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文檔簡介

1公路工程行車荷載、環(huán)境、土基、路面材料行車荷載軸載軸載作用次數(shù)環(huán)境公路自然區(qū)劃溫度濕度土基濕度狀況力學(xué)強(qiáng)度特性承載能力路面材料強(qiáng)度特性疲勞特性變形特性2023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常2行車荷載的分析基本要求了解車輛的類型、軸型,明確我國路面設(shè)計規(guī)范選用的標(biāo)準(zhǔn)軸載。了解車輛對路面的作用力及動態(tài)特點(diǎn),熟悉軸載、輪載、輪壓、接觸面積的計算和換算,建立荷載的單圓圖式和雙圓圖式的概念。區(qū)分交通量和軸載譜的含義,建立軸載換算和輪跡橫向分布的基本概念,熟悉設(shè)計使用期內(nèi)累計軸載作用次數(shù)的計算方法。3車輛的類型客車小客車重量輕車速快中客車6-20座大客車20座以上貨車整車貨箱與發(fā)動機(jī)為整體牽引式掛車牽引車與掛車分離牽引式半掛車牽引車與掛車分離,但通過鉸接相互連接,牽引車的后軸也擔(dān)負(fù)部分荷載,貨車箱的后部有輪載系統(tǒng),前部鉸接懸掛在牽引車上。2023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常4車輛的類型2023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常5車輛類型對路面設(shè)計的影響重型貨車與大客車對路面起決定作用,輕型貨車與中、小客車影響很小??紤]路表面特性要求時,如平整度、抗滑性等,以小汽車為主要研究對象。汽車的重量主要以車軸與車輪傳遞給路面,所以路面設(shè)計主要以軸重為荷載標(biāo)準(zhǔn)。2023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常6汽車的軸型軸型(如圖2-1)前軸絕大部分車輛的前軸為單輪單軸軸重約為汽車總重的1/3后軸單軸、雙軸、三軸大部分汽車的后軸為雙輪組我國汽車的后軸軸載在60-130KN,大部分在100KN以下。2023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常7汽車的軸型標(biāo)準(zhǔn)軸載將不同車型組合而成的混合交通量,換算成統(tǒng)一軸載的當(dāng)量軸次,這種作為換算的統(tǒng)一軸載稱為杯準(zhǔn)軸載。

路面設(shè)計規(guī)范中均以單軸雙輪100KN作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)軸重,車輛的軸限為100KN。稱為BZZ-1002023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常8汽車的軸型目前的情況及發(fā)展趨勢超載(超過汽車的額定載重)與超限(超過路面結(jié)構(gòu)的容許承載能力即軸限)我國公路上的汽車超重嚴(yán)重,在車軸數(shù)不變的情況下,單軸軸重急劇增大,有的超載達(dá)10倍以上,公路上的載貨車幾乎100%超載。導(dǎo)致路面損害嚴(yán)重。汽車貨運(yùn)向大型重載、多軸多輪的方向發(fā)展。2023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常9我國常用汽車路面設(shè)計參數(shù)表2-12023/3/8武漢理工大學(xué)胡幼常10汽車對道路的靜態(tài)壓力輪胎對路面垂直壓力的影響因素輪載的大小輪胎的充氣內(nèi)壓力標(biāo)準(zhǔn)靜內(nèi)壓力pi=(0.4~0.7)Mpa通常輪胎與路面的接觸壓力p=(0.8~0.9)pi滾動時p=(0.9~1.1)pi輪胎的剛度、輪胎與路面的接觸形狀路面設(shè)計中,取汽車對路面的靜態(tài)壓力為輪胎的靜內(nèi)壓力pi

壓力在接觸面上均勻分布2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常11汽車對道路的的靜態(tài)壓力輪胎和路面的的接觸面積接觸面形狀近近似于橢圓形形路面設(shè)計中簡簡化為圓形接觸面車輪荷載簡化化為與橢圓形形荷載相當(dāng)?shù)膱A形均布荷荷載此圓形即為當(dāng)量圓--單圓、雙雙圓對于雙輪組車車軸,若每一側(cè)的雙雙輪用一個圓圓表示稱為單圓荷載若每一側(cè)的雙雙輪用兩個圓圓表示稱為雙圓荷載2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常12對于雙圓式(參見下頁圖),因?yàn)樗?2-2)對于單圓式,因?yàn)樗?2-3)對于BZZ-100,kN,p=700kPa所以,d=0.213m,D=0.320m2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常13汽車對道路的的靜態(tài)壓力車輪荷載的計計算圖式單圓圖式雙圓圖式2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常14運(yùn)動車輛對道道路的動態(tài)影影響行駛狀態(tài)下對對路面的水平平力向前的水平力力,向向后的水平力力,側(cè)側(cè)向水平力水平力的大小小(總力)面積力P—輪重;φ—輪胎與路面的的附著系數(shù)水平力對路面面的影響使面層結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生剪應(yīng)力力,若面層結(jié)結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度不足,會使路路面產(chǎn)生推擠擠、擁包、波波浪、車轍等等病害。2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常15運(yùn)動車車輛對對道路路的動動態(tài)影影響行駛狀狀態(tài)下下對路路面的的振動動力行車速速度路面的的平整整度車輛的的振動動特性性《橋規(guī)》中沖擊擊系數(shù)數(shù)按動載載頻率率確定定,在在0.05-0.45之間2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常16運(yùn)動車車輛對對道路路的動動態(tài)影影響瞬時性性作用時時間很很短,,大約約只有有0.01~0.10s左右與靜態(tài)態(tài)荷載載作用用相比比,動動荷載載作用用下路路面的的變形形量相相對減減小。。2023/3/6武漢理工大大學(xué)胡胡幼常常17運(yùn)動車輛對對道路的動動態(tài)影響荷載對路面面的多次重復(fù)作作用效應(yīng)雖然一次作作用的影響響較小,但在成千上上萬次甚至至百千萬次次的重復(fù)荷荷載作用下下,路面結(jié)結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)現(xiàn)疲勞破壞-材料在低低于其極限限強(qiáng)度的重重復(fù)荷載作作用下發(fā)生生破壞的現(xiàn)現(xiàn)象。(導(dǎo)導(dǎo)致疲勞開開裂等)變形累積-在重復(fù)荷荷載作用下下,將呈現(xiàn)現(xiàn)出變形的的逐漸增大大(土基、、瀝青路面面、粒料類類路面)2023/3/6武漢理工大大學(xué)胡胡幼常常18交通分析道路上行駛駛的汽車種種類繁多,,軸重各不不相同。路路面設(shè)計時時,必須將將我國現(xiàn)有有的、普遍遍存在的混混合交通組組成中各種種車型的不不同軸載作作用次數(shù)等等效換算為為某一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載作用用次數(shù)。調(diào)調(diào)查時要解解決兩個問問題:一是是道路的交通通量;二是各種車輛的的軸重。交通量(TrafficVolume)的調(diào)查及統(tǒng)統(tǒng)計—確定道路未未來的年平平均日交通通量AADT,據(jù)此計算設(shè)計使用期期末的AADT,以確定公公路等級。。軸載作用次次數(shù)--路面設(shè)計時時采用設(shè)計計車道設(shè)計計使用年限限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸軸載累計作作用次數(shù)2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常19交通分析析交通量的的統(tǒng)計與與預(yù)測交通量調(diào)調(diào)查將車車輛分成成11類:小型貨車車、中型型貨車、、大型貨貨車、小小型客車車、大型型客車、、拖掛車車、小型型拖拉機(jī)機(jī)、大中中型拖拉拉機(jī)、自自行車、、人力車車和畜力力車。2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常20交通分析析交通量的的統(tǒng)計與與預(yù)測調(diào)查年的的交通量量交通量年年平均增增長率設(shè)計使用用初年交交通量設(shè)計年限限使用期期末交通通量設(shè)計年限限內(nèi)累積積交通量量2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常21交通量預(yù)預(yù)測在路面設(shè)設(shè)計中通通常采用用一個固固定的年年平均交交通量增增長率來來推算設(shè)設(shè)計年限限內(nèi)各年年的交通通量,繼繼而算出出設(shè)計年年限內(nèi)的的累計交交通量。。式中N1—通車初年年的年平平均日交交通量;;γ—設(shè)計年限限內(nèi)交通通量平均均年增長長率。所以,設(shè)設(shè)計年限限t內(nèi)的累計計交通量量為為2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常22(等比級數(shù)前前t項(xiàng)的和)因?yàn)樗裕?-7)2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常23交通分析各級軸載組成成與各級軸載載作用次數(shù)的的確定方法一:在交交通量觀測站站配置自動化化的軸載儀直直接記錄通行行車輛的軸數(shù)數(shù)和軸載大小小,然后統(tǒng)計計出各級軸載載的作用次數(shù)數(shù)--軸載譜調(diào)查但我國現(xiàn)在尚尚缺乏能廣泛泛用于測定不不同軸載的測測試儀器,人人工測錄工作作量大,影響響道路的通行行能力,不太太可行。2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常24軸載自動記錄儀2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常25車輛軸重分布規(guī)律律(以U1.1為例,U1.1表前后軸均為單軸軸的整車)2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常26胎壓調(diào)查結(jié)論2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常27交通分析各級軸載組成與各各級軸載作用次數(shù)數(shù)的確定方法二:設(shè)計時,,在交通量觀測站站的資料中,對對每一類車型選擇擇某一種車為代表表車,將其軸載換換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載,,再將這一類車型型數(shù)量換算為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載作用次數(shù),,累計各類車型的的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次次數(shù),從而得到道道路上的軸載交通通量,作為路面結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。。顯然,這種處理方方法的誤差是比較較大的。2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常28交通分析各級軸載組成與與各級軸載作用用次數(shù)的確定方法三:根據(jù)工工可報告中的已已換算為中型載載重標(biāo)準(zhǔn)車的交交通量AADT,將此中型載重重車選定為某一一種中型載重車車,如EQ140(前軸重23.70KN,后軸重69.20KN,后軸為單軸雙雙輪)2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常29交通分析軸載的等效換算算標(biāo)準(zhǔn)軸載(標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸計算參數(shù)見見下表)2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常30軸載的等效換算算等效換算原則::同一種路面結(jié)結(jié)構(gòu)在不同的軸軸載及次數(shù)作用用下達(dá)到相同同的損傷程度度。換算系數(shù)公式::n---同路面結(jié)構(gòu)有關(guān)關(guān)的系數(shù)。ηi--i級軸載換算為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載的換算算系數(shù);PS—標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN);Pi—i級軸載;NS---標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次次數(shù);Ni—i級軸載作用次數(shù)數(shù);α---反映軸型(單軸軸、雙軸或三軸軸)和輪組輪胎胎數(shù)(單輪或雙雙輪)影響的系系數(shù);2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常31交通分分析輪跡橫橫向分分布規(guī)律輪跡橫橫向分分布系系數(shù)η設(shè)計年年限內(nèi)內(nèi)一個個車道道上的的累計當(dāng)量軸數(shù)==Ne××η2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常32由于超超載,,致使使路基基倒塌塌,自自個車車輛四四腳朝朝天;;2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常33超載的重型車輛碾碾過的瀝青路面變變成了泥石路;2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常34路肩沉陷2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常35車輪胎都變形了2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常36傷痕累累的水泥路路面2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常37公路部門門在不停停地?fù)屝扌薰?023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常38環(huán)境公路自然然區(qū)劃的劃分原原則及其其應(yīng)用環(huán)境因素素對路基基路面體體系溫度和濕濕度狀況的影影響掌握預(yù)估路基濕度度和路面面溫度的的基本方方法公路自然然區(qū)劃標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)JTJ003-86然區(qū)劃制定的原原則道路工程程特征相相似的原原則地表氣候候區(qū)劃差差異性的的原則自然氣候候因素既既有綜合合有有主主導(dǎo)作用用的原則則2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常402023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常41公路自然區(qū)劃劃分三級進(jìn)行區(qū)區(qū)劃七個一級自然然區(qū)Ⅰ區(qū)--北部多多年凍土區(qū)Ⅱ區(qū)--東部溫溫潤季凍區(qū)Ⅲ區(qū)--黃土高高原干濕過渡渡區(qū)Ⅳ區(qū)--東南濕濕熱區(qū)Ⅴ區(qū)--西南潮潮暖區(qū)Ⅵ區(qū)--西北干干旱區(qū)Ⅶ區(qū)--青藏高高寒區(qū)2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常42公路自然區(qū)劃劃二級區(qū)劃(33個二級區(qū)和18個二級副區(qū))):在每個一一級區(qū)內(nèi),再再以潮濕系數(shù)數(shù),分為6個等級(過濕、中濕、、潤濕、潤干干、中干、過過干)。潮濕系數(shù)K:年降雨量R與年蒸發(fā)量Z之比。三級區(qū)劃是二二級區(qū)劃的具具體化,2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常43溫度、濕度對路基基路面影響溫度、濕度對路基基路面的影響路基土和路面材料料的強(qiáng)度和剛度隨結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度、、濕度的變化會有有大幅度的增減瀝青混凝土的動彈模隨溫度升高而降低低圖2-9路基土的剛度(彈模)隨濕度增長而急急劇下降圖2-10路基土和路面材料料隨結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度度濕度的升降而引引起膨脹和收縮。。當(dāng)產(chǎn)生不均勻脹脹縮而受限時,會會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)附加加應(yīng)力即溫度應(yīng)力和濕度應(yīng)應(yīng)力。2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常44溫度、濕濕度對路路基路面面影響路面溫度度的變化化規(guī)律年變化2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常45溫度、濕濕度對路路基路面面影響路面溫度度的變化化規(guī)律日變化2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常46溫度、、濕度度對路路基路路面影影響路面溫溫度的的變化化規(guī)律律日變化化路表面面溫度度變化化大致致與氣氣溫變變化同同步。。受太陽陽輻射射熱影影響,,路表表溫度度較氣氣溫高高。而而瀝青青路面面又超超過水水泥混混凝土土路面面。面層結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)不同同深度度處的的溫度度隨氣氣溫變變化呈呈周期期性變變化。升降幅幅度隨隨深度度的增增加而而減小小其峰值值的出出現(xiàn)隨隨深度度增加加而滯滯后路頂面面與底底面之之間的的溫差差在一一天之之內(nèi)經(jīng)經(jīng)歷了了由負(fù)負(fù)(頂頂溫低低于底底溫))到正正(頂頂溫高高于底底溫)),再再由正正到負(fù)負(fù)的循循環(huán)變變化。2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常47路面結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)溫度度狀況況的預(yù)預(yù)估統(tǒng)計方方法理論方方法2023/3/6武漢理工大大學(xué)胡胡幼常常48土基路基土的分分類分為巨粒土土、粗粒土土、細(xì)粒土土、特殊土土四類再進(jìn)一步細(xì)細(xì)分為11種土。各類土的工工程性質(zhì)2023/3/6武漢理工大大學(xué)胡胡幼常常492023/3/6武漢理工大大學(xué)胡胡幼常常502023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常51土基(路路基)--干濕類型型路基濕度度的來源源大氣降水水地面水地下水毛細(xì)水水蒸汽凝凝結(jié)水薄膜移動動水2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常52土基(路基))-干濕類型路基的干濕類類型分為四類:干燥、中濕、、潮濕、過濕濕公路路基的要要求:要求路基處于于干燥或中濕濕狀態(tài),對過過濕狀態(tài)的路路基必須處理理后鋪筑路面面。路線平、縱斷斷面設(shè)計時考考慮設(shè)置完善的路路基和路面排排水設(shè)施換填墊層2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常53土基(路基))-干濕類型路基干濕類型型的劃分方法法以分界稠度值值來劃分稠度Wc=(WL–W)/(WL–WP)路基土稠度值值的測定與干濕類型相相對應(yīng)的分界稠度值((表1-7)來比較確定干燥中濕潮濕過濕Wc1Wc2Wc32023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常54土基(路基))-干濕類型路基干濕類型型的劃分方法法以路基臨界高高度來劃分---新建公路路路基臨界高度度:在不利季季節(jié),路基分分別處于干燥燥、中濕、潮潮濕、過濕狀狀態(tài)時,路基基頂面至地下下水位或地表表積水位的高高度。(H1,H2,H3)(表1-9)干燥中中濕濕潮潮濕過過濕濕以路基高度H(路基頂面至至地下水位或或地表積水位位的高度)與與路基臨界高度度來比較確定。。H1H2H3H2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常55土基-力學(xué)強(qiáng)度特特性路基受力狀況自重應(yīng)力汽車荷載2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常56土基-力學(xué)強(qiáng)度特特性路基工作區(qū)在路基某一深度Za處,當(dāng)車輪荷載引引起的垂直應(yīng)力6z與路基土自重引起起的垂直應(yīng)力6B相比所占比例很小小,僅為1/10—1/5時,該深度Za范圍內(nèi)的路基稱為為路基工作區(qū)。在工作區(qū)范圍內(nèi)的的路基,路面結(jié)構(gòu)構(gòu)受車輪荷載影響響較大,在工作區(qū)區(qū)范圍以外的路基基,影響較小。2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常57土基-力學(xué)強(qiáng)度特特性2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常58路基土-力學(xué)強(qiáng)度度特性路基土的力學(xué)特性性對路面的影響路基是路面結(jié)構(gòu)的的支承體。尤其是是路床的強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定性對路面的影影響更大。路床:路基頂面以以下0~80cm范圍的路基土。0~30cm上路床30~80cm下路床2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常59路基土-力學(xué)強(qiáng)強(qiáng)度特性路基土的力學(xué)特特性(彈塑性變形)對路面的影響響路面結(jié)構(gòu)的損壞壞,除了路面本本身的原因之外外,路基的變形形過大是重要原原因之一。在路路面結(jié)構(gòu)的總變變形中,土基的的變形占很大部部分,約占70%~95%路基土的變形包包括彈性變形和和塑性變形兩部部分。過大的塑性變形將導(dǎo)致瀝青路面面產(chǎn)生車轍和縱向不平平整。以及水泥混凝凝土路面板塊斷裂。過大的彈性變形將使瀝青面層和和水泥混凝土面面板產(chǎn)生疲勞開裂。2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常60路基土-力學(xué)強(qiáng)強(qiáng)度特性路基土的應(yīng)力--應(yīng)變關(guān)系非線性關(guān)系---彈塑性特點(diǎn)試驗(yàn)方法承載板試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常61路基土-力學(xué)強(qiáng)強(qiáng)度特性路基土的應(yīng)力--應(yīng)變關(guān)系2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常62路基土土-力力學(xué)強(qiáng)強(qiáng)度特特性路基土土的應(yīng)應(yīng)力--應(yīng)變變關(guān)系系用模量值值來表征征路基基土應(yīng)應(yīng)力--應(yīng)變變狀態(tài)態(tài)即強(qiáng)強(qiáng)度剛剛度特特性對應(yīng)力力-應(yīng)應(yīng)變曲曲線局局部線線性化化,直直線的的斜率率作為為模量量值。。初始切切線模模量切線模模量割線模模量回彈模模量::應(yīng)力力卸除除階段段應(yīng)力力-應(yīng)應(yīng)變曲曲線的的割線線模量量。路面設(shè)設(shè)計中中用土基的的回彈彈模量量E0來表征征土基基的強(qiáng)強(qiáng)度狀狀況2023/3/6武漢理理工大大學(xué)胡胡幼常常63路基土土-力力學(xué)強(qiáng)強(qiáng)度特特性重復(fù)荷荷載對對路基基土的的影響響在重復(fù)復(fù)車輛輛荷載載作用用下,,產(chǎn)生生塑性性變形形積累累,總總變形形量逐逐漸變變大。。導(dǎo)致兩兩種結(jié)結(jié)果對于強(qiáng)強(qiáng)度足足夠的的路基基,土土體逐逐漸壓壓密,,塑性性變形形越來來越小小最終終為零零。對于較較軟弱弱的路路,塑塑性變變形不不斷積積累,,最終終導(dǎo)致致剪切切破壞壞。產(chǎn)生以以上結(jié)結(jié)果的的影響響因素素土的性性質(zhì)((類型型)和和狀態(tài)態(tài)(含含水量量、密密實(shí)度度、結(jié)結(jié)構(gòu)狀狀態(tài)))重復(fù)荷荷載的的大小小荷載作作用的的性質(zhì)質(zhì):施施加速速度、、持荷荷時間間、頻頻率2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常64第4節(jié)土基的承承載能力土基的承載能能力-在路面面工程中,將將土基在一定的的應(yīng)力級位下下的抗變形能能力用來表征土基基的承載能力力。實(shí)際上就就是土基的剛剛度。表征土基承載載能力的參數(shù)數(shù)指標(biāo)土基回彈模量量地基反反應(yīng)模量加加州承載比比2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常65表征土基承載載能力的參數(shù)數(shù)指標(biāo)土基回彈模量量-反映土基在瞬瞬時荷載作用用下的可恢復(fù)復(fù)變形能力柔性承載板測測定法(較少少采用)剛性承載板測測定法(常用用)彎沉l--荷載作用下結(jié)結(jié)構(gòu)層表面的的豎直變形量量。其中,總豎豎直變形量稱稱為總彎沉;;可恢復(fù)的豎直直變形為回彈彈彎沉。一般情況下下,彎沉均指指回彈彎沉。。土基回彈模量量E0剛性承載板::2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常67回彈模量測試試方法土基的回彈模模量是路面結(jié)結(jié)構(gòu)層設(shè)計中中的基本參數(shù)數(shù),回彈模量量大,則路面面厚度可以較較小,反之,,則較大。因因此實(shí)地測定定土基的回彈彈模量,用以以進(jìn)行路面結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計,是是首選方法。。不具備條件件時,也可以以根據(jù)自然區(qū)區(qū)劃、路基土土質(zhì)、路基潮潮濕狀態(tài)等,,按規(guī)范給定定的經(jīng)驗(yàn)值選選取。土基回彈模量量的測定方法法主要有:承載板法,貝貝克曼梁法,,CBR儀法等土基回彈模量量承載板測定定法1.目的和適用范范圍1.1本方法適用用于在現(xiàn)場場土基表面面,通過承承載板對土土基逐級加加載、卸載載的方法,,測出每級級荷載下相相應(yīng)的土基基回彈變形形值,經(jīng)過過計算求得得土基回彈彈模量。1.2本方法測定定的土基回回彈模量可可作為路面面設(shè)計參數(shù)數(shù)使用。1.儀具與材料料本試驗(yàn)需要要下列儀具具與材料::(1)加載設(shè)施::載有鐵塊塊或集料等等重物、后后軸重不小小于60kN的載重汽車車一輛,作作為加載設(shè)設(shè)備。在汽汽車大梁的的后軸之后后約80cm處,附設(shè)加加勁小梁一一根作反力力架。汽車車輪胎充氣氣壓力0.50MPa。(2)現(xiàn)場測試裝裝置,由千千斤頂、測測力計(測力環(huán)或壓壓力表)及球座組成成。(3)剛性承載板板一塊,板板厚20mm,直徑為φ30cm,直徑兩端端設(shè)有立柱柱和可以調(diào)調(diào)整高度的的支座,供供安放彎沉沉儀測頭,,承載板安安放在土基基表面上。。(4)路面彎沉儀儀兩臺,由由貝克曼梁梁、百分表表及其支架架組成。(5)液壓千斤頂頂一臺,80~100kN,裝有經(jīng)過過標(biāo)定的壓壓力表或測測力環(huán),其其容量不小小于土基強(qiáng)強(qiáng)度,測定定精度不小小于測力計計量程的l/100。(6)秒表。(7)水平尺。(8)其它:細(xì)砂砂、毛刷、、垂球、鎬鎬、鐵鍬、、鏟等。3.方法與步驟驟3.1準(zhǔn)備工作(1)根據(jù)需要選選擇有代表表性的測點(diǎn)點(diǎn),測點(diǎn)應(yīng)應(yīng)位于水平平的路基上上,土質(zhì)均均勻,不含含雜物;(2)仔細(xì)平整土土基表面,,撒干燥潔潔凈的細(xì)砂砂填平土基基凹處,砂砂子不可覆覆蓋全部土土基表面避避免形成一一層。(3)安置承載板板,并用水水平尺進(jìn)行行校正,使使承載板置置水平狀態(tài)態(tài)。(4)將試驗(yàn)車置置于測點(diǎn)上上,在加勁勁小梁中部部懸掛垂球球測試,使使之恰好對對準(zhǔn)承載板板中心,然然后收起垂垂球。(5)在承載板上上安放千斤斤頂,上面面襯墊鋼圓圓筒、鋼板板,并將球球座置于頂頂部與加勁勁橫梁接觸觸。如用測測力環(huán)時,,應(yīng)將測力力環(huán)置于千千斤頂與橫橫梁中間,,千斤頂及及襯墊物必必須保持垂垂直,以免免加壓時千千斤頂傾倒倒發(fā)生事故故并影響測測試數(shù)據(jù)的的準(zhǔn)確性。。(6)安放彎沉儀儀,將兩臺臺彎沉儀的的測頭分別別置于承載載板立柱的的支座上,,百分表對對零或其他他合適的初初始位置上上。3.2測試步驟(1)用千斤頂開開始加載,,注視測力力環(huán)或壓力力表,至預(yù)預(yù)壓0.05MPa,穩(wěn)壓1min,使承載板板與土基緊緊密接觸,,同時檢查查百分表的的工作情況況是否正常常,然后放放松千斤頂頂油門卸載載,穩(wěn)壓1min后,將指針針對零或記記錄初始讀讀數(shù)。(2)測定土基的的壓力——變形曲線。。用千斤頂頂加載,采采用逐級加加載卸載法法,用壓力力表或測力力環(huán)控制加加載量,荷荷載小于0.1MPa時,每級增增加0.02MPa,以后每級級增加0.04MPa左右。為了了使加載和和計算方便便,加載數(shù)數(shù)值可適當(dāng)當(dāng)調(diào)整為整整數(shù)。每次次加載至預(yù)預(yù)定荷載后后,穩(wěn)定1min,立即讀記記兩臺彎沉沉儀百分表表數(shù)值.然然后輕輕放放開千斤頂油油門卸載至至0,待卸載穩(wěn)穩(wěn)定1min后,再次讀讀數(shù)。每次次卸載后百百分表不再再對零。當(dāng)當(dāng)兩臺彎沉沉儀百分表表讀數(shù)之差差小于平均均值的30%時,取平平均值。如如超過30%,則應(yīng)重重測。當(dāng)回回彈變形值值超過1mm時,即可停停止加載。。(3)各級荷載的的回彈變形形和總變形形,按以下下方法計算算:回彈變形()=(加載后讀數(shù)平均均值-卸載后讀數(shù)平均均值)×彎沉儀杠桿比總變形()=(加載后讀數(shù)平均均值-加載初始前讀數(shù)數(shù)平均值)×彎沉儀杠桿比(4)測定總影響量。。最后一次加載載卸載循環(huán)結(jié)束束后,取走千斤斤頂,重新讀取取百分表初讀數(shù)數(shù),然后將汽車車開出10m以外,讀取終讀讀數(shù),兩只百分分表的初、終讀讀數(shù)差之平均值值即為總影響量量。(5)在試驗(yàn)點(diǎn)下取樣樣,測定材料含含水量。取樣數(shù)數(shù)量如下:最大粒徑不大于于5mm,試樣數(shù)量約120g;最大粒徑不大于于25mm,試樣數(shù)量約250g;最大粒徑不大于于40mm,試樣數(shù)量約500g。(6)在緊靠試驗(yàn)點(diǎn)旁旁邊的適當(dāng)位置置,用灌砂法或或環(huán)刀法等測定定土基的密度。。(7)本試驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)數(shù)值可記錄于表表1的記錄表上。4.計算4.1各級壓力的回彈彈變形值加上該該級的影響量后后.則為計算回回彈變形值。表表1是以后軸重60kN的標(biāo)準(zhǔn)車為測試試車的各級荷載載影響量的計算算值。當(dāng)使用其其它類型測試車車時,各級壓力力下的影響量按按式(E-1)計算:(E-1)式中:——測試車前后軸距距(m);——加勁小梁距后軸軸距離(m);D——承載板直徑(m);Q——測試車后軸重(N);Pi——該級承載板壓力力(Pa);a——總影響量(0.01mm);——該級壓力的分級級影響量(0.01mm)。4.2將各級計算回彈彈變形值點(diǎn)繪于于標(biāo)準(zhǔn)計算紙上上,排除顯著偏偏離的異常點(diǎn)并并繪出順滑的P-L曲線,如曲線起起始部分出現(xiàn)反反彎,應(yīng)對原點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行修正,使使曲線順滑。4.3按式(E-2)計算相應(yīng)于各級級荷載下的土基基回彈模量值::(E-2)式中:——相應(yīng)于各級荷載載下的土基回彈彈模量(MPa);——土的泊松比,根根據(jù)部頒路面設(shè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選選用;D——承載板直徑30cm;——承載板壓力(MPa);——相對于荷載時的的回彈變形(cm)。4.4取結(jié)束試驗(yàn)前的的各回彈變形值值按線性回歸方方法由式(E-3)計算土基回彈模模量值:(E-3)式中:——土基回彈模量(MPa);——土的泊松比,根根據(jù)部頒設(shè)計規(guī)規(guī)范規(guī)定取用;;——結(jié)束試驗(yàn)前的各各級實(shí)測回彈變變形值;——對應(yīng)于的各級壓壓力值。5.報告5.1本試驗(yàn)采用的記記錄格式如表2。5.2試驗(yàn)報告應(yīng)記錄錄下列結(jié)果:(1)試驗(yàn)時所采用的的汽車。(2)近期天氣情況。。(3)試驗(yàn)時土基的含含水量(%)。(4)土基密度和壓實(shí)實(shí)度。(5)相應(yīng)于各級荷載載下的土基回彈彈模量值。(6)土基回彈模量值值(MPa)。2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常常95土基的承載能力力表征土基承載能能力的參數(shù)指標(biāo)標(biāo)地基反應(yīng)模量K溫克勒地基模型型-稠密液體地基模模型,主要用于于分析水泥混凝凝土路面地基反應(yīng)模量K—地基表面某點(diǎn)的的豎向壓力與彎彎沉沉之比比。(kN/m3)2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常962023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常97土基的承載能能力表征土基承載載能力的參數(shù)數(shù)指標(biāo)加州承載比CBR值(CaliforniaBearingRate)CBR值-由美國加加利福利亞州州提出的表征征路基土、粒粒料、穩(wěn)定土土強(qiáng)度的一種種指標(biāo)。即標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)試件在貫貫入量為2.5mm時所施加的試試驗(yàn)荷載與用用標(biāo)準(zhǔn)碎石材材料在相同貫貫入量時所加加荷載之比值值。以百分比比表示。2023/3/6武漢理工大學(xué)學(xué)胡胡幼常98土基-承載能能力加州承載比CBR值試驗(yàn)方法2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常99現(xiàn)場CBR測試儀2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常100現(xiàn)場CBR測試儀2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常101室內(nèi)CBR測試儀2023/3/6武漢理工大學(xué)胡胡幼常102土基-承載能力常用路基土的CBR值2023/3/6武漢理工工大學(xué)胡胡幼常常103土基壓實(shí)實(shí)土基壓實(shí)實(shí)原理((土質(zhì)路施施工中再再講)壓實(shí)土基基的作用用提高土基基的強(qiáng)度度提高土基基的水穩(wěn)

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