下土的回彈模量變化：對于不同路基，飽水前后E0的變化幅度差別是相當大的，飽水后的E0值下降幅度可達90%;飽水后的E0值與土的塑性指數(shù)有一定關系，一般塑性指數(shù)大的土，下降幅度就大；含水量每增加1個百分點，E0值平均降低11.3%，試驗說

14、明含水量對黃土E0有顯著影響，故搞清路基所能達到的最高含水量對于確定土基模量非常重要。3.3 壓實度對土基回彈模量的影響壓實度是影響土基回彈模量的重要因素。對于城市快速路、主干路的填土路基，路床頂面下080cm要求壓實度達到96%、95%，路床頂面下80150cm要求壓實度達到94%、93%。充分壓實的土基可以發(fā)揮土基的承載強度，減小土基和路面在車輪荷載作用下產(chǎn)生的形變，增強土基的水穩(wěn)定性和強度穩(wěn)定性，有效地延長路面的使用壽命。壓實土的特性（各種土都有這種相似的擊實曲線）見圖3 粘土的E與和的關系，從圖可以看出：圖3 粘土的E與和的關系壓實土樣在浸水飽和后會有明顯的軟化現(xiàn)象，強度會顯著地降低，

15、這就是所謂的強度穩(wěn)定性問題；制備含水量低于最佳含水量的壓實土樣在浸水飽和前的強度很高，但浸水飽和后的強度卻大大降低，愈干的土樣，強度降低的幅度愈大，即強度穩(wěn)定性愈差；在最佳含水量時被壓實的土樣，浸水飽和后的強度最高，其浸水前后的強度差異不大，強度穩(wěn)定性最好。由此可見，要提高路基的強度就要控制土基的壓實度，而碾壓時的含水量是影響壓實度和浸水后路基強度的重要因素，即土基強度和壓實度及含水量有密切的相關性（詳見5）。實際中，對于路堤和堤壩等填土構筑物在無法避免浸水飽和時，控制其強度穩(wěn)定性尤為重要，這也是工程中總是要求在最佳含水量狀態(tài)下，把土壓實至最大干容重的原因，也是施工中，要求雙控（壓實度、彎沉值

16、）的原因。4 土基回彈模量變化對瀝青路面的影響我國現(xiàn)行規(guī)范中，瀝青路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以路面設計彎沉值為路面結構整體剛度的指標，也是路面厚度設計的主要依據(jù)。土基回彈模量是表征土基強度的，是路面結構設計的主要參數(shù)，它對路表彎沉和瀝青路面設計層厚度的確定影響是很明顯的。根據(jù)城鎮(zhèn)道路路面設計規(guī)范（CJJ169-2012）規(guī)定：“1.在不利季節(jié)，路基頂面設計回彈模量值，對快速路和主干路不應小于30Mpa，對次干路和支路不應小于20Mpa。當不能滿足上述要求時，應采取措施提高路基的回彈模量；2.路床應處于干燥或中濕狀態(tài)?！保ㄔ斠姳疚?.1常州市各級瀝青路面結構在不同

17、的土基回彈模量時的計算數(shù)據(jù)（2010年計算） 4.1 路表彎沉的影響經(jīng)試驗資料表明，土基回彈模量及基層厚度的變化組合對路表彎沉的影響比土基回彈模量與面層厚度、底基層厚度變化組合影響大些。即在不利條件下，土基強度與基層厚度的風險組合的結果會增大路表設計彎沉值。4.2 路基頂面彎沉和路表彎沉的綜合影響經(jīng)試驗資料表明，土基回彈模量E0、面層模量、基層模量、底基層模量、面層厚度、基層厚度、底基層厚度的每個參數(shù)的變化都可以減少土基頂面彎沉和路表彎沉，但減小土基頂面彎沉和路表彎沉最有效的方法是適當?shù)奶岣咄粱哪Ａ?。因此，各級道路應保證土基的強度和穩(wěn)定性，對土基的上層進行適當?shù)姆€(wěn)定處理，我市常用的是石灰土土

18、基處理。（詳見本文7.1常州市各級瀝青路面結構在不同的土基回彈模量時的計算數(shù)據(jù)（2010年計算）4.3 土基回彈模量變化對瀝青路面厚度的影響在其他條件不變，僅改變底基層石灰土的厚度及土基回彈模量所計算的結果見圖4，可見，提高土基的強度可以減少設計結構層的厚度，但是，當土基強度提高到一定程度時，土基強度的增加對瀝青路面設計層厚度的減低已不明顯，以及實際土基處理的可能性，在實際中土基回彈模量常用的取值范圍為：30MPa60MPa。圖4 設計層厚度隨土基回彈模量值的變化4.4土基回彈模量變化對瀝青路面的影響小結通過對比分析各結構層模量變化和厚度變化對路面路表彎沉、土基頂面彎沉的影響，確定影響瀝青路面

19、結構層設計的最不利組合形式；并考慮了土基回彈模量變化和瀝青路面結構設計層模量變化對瀝青路面結構設計厚度的影響，為確定土基回彈模量合理取值范圍提供了一定的依據(jù)。（1） 土基回彈模量是影響路表彎沉的重要因素，隨著土基回彈模量不斷增加，路表彎沉值會不斷減小。特別是土基回彈模量較低時，路表彎沉值的變化比較明顯，當土基回彈模量值E0從20MPa增大到80MPa時，路表彎沉值減小52.3%，而土基回彈模量值E0從80MPa增大到160MPa時，路表彎沉值僅減小25.9%；（2） 通過對路面各結構層模量和厚度的變化對路表彎沉的影響分折表明，土基回彈模量和基層厚度變化對路表彎沉值的影響比較大，即當土基回彈模量

20、值E0從20MPa增加到160MPa，且基層厚度從15cm增加到35cm時，路表彎沉值分別減小17.3%26.2%；（3） 在路面結構厚度和剛度不變的請況下，隨著土基回彈模量的增加，路表彎沉和土基頂面彎沉都在減少，但兩者的差值L基本不變。即減去土基部分產(chǎn)生的彎沉值以后，由路面結構本身所產(chǎn)生的彎沉基本上保持不變。說明土基回彈模量的變化對土基頂面彎沉的影響要大于對路表彎沉的影響；（4） 路面設計結構層厚度隨土基回彈模量的增大而減小，并且隨著模量值的增大減小幅度隨著減小。當土基回彈模量值E0由20MPa增加到30MPa時，設計結構厚度由46.1cm減小到36.7cm，設計結構層減小了9.4cm，而當

21、土基回彈模量值E0由70MPa增加到80MPa時，設計結構層厚度由16.3cm減小到12.8cm，厚度僅減小3.5cm。5 土基回彈模量變化對水泥混凝土路面的影響擬定水泥混凝土板的尺寸為4m×5m，為考慮某些結構參數(shù)的敏感性時，其它結構參數(shù)保持不變來考慮，其中基層的模量變化范圍為1300MPa1700MPa，底基層的模量變化范圍為400MPa700MPa，土基回彈模量的變化范圍為20MPa100MPa，水泥混凝土板的厚度變化范圍為20cm28cm。水泥混凝土板 Ec=30000MPa hc=24cm 基層 E2=1500MPa h2=20cm 底基層 E1=500MPa h1=15c

22、m 土基 E0=50MPa 根據(jù)試驗資料統(tǒng)計，土基回彈模量變化對水泥混凝土路面的影響結論如下：（1）在同一基層模量下，土基回彈模量的變化對基層頂面當量回彈模量的影響和對水泥混凝土板底荷載應力的影響比較大。（2）在同一底基層模量值下，土基回彈模量的變化對基層頂面當量回彈模量的影響和對水泥混凝土板底荷載應力的影響比較大。（3）隨著土基回彈模量和板厚逐漸的增加，板底荷載應力不斷的減小。（4）隨著基層頂面回彈模量荷板厚逐漸的增加，板底荷載應力不斷的減小。（5）在板厚較小時，地基強度對荷載應力的影響還略大些，但隨著板厚的增加，其減小板內(nèi)荷載應力的效果越來越不明顯。實際上，我國臺州試驗路已證實：面板厚度越

23、大，加強基層的效果越差，當面板厚度大于20cm時，加強基層的效果已不顯著。我國目前新建水泥混凝土路面以重交通道路居多，其面板厚度一般都在20cm以上，尤其對于高速公路，面板厚度一般都在24cm以上，若考慮車輪普遍超載。則設計出來的厚度還可能更大，此時地基強度荷載應力的影響已經(jīng)微乎其微。雖然計算表明基層對提高路面承載能力作用有限，但是也不能忽視基層的設計。各國從水泥混凝土路面的破壞有大部分是因基層強度或抗沖刷性能的不足而產(chǎn)生的，唧泥是導致混凝土面板損壞的重要原因，同時為防止較弱的基層在接縫處產(chǎn)生塑性累積變形，規(guī)范規(guī)定了基層頂面當量回彈模量的最小取值，以提高混凝土面板的整體性，減輕地基壓應力的不均

24、勻程度。從上述分析中可知，土基強度的提高對增大基層頂面當量回彈模量的影響比基層或底基層對基層頂面當量回彈模量的影響大。即土基強度比較高時，基層頂面當量回彈模量容易達到規(guī)范中最小值的要求。但是在水泥混凝土路面的設計中往往忽視土基回彈模量的取值，對土基回彈模量的分析研究也比較少，目前由于土基強度不足產(chǎn)生不均勻沉降而導致水泥混凝土面板脫空損壞現(xiàn)象已越來越引起人們的重視。6 土基模量隨季節(jié)變化規(guī)律及其數(shù)值的確定 由前述可知，土基回彈模量發(fā)生微小的變化都會引起整個路面結構較大的變化，并且土基回彈模量的變化對土基頂面彎沉的影響要大于對路表彎沉的影響，在一般比較合理的路面結構中，土基引起的彎沉占總彎沉的百分

25、比都將達到80%以上，而土基回彈模量的取值受到季節(jié)、含水量及壓實度等因素的影響，在路面設計中若仍采用查表法估算或按承載板法測量取最不利季節(jié)的回彈模量值作為土基強度的設計取值，就不能反映路基土真實的工作狀態(tài)，造成路面整體結構過厚，因此需要考慮土基回彈模量隨季節(jié)含水量的變化規(guī)律及其數(shù)值的確定。6.1 土基模量隨季節(jié)變化規(guī)律20世紀70年代前后，中國在全國范圍內(nèi)對季節(jié)影響系數(shù)進行了廣泛、全面的調查、試驗，初步確定了各種狀態(tài)、各種土質的季節(jié)影響敘述，其值變化范圍較大，大致為K=1.052.00，一般地K=1.11.4，與自然區(qū)劃、干濕狀態(tài)、土質等因素有關。試驗和理論分析表明，路基回彈模量E0對路表彎沉

26、的影響是很大的，而它又受到路基土濕度的影響，即路基土濕度增大，使路基模量E0降低，而路表彎沉值L增大。（1）由東北地區(qū)工程實例得出，不考慮冰凍期的影響，當含水量每減1%時。土基回彈模量值平均增加值為1.7MPa。（2）由華北地區(qū)工程實例得出，不考慮冰凍期的影響，當含水量每減1%時。土基回彈模量值平均增加值為4.1Mpa。（3）由西北黃土地區(qū)工程實例得出，當含水量每增加1個百分點時，土基回彈模量值平均降低8.5MPa，從而說明黃土強度受水的影響比較大。6.2 研究考慮改進目前的設計方法（1）AASHTO法中考慮季節(jié)變化確定土基模量值 由于受到降雨量的影響，一年中路基的含水量不時的會發(fā)生變化，不同

27、月份的土基回彈模量值也會隨之發(fā)生變化?，F(xiàn)行規(guī)范中采用最不利季節(jié)測定的土基回彈模量值作為土基強度的設計值，即在土基回彈模量取值的過程中沒有考慮一年中含水量變化對土基強度的影響。從以上分析中可以看出，這種影響是不能忽略不計的。雖然采用最不利季節(jié)的土基回彈模量值時從偏安全的角度進行設計的，但對于瀝青混凝土路面往往會造成路面偏厚的現(xiàn)象，而實際土基回彈模量在要求的壓實度條件下往往超過設計值，自然會造成資金浪費；或者由于土基強度過低，在較大的荷載作用下產(chǎn)生過大的塑性變形，對各種瀝青路面結構產(chǎn)生車轍和路面不平整；對于水泥混凝土路面，土基的塑性變形將使板塊特別是板邊和板角產(chǎn)生局部脫空而引起斷裂，使得道路過早的

28、損壞。 目前在我國瀝青路面設計方法中無論采用什么方法來確定土基回彈模量值都沒有考慮一年中含水量變化對土基強度的影響，即采用定值法來確定土基回彈模量值；在國外瀝青路面設計方法諸如：加州承載比法、殼牌設計法和美國的瀝青協(xié)會設計法中，雖然用不同的力學指標來表征土基的強度，但其根本與我國確定土基強度設計值一樣采用定值法來確定土基的強度參數(shù)。而在國外AASHTO瀝青路面設計方法中，考慮一年中土基回彈模量變化采用路基土的有效回彈模量作為設計參數(shù)，能夠真實反映路基土的工作狀態(tài)，為我們考慮土基強度的設計取值提供了一種新的思路。按AASHTO法考慮一年中不同模量取值對路面服務能力相對損傷的原則進行取值，用有效回

29、彈模量作為土基強度的設計值比最不利季節(jié)的土基回彈模量值有所提高，并且由于考慮了一年中季節(jié)變化對路面服務能力的影響，更能真實的反映路基隨季節(jié)變化的情況。（2）考慮采用等效土基回彈模量提出考慮季節(jié)變化對土基回彈模量取值的影響，引入等效土基回彈模量值作為我國路面設計新方法中土基強度的設計參數(shù)。但實際應用時需要觀察一年內(nèi)不同季節(jié)的土基回彈模量值，不利于具體操作，如果我們已知等效回彈模量同最不利季節(jié)回彈模量比值K的大小，可以根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范中推薦的最不利季節(jié)回彈模量值來確定等效回彈模量值，提高系數(shù)的幅度在1.51.6倍之間。7 常州市各級瀝青路面與不同土基回彈模量的組合分析常州市考慮江蘇省所處自然區(qū)劃，根據(jù)

30、不同土質、稠度，土基回彈模量在20MPa40MPa之間，由于城市道路路面設計標高受條件限制，常離地下水位較近，以及季節(jié)性土基含水量的影響，常處于過濕、潮濕狀態(tài)，根據(jù)常州地區(qū)土基回彈模量對土基頂面彎沉的影響圖（圖6）、土基回彈模量對各級路面結構的路表彎沉的影響圖（圖7）。圖6 土基回彈模量對土基頂面彎沉的影響圖7 土基回彈模量對各級路面結構的路表彎沉的影響7.1 常州市各級瀝青路面結構在不同的土基回彈模量時的計算數(shù)據(jù)（2010年計算） 小區(qū)支路表1 小區(qū)支路瀝青路面結構在不同土基回彈模量上時的路面頂面及各層頂面設計彎沉值和設計累計標準軸次層位結構層材料名稱厚度（cm）抗壓回彈模量（MPa）（20

31、°）抗壓回彈模量（MPa）（15°）各層頂面驗收彎沉值（mm）E0（MPa）202226303436405060701AC-20C5120016000.560.530.490.460.430.420.400.360.330.312二灰碎石（5:15:80）20130013000.660.630.580.550.510.500.470.430.290.36310%石灰土2055055020.61.951.761.611.491.441.351.171.040.944土基4.093.743.22.792.482.352.131.731.461.26累計標準軸次（×10

32、6次）0.350.460.680.941.321.481.893.164.806.767.1.2 支路 表2 支路瀝青路面結構在不同土基回彈模量上時的路面頂面及各層頂面設計彎沉值和設計累計標準軸次層位結構層材料名稱厚度（cm）抗壓回彈模量（MPa）（20°）抗壓回彈模量（MPa）（15°）各層頂面驗收彎沉值（mm）E0（MPa）202226303436405060701AC-13C4140020000.480.460.430.400.380.370.350.320.290.272AC-20C5120016000.560.530.490.460.430.420.400.360

33、.330.313二灰碎石（5:15:80）20130013000.660.630.580.550.510.500.470.430.390.36410%石灰土205505502.061.951.761.611.491.441.351.090.970.885土基4.093.743.202.792.482.352.131.731.461.26累計標準軸次（×106次）0.760.941.321.892.442.793.686.149.2713.07.1.3 次干道 表3 次干道瀝青路面結構在不同土基回彈模量上時的路面頂面及各層頂面設計彎沉值和設計累計標準軸次層位結構層材料名稱厚度（cm）抗

34、壓回彈模量（MPa）（20°）抗壓回彈模量（MPa）（15°）各層頂面驗收彎沉值（mm）E0（MPa）202226303436405060701AC-13C4140020000.300.290.280.260.240.240.230.210.190.182AC-20C6120016000.340.320.310.280.270.260.250.230.210.203二灰碎石（5:15:80）36130013000.390.380.350.330.310.300.290.260.240.23410%石灰土205505502.061.951.761.611.491.441.35

35、1.171.040.945土基4.093.743.202.792.482.342.131.731.461.26累計標準軸次（×106次）5.156.117.2810.515.715.719.530.750.666.37.1.4 主干道表4 主干道瀝青路面結構在不同土基回彈模量上時的路面頂面及各層頂面設計彎沉值和設計累計標準軸次層位結構層材料名稱厚度（cm）抗壓回彈模量（MPa）（20°）抗壓回彈模量（MPa）（15°）各層頂面驗收彎沉值（mm）E0（MPa）202226303436405060701SMA-13（SUP-13）4140020000.270.260.

36、240.230.220.210.210.190.180.172AC-20C5120016000.300.290.270.260.240.230.220.210.190.183AC-25C7100012000.340.330.300.280.270.260.250.230.210.204二灰碎石（5:15:80）36130013000.390.380.350.330.310.300.290.260.240.23510%石灰土205505502.061.951.761.611.491.441.351.171.040.946土基4.093.743.202.792.482.342.131.731.46

37、1.26累計標準軸次（×106次）5.426.549.7712.115.119.019.031.441.254.87.1.5 快速路 表5 快速路瀝青路面結構在不同土基回彈模量上時的路面頂面及各層頂面設計彎沉值和設計累計標準軸次層位結構層材料名稱厚度（cm）抗壓回彈模量（MPa）（20°）抗壓回彈模量（MPa）（15°）各層頂面驗收彎沉值（mm）E0（MPa）202226303436405060701SMA-13（SUP-13）4140020000.250.240.230.210.210.200.190.180.160.162AC-20C5120016000.27

38、0.260.250.230.220.220.210.190.180.173AC-25C7100012000.310.290.270.260.240.240.230.210.190.184二灰碎石（5:15:80）40130013000.350.340.310.290.280.270.260.240.220.21510%石灰土205505502.061.951.761.611.491.441.341.171.040.946土基4.093.743.202.792.482.342.131.731.461.26累計標準軸次（×106次）7.969.7712.119.019.024.331.4

39、41.274.274.2圖8 土基回彈模量及各級路面結構路表彎沉所適應的交通等級經(jīng)分析應注意以下幾點：（1）應盡量提高土基的壓實度，“城市道路工程設計規(guī)范”（CJJ37-2012）規(guī)定的各級道路壓實度。如城市快速路、主干道，路床頂面下為96%、95%。又如，次干路的標準為94%，城市支路路床頂面下為92%。（2）土基施工時，一定要進行“雙控”，即土基壓實度及彎沉值。因為沒有達到最佳干容重的干燥路基，強度也會很高，即彎沉值很小，但當環(huán)境變化，增加土基含水量后，強度會急劇下降，就達不到設計要求。當達到最佳干容重的土基，其飽和含水量的變化，不會很大，如圖3，由450公斤/厘米2，變至400公斤/厘米

40、2，下降11.1%，而壓實度為87%時，浸水飽和后，強度由560公斤/厘米2，變至56公斤/厘米2，強度下降90%。（3）道路路面設計應充分利用巖土工程地質勘察報告的資料，對所處的路床頂面以下80cm的土質所處的干濕度、土質以及設計所需要達到的土基回彈模量，對土基的上層進行適當?shù)姆€(wěn)定處理，這是目前道路路面設計中，保證工程質量最有效的方法，適當提高土基的模量，降低了路表彎沉值，也就提高了設計的累計交通量。常州經(jīng)驗見土基6%灰土處理的范圍和厚度參考表（表6）。表6 土基6%灰土處理的范圍和厚度參考表地基回彈量E0（MPa）6%灰土處理地基厚度干燥中濕潮濕過濕34（快速路，頂面彎沉2.48mm）20608030（主干路，頂面彎沉2.79mm）406026（次干路、支路，頂面彎沉3.20mm）204022（小區(qū)支路，頂面彎沉3.74mm）20注：常州土基處于過濕狀態(tài)時的土基回彈模量按E0=15Mpa計算。（4）從常州地區(qū)的圖8實例可統(tǒng)計出：1.小區(qū)支路路面結構不變，能適應的特輕交通量下，土基回彈模量從22Mpa提高到30Mpa，適應累計交通量可從0.46×106/車道，提