第2章路面设计参数

1、第2章 路面设计参数2016年年11月月5日日复习：复习：1.对路面的基本要求；对路面的基本要求；2.路面结构及层位功能；路面结构及层位功能；3.影响路面结构性能的自然因素。影响路面结构性能的自然因素。（1）交通荷载，交通荷载，包括交通量和荷载大小。包括交通量和荷载大小。路面结构的设计参数：路面结构的设计参数：（2）路面结构参数，指路面各结构层的厚度。）路面结构参数，指路面各结构层的厚度。（3）路面材料参数，路面材料参数，指路面各结构层的力学参指路面各结构层的力学参数，包括抗压回弹模量、弯拉模量、劈裂强度和数，包括抗压回弹模量、弯拉模量、劈裂强度和泊松比。泊松比。 交通荷载和路面材料参数交通荷

2、载和路面材料参数是进行路面结是进行路面结构设计的输入参数，它们决定了路面结构的组合构设计的输入参数，它们决定了路面结构的组合形式和路面结构层的厚度。形式和路面结构层的厚度。2.1 交通荷载交通荷载 汽车是路面的服务对象，路面的主要功能汽车是路面的服务对象，路面的主要功能是长期保证汽车快速、安全、舒适地通行。汽是长期保证汽车快速、安全、舒适地通行。汽车荷载也是使路基和路面结构遭受破坏的主要车荷载也是使路基和路面结构遭受破坏的主要肇因肇因。要能设计和修建出既符合使用要求又经。要能设计和修建出既符合使用要求又经久耐用的路基和路面结构物，就必须首先对行久耐用的路基和路面结构物，就必须首先对行驶在路上的

3、车辆作一考察。驶在路上的车辆作一考察。 客车与货车两大类。客车与货车两大类。一、车辆的种类一、车辆的种类小客车：小客车：5座及以下。座及以下。中客车：中客车：620座。座。大客车：大客车：620座。座。货车包括：货车包括：一、车辆的种类一、车辆的种类整车整车牵引式拖车牵引式拖车牵引式半拖车牵引式半拖车一、车辆的种类一、车辆的种类二、车辆的轴型与标准轴载二、车辆的轴型与标准轴载1.汽车轴型汽车轴型 汽车的轴数、每个轴的轮数和轮胎接汽车的轴数、每个轴的轮数和轮胎接地压强是路面结构设计需要考虑的因素。地压强是路面结构设计需要考虑的因素。 前轴一般为单轴单轮，后轴通常有单前轴一般为单轴单轮，后轴通常有

4、单轴、双轴和三轴三种。轴、双轴和三轴三种。车辆的轴型车辆的轴型2.标准轴载确定的依据标准轴载确定的依据 标准轴载一般要求对路面的响应较大，标准轴载一般要求对路面的响应较大，同时又能反映本国公路运输运营车辆的总体同时又能反映本国公路运输运营车辆的总体轴载水平。轴载水平。 我国根据公路运输运营车辆的实际，规我国根据公路运输运营车辆的实际，规定公路与城市道路路面设计以定公路与城市道路路面设计以单轴双轮组重单轴双轮组重100kN作为设计标准轴载，以作为设计标准轴载，以BZZ-100表示。表示。3.超载与超限超载与超限超超载运输：载运输：指车辆所装载的货物（或人员）指车辆所装载的货物（或人员）超过车辆额

5、定的载货质量（或人员数）。超过车辆额定的载货质量（或人员数）。主主要关注的是汽车性能以及由此而引发的行车要关注的是汽车性能以及由此而引发的行车安全性。安全性。超限运输：超限运输：是指在公路上行驶的车辆、工程是指在公路上行驶的车辆、工程机械，其总质量、轴载质量、外形尺寸三者机械，其总质量、轴载质量、外形尺寸三者之一超过法定的限制标准，其中之一超过法定的限制标准，其中总质量和轴总质量和轴载质量是直接关系到对道路结构破坏的因素。载质量是直接关系到对道路结构破坏的因素。三、静态车辆对道路的影响三、静态车辆对道路的影响汽车对道路的作用分为：停驻状态和行驶状态。汽车对道路的作用分为：停驻状态和行驶状态。

6、当汽车处于停驻状态下，对路面的作用力为静当汽车处于停驻状态下，对路面的作用力为静态压力，主要是由轮胎传给路面的垂直压力态压力，主要是由轮胎传给路面的垂直压力p，它，它的大小受下述因素的影响的大小受下述因素的影响： （1） 汽车轮胎的内压力汽车轮胎的内压力pi； 货车轮胎的标准静内压力货车轮胎的标准静内压力pi一般在一般在0.40.7MPa范围内。通常轮胎与路面接触面上的压力范围内。通常轮胎与路面接触面上的压力p略小于略小于内压力内压力pi ，约为，约为(0.80.9) pi 。车轮在行驶过程中，。车轮在行驶过程中，内压力会因轮胎充气温度升高而增加，因此，滚动内压力会因轮胎充气温度升高而增加，因

7、此，滚动的车轮，接触压力也有所增加，达到的车轮，接触压力也有所增加，达到(0.91.1) pi 。三、静态车辆对道路的影响三、静态车辆对道路的影响（2）轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状；轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状；（3）轮载的大小。）轮载的大小。 轮胎的刚度随轮胎的新旧程度而有不同，接触轮胎的刚度随轮胎的新旧程度而有不同，接触面的形状和轮胎的花纹也会影响接触压力的分布，面的形状和轮胎的花纹也会影响接触压力的分布，一般情况下，接触面上的压力分布是不均匀的。不一般情况下，接触面上的压力分布是不均匀的。不过在路面设计中，通常忽略上述因素的影响，而直过在路面设计中，通常忽略上述因素的影响，而直接

8、取内压力作为接触压力，并假定在接触面上，压接取内压力作为接触压力，并假定在接触面上，压力是均匀分布的。力是均匀分布的。a）单圆图示）单圆图示 b）双圆图示）双圆图示标标 准准 轴轴 载载BZZ100 标准轴载标准轴载P（kN）100 轮胎接地压强轮胎接地压强p（MPa）0.70 单轮传压面当量圆直径单轮传压面当量圆直径d（cm）21.30 两轮中心距（两轮中心距（cm）1.5d三、三、运动车辆对道路的动态影响运动车辆对道路的动态影响 行驶状态的汽车除了施加给路面垂直静压力之行驶状态的汽车除了施加给路面垂直静压力之外，还给路面施加水平力，震动力。外，还给路面施加水平力，震动力。1.水平作用力水平

9、作用力 主要包括：（主要包括：（1）汽车在道路上等速行驶，车轮受到汽车在道路上等速行驶，车轮受到路面给它的滚动摩阻力，路面也相应受到车轮施加于它路面给它的滚动摩阻力，路面也相应受到车轮施加于它的一个向后的水平力；的一个向后的水平力；（2）汽车在汽车在启动、加速和爬坡启动、加速和爬坡过程中，为了克服重力与惯性力，需要给路面施加向后过程中，为了克服重力与惯性力，需要给路面施加向后的水平力的水平力；（；（3）在下坡行驶或者在减速行驶过程中，在下坡行驶或者在减速行驶过程中，需要给路面施加向前的水平力需要给路面施加向前的水平力；（；（4）汽车在弯道上行汽车在弯道上行驶，为了克服离心力，保持车身稳定不产生

10、侧滑，需要驶，为了克服离心力，保持车身稳定不产生侧滑，需要给路面施加侧向水平力。给路面施加侧向水平力。2.2.牵引力引起的水平力牵引力引起的水平力：F Fd d P 通常为通常为0.5-0.7（干燥）（干燥） 0.3-0.5（潮湿）（潮湿） 0.1-0.2（结冰）（结冰）1.1.滚动阻力：滚动阻力：F F0 0= = P =0.01-0.02（AC、CC路面）路面） 向前向前 （轮胎对路面）（轮胎对路面） =0.025-0.05=0.025-0.05（砂石路面）（砂石路面）3.3.起动（制动）阻力：起动（制动）阻力：F Fs sf s P f s通常为通常为0.7-0.8（干燥）（干燥） fs

11、为为路面与轮胎间的制动摩阻系数。路面与轮胎间的制动摩阻系数。 f 0同路面类型、路面特性、路面干湿状况和车速有关。同路面类型、路面特性、路面干湿状况和车速有关。4.4.车辆（加）减速实时，路面也受到向（后）前的水平力：车辆（加）减速实时，路面也受到向（后）前的水平力：F F= =（0.5-0.6）P5. 5. 离心力：离心力：F Fl l 0.1 P 可见，水平力最大为紧急制动时：可达竖直力的可见，水平力最大为紧急制动时：可达竖直力的80%80%，设计时必须考，设计时必须考虑。水平力分布也假设为均布的，且在竖向力相同的接触面内。虑。水平力分布也假设为均布的，且在竖向力相同的接触面内。车辆车辆作

12、用于路面的垂直压力与水平力作用于路面的垂直压力与水平力 汽车在道路上行驶，由于车身自身的震动和路面汽车在道路上行驶，由于车身自身的震动和路面的不平整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路的不平整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，作用在路面上的轮载时而大于静态轮载，面上跳动，作用在路面上的轮载时而大于静态轮载，时而小于静态轮载，呈波动状态时而小于静态轮载，呈波动状态。2.振动荷载振动荷载 轮载的这种波动，可近似地看作为呈正态分布，其轮载的这种波动，可近似地看作为呈正态分布，其变异系数变异系数(标准离差与轮载静载之比标准离差与轮载静载之比)主要随下述三因素主要随下述三因素而变化：而变

13、化： (1) 行车速度。车速越高，变异系数越大；行车速度。车速越高，变异系数越大； (2) 路面的平整度。平整度越差，变异系数越大；路面的平整度。平整度越差，变异系数越大； (3) 车辆的振动特性。轮胎的刚度低，减振装置的车辆的振动特性。轮胎的刚度低，减振装置的效果越好，变异系数越小。效果越好，变异系数越小。 正常情况下，变异系数一般均小于正常情况下，变异系数一般均小于0.3。 汽车在道路上行驶，由于车身自身的震动和路面汽车在道路上行驶，由于车身自身的震动和路面的不平整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路的不平整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，作用在路面上的轮载时而大于静态轮

14、载，面上跳动，作用在路面上的轮载时而大于静态轮载，时而小于静态轮载，呈波动状态时而小于静态轮载，呈波动状态。2.振动荷载振动荷载 行驶的汽车对路行驶的汽车对路面施加的荷载有瞬时面施加的荷载有瞬时性，车轮通过路面上性，车轮通过路面上任一点，路面承受荷任一点，路面承受荷载的时间是很短的，载的时间是很短的，大约只有大约只有0.010.10S左右。在路面以下一左右。在路面以下一定深度处，应力作用定深度处，应力作用的持续时间略长一点的持续时间略长一点，但仍然是十分短暂，但仍然是十分短暂的。的。3.交通荷载的瞬时性交通荷载的瞬时性车速与路面变形的关系车速与路面变形的关系1-刚性路面，板角挠度和板边应变量随

15、车速的变化；刚性路面，板角挠度和板边应变量随车速的变化；2-柔性路面，表面总弯沉量随车速的变化。柔性路面，表面总弯沉量随车速的变化。 汽车荷载对路面的多次重复作用也是一项重汽车荷载对路面的多次重复作用也是一项重要的动态影响要的动态影响,对于弹性材料，在重复荷载作用对于弹性材料，在重复荷载作用下，呈现出材料的疲劳性质，也就是材料的强度下，呈现出材料的疲劳性质，也就是材料的强度将随荷载重复次数的增加而降低。对于弹塑性材将随荷载重复次数的增加而降低。对于弹塑性材料，如土基和柔性路面，在重复荷载作用下，将料，如土基和柔性路面，在重复荷载作用下，将呈现出变形的逐渐增大，称为变形的累积，所以呈现出变形的逐

16、渐增大，称为变形的累积，所以对于路面设计，不仅要重视轴重静力与动力的量对于路面设计，不仅要重视轴重静力与动力的量值，道路通行的各类轴载的通行数量也是重要的值，道路通行的各类轴载的通行数量也是重要的因素。因素。4.交通荷载的瞬时性多次重复性交通荷载的瞬时性多次重复性1.定义定义 为了描述车轮轮迹在横断面上的分布特征为了描述车轮轮迹在横断面上的分布特征，把路面横断面上，把路面横断面上某一宽度（例如轮迹宽度某一宽度（例如轮迹宽度）范围内所受到的车辆作用次数）范围内所受到的车辆作用次数与与通过该横通过该横断面的总作用次数的比值断面的总作用次数的比值称为称为轮迹横向分布轮迹横向分布系数系数，以此反映轮迹

17、的横向分布。，以此反映轮迹的横向分布。五、车轮轮迹横向分布五、车轮轮迹横向分布轮迹横向分布频率曲线（单向行驶一个车道）轮迹横向分布频率曲线（单向行驶一个车道）轮迹横向分布频率曲线（混合行驶双车道）轮迹横向分布频率曲线（混合行驶双车道）3.轮迹横向分布的测定在路面设计中的体现轮迹横向分布的测定在路面设计中的体现2.轮迹横向分布的测定轮迹横向分布的测定1）沥青路面）沥青路面 在设计沥青混凝土路面时，采用车道系数在设计沥青混凝土路面时，采用车道系数反映轮迹的横向分布。反映轮迹的横向分布。（车道系数：不同情况车道的横向分布系数车道系数：不同情况车道的横向分布系数与单车道横向分布系数之比。与单车道横向分

18、布系数之比。）2）水泥混凝土路面）水泥混凝土路面采用横向分布系数采用横向分布系数反映轮迹的横向分布。反映轮迹的横向分布。2.2 轴载换算轴载换算1.轴载换算的基本原则轴载换算的基本原则一、轴载换算的原则与方法一、轴载换算的原则与方法 把非标准的作用次数换算为标准轴载的作把非标准的作用次数换算为标准轴载的作用次数，称为轴载换算。用次数，称为轴载换算。原则：原则：第一、同一种路面结构在换算成标准轴载第一、同一种路面结构在换算成标准轴载作用下与未换算的非标准轴载作用下达到相同的作用下与未换算的非标准轴载作用下达到相同的损伤程度；第二、对某一种交通组成，不论以哪损伤程度；第二、对某一种交通组成，不论以

19、哪种轴载标准进行换算，由换算所得轴载作用次数种轴载标准进行换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度相同。计算的路面厚度相同。2.沥青路面的轴载换算方法沥青路面的轴载换算方法2.沥青路面的轴载换算方法沥青路面的轴载换算方法3.水泥混凝土路面的轴载换算方法水泥混凝土路面的轴载换算方法1）交通调查与分析）交通调查与分析年平均日交通量（年平均日交通量（ADTT）=初期年平均日交初期年平均日交通量（双向）乘以方向分配系数和车道分配通量（双向）乘以方向分配系数和车道分配系数系数2）以轴型为基础的轴载换算）以轴型为基础的轴载换算3）以车辆类型为基础的轴载换算）以车辆类型为基础的轴载换算二、累计标准轴载作用

20、次数二、累计标准轴载作用次数11365(1)1365(1)1(1)tettetNNNN或 道路的交通量会随年份而增长的。现在的车比以道路的交通量会随年份而增长的。现在的车比以前多得多，且每年都在增长，而要求得路面在使用期前多得多，且每年都在增长，而要求得路面在使用期内通过的累计车辆次数，必须考虑交通量的年增长率内通过的累计车辆次数，必须考虑交通量的年增长率。当然。当然 很难正确估计很难正确估计 ，只能预估，考虑今后可能，只能预估，考虑今后可能达到的饱和量和地方经济文化发展趋势等因素确定。达到的饱和量和地方经济文化发展趋势等因素确定。t t为使用年限，为使用年限，N N1 1 为开始年的年平均日

21、交通量。为开始年的年平均日交通量。2.3 路基土的力学强度特征及设计参数路基土的力学强度特征及设计参数一、土基的受力特性一、土基的受力特性1.应力应力-应变的非线性特征应变的非线性特征1）土基顶面的承载板试验）土基顶面的承载板试验方法与步骤方法与步骤（1）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物；）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物；（2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处，砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。避免形成一层。（3）安置承载板，

22、并用水平尺进行校正，使承载板处于水平状态。）安置承载板，并用水平尺进行校正，使承载板处于水平状态。（4）将试验车置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，）将试验车置于测点上，在加劲小梁中部悬挂垂球测试，使之恰好对准承载板中心，然后收起垂球。然后收起垂球。（5）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，并将球座置于顶部与加劲横梁接触。如）在承载板上安放千斤顶，上面衬垫钢圆筒，并将球座置于顶部与加劲横梁接触。如用测力环时，应将测力环置于千斤顶与横梁中间，千斤顶及衬垫物必须保持垂直，以免加用测力环时，应将测力环置于千斤顶与横梁中间，千斤顶及衬垫物必须保持垂直，以免加压时千斤顶倾倒

23、发生事故并影响测试数据的准确性。压时千斤顶倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。（6）安放弯沉仪，将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上，百分表对零或其）安放弯沉仪，将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上，百分表对零或其他合适的初始位置。他合适的初始位置。方法与步骤方法与步骤（1）注视测力环或压力表，至预压）注视测力环或压力表，至预压0.05MPa、稳压、稳压1min，使承载板与土基紧密接触，同时检，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，将指针对零或记录初，将指针对零或记

24、录初始读数。始读数。（2）测定土基的压力一变形曲线。用千斤顶加载）测定土基的压力一变形曲线。用千斤顶加载,采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环控制加载量控制加载量,荷载小于荷载小于0.1MPa时，每级增加时，每级增加0.02MPa，以后每级增加，以后每级增加0.04MPa左右。为了使加左右。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后，稳定载和计算方便，加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载后，稳定1min，立即读记，立即读记两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0，

25、待卸载稳定，待卸载稳定1min后，再次读数后，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的，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的30%时，取平均时，取平均值。如超过值。如超过30%，则应重测，当回弹变形值超过，则应重测，当回弹变形值超过1mm时时,即可停止加载。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：）各级荷载的回弹变形和总变形，按以下方法计算：回弹变形回弹变形L=（加载后读数平均值一卸载后读数平均值）（加载后读数平均值一卸载后读数平均值）调弯沉仪杠杆比调弯沉仪杠杆比总变形总变形L =（加载后读数平均值一加载初始

26、前读数平均值）（加载后读数平均值一加载初始前读数平均值）调弯沉仪杠杆比调弯沉仪杠杆比（4）测定汽车总影响量）测定汽车总影响量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。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，然后将汽车开出读数，然后将汽车开出10m以外，读取终值数，两只百分表的初、终读数差之平均值乘弯沉以外，读取终值数，两只百分表的初、终读数差之平均值乘弯沉仪杠杆比即为总影响量仪杠杆比即为总影响量a。（5）在试验点下取样，测定材料含水率。取样数量如下：）在试验点下取样，测定材料含水率。取样数量如下： 最大粒径不大于最大粒径不大于5mm，试样数量约，试样数

27、量约120g； 最大粒径不大于最大粒径不大于25mm，试样数量约，试样数量约250g; 最大粒径不大于最大粒径不大于40mm，试样数量约，试样数量约500g。（6）在紧靠试验点旁边的适当位置，用灌砂法或环刀法或其他方法测定土基的密度。）在紧靠试验点旁边的适当位置，用灌砂法或环刀法或其他方法测定土基的密度。计算计算（1）各级压力的回弹变形加上该级的影响量后，则为计算回弹变形值。）各级压力的回弹变形加上该级的影响量后，则为计算回弹变形值。（2）将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除显著偏离的异常）将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除显著偏离的异常点并绘出顺滑的点并绘出顺滑的P一一L曲

28、线，如曲线起始部分出现反弯，应修正原点。曲线，如曲线起始部分出现反弯，应修正原点。（3）计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值。）计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值。（4）取结束试验前的各回弹变形值按线形回归方法计算土基回弹模量）取结束试验前的各回弹变形值按线形回归方法计算土基回弹模量E0 值。值。2）土的三轴试验）土的三轴试验2.土基的弹塑性特征土基的弹塑性特征 (1) 初始切线模量初始切线模量应力值为零时应力值为零时的应力的应力-应变曲线的应变曲线的正切正切，如图，如图2-8中中的所示的所示。(2) 切线模量切线模量某一应力级位处应某一应力级位处应力力-应变曲线的斜率，如图应变曲线的斜率，

29、如图2-8中的中的所示所示，反映该级应力处应力反映该级应力处应力-应变变化应变变化的精确关系的精确关系。(3) 割线模量割线模量以某一应力值对应的曲线上的点同起始点相连的以某一应力值对应的曲线上的点同起始点相连的割线的斜率，如图割线的斜率，如图2-8中所示中所示，反映反映该应力级该应力级范围内的应力范围内的应力-应变应变的平均状态的平均状态。(4) 回弹模量回弹模量应力卸除阶段，应力应力卸除阶段，应力-应变曲线的割线模量，如图应变曲线的割线模量，如图2-8中所示中所示，反映反映土在回弹变形范围土在回弹变形范围范围内的应力范围内的应力-应变的平均应变的平均情情况。况。3.重复荷载下土基的变形特征

30、重复荷载下土基的变形特征 土基承受着车轮荷载的多次重复作用。每一次荷载作用土基承受着车轮荷载的多次重复作用。每一次荷载作用之后，回弹变形即时消失，而塑性变形则不能消失，残留在土之后，回弹变形即时消失，而塑性变形则不能消失，残留在土基之中。随着作用次数的增加，产生塑性变形的积累，总变形基之中。随着作用次数的增加，产生塑性变形的积累，总变形量逐渐增大。最终会导致二种不同的情况，一种情况是土体逐量逐渐增大。最终会导致二种不同的情况，一种情况是土体逐渐压密，土体颗粒之间进一步靠拢，每一次加载产生的塑性变渐压密，土体颗粒之间进一步靠拢，每一次加载产生的塑性变形量愈来愈小，直至稳定，停止增长，这种情况不致

31、形成土基形量愈来愈小，直至稳定，停止增长，这种情况不致形成土基的整体性剪切破坏；另一种情况是荷载的重复作用造成了土体的整体性剪切破坏；另一种情况是荷载的重复作用造成了土体的破坏，每一次加载作用在土体中产生了逐步发展的剪切变形的破坏，每一次加载作用在土体中产生了逐步发展的剪切变形，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后达到破坏阶段。，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后达到破坏阶段。3.重复荷载下土基的变形特征重复荷载下土基的变形特征 土基在重复荷载作用下产生的塑性变形积累，最土基在重复荷载作用下产生的塑性变形积累，最终将导致何种状况，主要取决于：终将导致何种状况，主要取决于： （1）土的性质土的

32、性质(类型类型)和状态和状态(含水量、密实度、结含水量、密实度、结构状态构状态)； （2）重复荷载的大小以重复荷载同一次静载下达重复荷载的大小以重复荷载同一次静载下达到的极限强度之比来表示，即相对荷载；到的极限强度之比来表示，即相对荷载； （3）荷载作用的性质，即重复荷载的施加速度、荷载作用的性质，即重复荷载的施加速度、每次作用的持续时间以及重复作用的频率。每次作用的持续时间以及重复作用的频率。二、土基的强度指标二、土基的强度指标 用于表征土基承载力的参数指标有回弹模量、用于表征土基承载力的参数指标有回弹模量、地基反应模量和加州承载比地基反应模量和加州承载比(CBR)等。等。1.土基回弹模量土

33、基回弹模量 试验时，常用钢质的刚性承载板，以逐级加载、卸试验时，常用钢质的刚性承载板，以逐级加载、卸载法测得各级荷载下回弹变形值，画出荷载载法测得各级荷载下回弹变形值，画出荷载- -回弹变形曲回弹变形曲线。承载板直径大小对测定结果也有影响，规定采用标线。承载板直径大小对测定结果也有影响，规定采用标准轴载（准轴载（100kN100kN）一侧双轮组轮胎的传压面的当量圆直径）一侧双轮组轮胎的传压面的当量圆直径，D=30cmD=30cm。iipDE)1(42 路面设计中，按路面设计中，按1mm1mm线性归纳法来确定土基线性归纳法来确定土基的回弹模量。的回弹模量。刚性圆形承载板加载时：刚性圆形承载板加载

34、时：4)1 (220Ep压板本身不变形压板本身不变形p(r)l ( r )二、土基的强度指标二、土基的强度指标1.土基回弹模量土基回弹模量 试验时，常用钢质的刚性承载板，以逐级加载、卸试验时，常用钢质的刚性承载板，以逐级加载、卸载法测得各级荷载下回弹变形值，画出荷载载法测得各级荷载下回弹变形值，画出荷载- -回弹变形曲回弹变形曲线。承载板直径大小对测定结果也有影响，规定采用标线。承载板直径大小对测定结果也有影响，规定采用标准轴载（准轴载（100kN100kN）一侧双轮组轮胎的传压面的当量圆直径）一侧双轮组轮胎的传压面的当量圆直径，D=30cmD=30cm。iipDE)1(42 路面设计中，按路

35、面设计中，按1mm1mm线性归纳法来确定土基线性归纳法来确定土基的回弹模量。的回弹模量。2.地基地基反应模量反应模量 在水泥混凝土路面设计中，采用文克勒（在水泥混凝土路面设计中，采用文克勒（Winker)Winker)地基。假定地基（路基）顶面任一点的下沉量地基。假定地基（路基）顶面任一点的下沉量l l仅同作仅同作用于该点的单位压力用于该点的单位压力p p 成正比，成正比，l=p/kl=p/k 综合上述假设的地基好象由许多各不相连的弹簧所综合上述假设的地基好象由许多各不相连的弹簧所组成或像稠密的液体。这种假设虽与实际不符，但便于组成或像稠密的液体。这种假设虽与实际不符，但便于分析路面板的应力。

36、国外多用。分析路面板的应力。国外多用。 K( K(地基反应模量地基反应模量) )也用承载板试验测定，用逐级加载也用承载板试验测定，用逐级加载法测得法测得p-lp-l曲线，可知曲线，可知K K随随p p而变。考虑到而变。考虑到CCCC路面板下地基路面板下地基（基层）顶面可能达到的下沉量或压力值，常规定（基层）顶面可能达到的下沉量或压力值，常规定l=0.127cml=0.127cm（地基较软弱时）（地基较软弱时）, ,或或p=0.07MPap=0.07MPa（地基较坚硬（地基较坚硬时）时）, ,由由k=p/lk=p/l确定确定k k值。值。k k值与承载板直径也有关，值与承载板直径也有关，D D越

37、小越小，k k越大，但当越大，但当D76cmD76cm时，时，k k趋于稳定。趋于稳定。3.3.加州承载比（加州承载比（CBR):CBR): CBR CBR是美国加利福尼亚州提出的一种评定路基土和路面材料承载能力的是美国加利福尼亚州提出的一种评定路基土和路面材料承载能力的指标（试验方法），它用来表征材料抵抗局部荷载压入变形的能力，并采指标（试验方法），它用来表征材料抵抗局部荷载压入变形的能力，并采用碎石的承载力为标准，以相对值表示用碎石的承载力为标准，以相对值表示。 1 1）室内试验：）室内试验：路基土试件则按施工时的含水率和压实度要求在试验桶路基土试件则按施工时的含水率和压实度要求在试验桶内

38、制备，并于加载前浸在水中饱水内制备，并于加载前浸在水中饱水4 4天。为模拟路面的约束作用，在浸水和天。为模拟路面的约束作用，在浸水和压入试验时，试件顶面附加相应的环形砝码，压头以压入试验时，试件顶面附加相应的环形砝码，压头以0.127cm/min0.127cm/min的速度压的速度压入试件内，测得不同贯入深度时的荷载值。入试件内，测得不同贯入深度时的荷载值。 CBR=p/ps CBR=p/ps100% 100% ；p p为所测得材料在某一贯入量时的单位压力；为所测得材料在某一贯入量时的单位压力；psps为标准碎为标准碎石在相同贯入量时的单位压力，计算石在相同贯入量时的单位压力，计算CBRCBR

39、时，常取贯入量时，常取贯入量2.5mm2.5mm时的数值。但当贯时的数值。但当贯入量为入量为2.5mm2.5mm时的时的CBRCBR小于贯入量为小于贯入量为5.0mm5.0mm时时CBRCBR值时，以值时，以5.0mm5.0mm时的为准。时的为准。 做做CBRCBR试验时，应模拟材料在使用过程中所处的最不利状态。当潮湿试验时，应模拟材料在使用过程中所处的最不利状态。当潮湿程度和一般情况下试件饱水程度和一般情况下试件饱水4 4天时的含水量有明显差异，则可适当改变试天时的含水量有明显差异，则可适当改变试件的饱水方法和时间，使件的饱水方法和时间，使CBRCBR试验更符合实际。试验更符合实际。 CBR

40、 CBR试验也可在野外现场做，由于野外试验不受试筒侧限影响，所以试验也可在野外现场做，由于野外试验不受试筒侧限影响，所以CBRCBR值与室内不全相同。值与室内不全相同。 CBR CBR值与地基反应模量值与地基反应模量k k在一定程度上反映了某一级位时荷载与变形（在一定程度上反映了某一级位时荷载与变形（回弹变形、残余变形）的关系，两者之间可建立关系曲线。同样回弹变形、残余变形）的关系，两者之间可建立关系曲线。同样CBRCBR与回弹与回弹模量间也可建立这种经验关系，以便于利用模量间也可建立这种经验关系，以便于利用CBRCBR试验估算大型承载板的试验估算大型承载板的E E。4.土基强度不同指标间关系土基强度不同指标间关系如果如果E0为静弹性模量，则可取为静弹性模量，则可取E0=5CBR；如果如果E0为动弹性模量，则可取为动弹性模量，则可取E0=10CBR。三、土基的设计参数三、土基的设计参数现行规范采用现行规范采用回