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机械与建筑工程
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乌鲁木齐地区低液限粉性土路基回弹模量研究
【关键词】 土基回弹模量;稠度;压实度;CBR
【出   处】 2018年 1期
【收   录】 中国学术期刊网
【作   者】 冉武平1 李玲2
【项   目】 暂不属于基金项目
【单   位】
【摘   要】   摘要: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乌鲁木齐地区低液限粉性土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
正文

  摘要: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乌鲁木齐地区低液限粉性土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。在此基础上对公路二级区划Ⅵ2区乌鲁木齐地区低液限粉性土如何采用室内室外回弹模量确定野外土质路基回弹模量提出了较为可行的建议。

  关键词:土基回弹模量;稠度;压实度;CBR

  Abstract: According to experiences outside and inside the room and the common checking methods of embankment rebound modulus.The paper analyzed rebound modulus of the low limit of the powder embankment in Urumqi area, then it got the relation between embankment rebound modulus, consistency and density。Basedon these relations, on Ⅵ2 area of Urumqi in the low limit of the powder used indoor and outdoor soil how resilient modulus of determining the field of soil subgrade rebound modulus made more feasible proposal.

  Key words: Embankment rebound modulus; Consistency; Density; CBR 0 引言

  公路路基回弹模量是公路路基路面设计的主要参一,因其受土质、含水量、压实度、测试方法等因素影响,其数值的确定比较困难,致使工程设大多采用查取规范表列值的方法,由于规范表列主要是根据制定1978年《公路柔性路面设计规》(内部试行稿)时数值,该表值为上世纪50年代至70年代末,我国公路部门在全国范围内进行的公基回弹模量实测及研究成果,由于当时道路施工的是轻型压实标准(76g锥),不同于今天的重型压实标准(100g锥),这些都使公路路基回弹模量取值的误差增大,路基回弹模量取值的不准确势必影响到公路路面设计的质量和路面的使用年限,造成路面的早期损坏或不必要的浪费。现行《公路沥青路面设计规范》JTJ014 - 97和《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40 - 2002中规定确定土基回弹模量的方法有4种,即查表法、现场实测法、室内试验法和换算法。旧规范查表法是在过去20世纪70年代从轻型压实标准的土基上,各公路单位在不利季节调查、测定,考虑不利年份整理提出来的。新规范中的土基回弹模量建议值是在老规范的基础上,考虑了实行重型击实标准土基回弹模量应提高,乘以一定的系数制定出来的,也有部分数据是在新成型的路基上测定土基回弹模量,考虑不利季节和不利年份整理提出来的。经过调查,乌鲁木齐地区关于低液限粉性土的回弹模量也是通过查表得到,特别是在查表查不出时大多数估算,这样极其不准确。实践证明,实行重型击实标准后,土基回弹模量的提高与土质、含水量等因素有关,即同一种土质也不能一概而论。土基回弹模量不是一个常数,而是一个应力状态,一个与压实度、含水量、细料含量以及毗邻结构层刚度等因素有关的函数,如果我们能够通过室内试验确定成型路基回弹模量,那么就可以省却承载板测试这种费时、费力的方法。从而较简便的确定回弹模量,为路面结构的设计提供比查表法较为精确的结果。

  1.1土质概况

  乌鲁木齐地区属于全国公路公路二级区划的Ⅵ4区,该地区低液限粉性土较多,为了明确该地区低液限粉性土回弹模量与各个监测指标之间的相关关系,依托乌鲁木齐市米东新区500工业新城5号道路,进行试验路段的现场实测和室内实验,分别加以论述。关于土的物理指标具体见表1。

  表1 土名 最大干密度 最佳含水量 液限值WL 塑限值WP 低液限粉性土 2.22 11.5% 27.4 17.5 1.2 土基回弹模量主要影响因素分析

  对于确定的土质,含水量和密实度是两个影响土基回弹模量的主要因素,特别是含水量对回弹模量的影响最大.有关资料显示,保持干密度不变,仅含水量增加1%(绝对值)可使土基回弹模量降低比较大.如果含水量增加干密度降低,这将使回弹模量降低更多。试验证明土基回弹模量E0和压实度K、稠度WC之间有一定的相关关系,这种关系的得出,将有利于土基回弹模量的预测和检验,在一定意义上减轻了工作量,提高了效率.《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)中总结出了一些地区土基回弹模量E0和压实度K、稠度WC之间的关系,而每个地方的情况都不尽相同,通过对这次试验数据进行分析,研究得出该地区低液限粘土三者之间的相关关系.

  2试验方案及实验内容

  2.1现场试验

  2.1.1现场承载板实验

  现场试验在米东新区500工业新城5号道路选取的试验段上进行,分别为K0+500~ 600、K1+360~460、K2+300~400段,每段分别测四点。试验段土质为低液限粉性土,具体性质见上表。试验时间为该地区的夏季,试验前后均无降雨,试验段属于挖方路基, WC≥ WC1=1.05,所以路基处于干燥状态。对于该地区不利季节出的冰冻、暴雨,地下水位较高时另行考虑。路基开挖后,大致整平,由于要换填没有进行严格的压实。土基现场回弹模量是采用直径30cm的刚性承载法,在现场土基表面,通过承载板对土基逐级加、卸载的方法,测出每级荷载下相应的土基回弹变值,经过计算求得土基回弹模量,另外现场测得对点的压实度、含水量和稠度见表1所示。

  表1试验段测得土基顶面回弹模量数据测点 测点 土基回弹模量

(MPa) 压实度K/% 含水量W/% 稠度WC 1 15.61 77.8 16.02 1.15 2 12.22 88.3 16.71 1.08 3 17.88 85.8 15.52 1.2 4 16.13 79.8 16.51 1.1 5 10.53 74.3 17.01 1.05 6 25.3 90.3 14.73 1.28 7 18.01 84.5 15.12 1.24 8 23.55 88.9 14.53 1.3 9 21.23 84.3 15.12 1.24 10 18.23 85.5 15.72 1.18 11 16.56 80.3 16.71 1.07 12 15.03 79.5 16.21 1.13 回弹模量与压实度、稠度关系 E0回谈模量/MPa

  Wc稠度值 K压实度 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 0.74 0.78 0.81

  1 0.85 0.88 10.0 13.2 16.2

文本框: E0回谈模量/MPa

19.6 22.8 26.0 Input Data a*x1^b*x2^c 图1回弹模量与压实度、稠度关系

  稠度指标综合反应了土的塑性特性,包含了液限与塑限,全面直观地反映了土的软硬程度,且容易测定;压实度是衡量路基整体强度与稳定性的另一个重要指标,较易测定,而土基回弹模量在测定时较为繁琐,因此选择稠度和压实度为自变量,建立与土基回弹模量的关系式有重要的意义。利用试验路检测数据回归得出乌鲁木齐地区低液限粉性土土基回弹模量与稠度和压实度相应的关

 

  式中, E0、为土基回弹模量; K为压实度; WC为稠度,R2为相关系数(下同)。

  试验回归公式具有良好的相关关系,同时也反映出在这个公式中,稠度的变化将会引起回弹模量变化幅度较大。经过与现行规范推荐公式对比和反算分析,表明试验回归的公式比较适合乌鲁木齐地区的低液限粉性土。

  2.1.2现场CBR实验

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