牟 翰
（宁夏公路勘察设计院有限责任公司，宁夏，银川，750001）
【摘 要】文章首先就路基回弹模量检测方法进行了阐述，接着对影响路基回弹模量的因素及水泥稳定土在不同状态下的土基回弹模量进行了分析，希望能为路基回弹模量设计工作提供一定的参考。
【关键词】路基路面；回弹模量；压实度；含水量
一、前言
路基回弹模量是影响路面结构厚度的敏感参数，是路面设计的主要参数之一，在路面结构设计中能否取用合适的路基回弹模量值，关系到路面结构的安全性和经济性。因此,合理确定路基回弹模量,对于指导路基路面的设计与施工具有极其重要的意义。
在实际工程中，无论是水泥路面还是沥青路面出现的损坏现象，大部分都是由于土基强度不足，稳定性变差，在外荷载作用下产生的过量变形所致。土基变形包括塑性变形和弹性变形两部分，过大的塑性变形将导致各种沥青路面结构产生车辙和路面不平整。在路面结构设计中，路基回弹模量的合理取值至关重要，若路基回弹模量值取的过低，计算出的路面厚度将会过厚，而实际路基回弹模量在要求的压实度条件下往往超过设计值，自然会造成资金的浪费；若路基回弹模量取值过大，施工中往往达不到要求，据此设计的路面结构层偏薄，将会引起路面结构的过早损坏。
二、路基回弹模量的检测方法
路基回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数，我国现行规范中给出了不同的自然区域回弹模量的推荐值。目前，国内常用的回弹模量的检测方法有承载板法和贝克曼梁法。
1、承载板法
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，经过计算求得土基回弹模量。本方法适用于在现场土基表面上测定土基回弹模量，测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用或可修正规范中回弹模量的推荐值。
2、贝克曼梁法
贝克曼梁法基本原理是杠杆原理。在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的垂直变形值（回弹弯沉），利用规定轴重的载重汽车加载，人工读取百分表的读数，以此来测量路基或路面表面的回弹弯沉值，然后通过计算求得回弹模量值。其结果可供路面结构设计、交工和竣工验收使用，也可为公路养护管理部门制定养路修路计划提供依据。
承载板法和贝克曼梁法共同的特点是操作简单。其不足之处在于：以人工操作为主，工作强度大，效率低，可靠性差；支点变形，影响检测结果，对支点变形的修正很难测准；仅测得静态汽车荷载作用下路基路面单点（最大）回弹弯沉值，没有反映路面结构在行车荷载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状；不适用于对路网进行大范围长期跟踪观测。
针对上述不足，具有明显优势的落锤式弯沉仪逐渐得到了大力的推广和应用。落锤式弯沉仪是通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算土基回弹模量。
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三、影响土基回弹模量变化的因素
1、土的类型
不同的土类含有不同粒径的土颗粒，砂粒成分多的土，强度构成以内摩擦力为主，强度高，受水的影响小，但施工时不易压实；粘粒成分多的土，强度形成以粘聚力为主，其强度随密实程度的不同，变化较大，并随湿度的增大而降低；粉土毛细现象强烈，路基路面的强度和承载力随着毛细水上升，湿度增大而下降，在负温度坡差作用下，水分通过毛细作用移动并积聚，使局部土层湿度大幅度增加，造成路基冻胀，最后导致路基翻浆，路面结构层断裂等各种破坏。
2、压实度
土基回弹模量是路基强度的力学指标，而压实是提高路基强度的最有效措施之一，因此压实度是影响土基回弹模量的重要因素。对于高等级公路的路基，0～80cm要求压实度不小于95%，80cm～150cm一般要求压实度达到94%。充分压实的土基可以发挥土基的承载强度，减小土基和路面在车轮荷载作用下产生的形变，增强土基的水稳性和强度稳定性，有效地延长路面的使用寿命。压实主要是在荷载作用下，土颗粒重新排列和相互靠拢的过程。小颗粒进入大颗粒的空隙中，空隙率减小；单位体积内固体颗粒含量增加，增加了粗土颗粒间的摩擦和咬合及细土颗粒间的粘结力，从而提高了土基的强度和稳定性。对于粘性细粒土的压实，主要是将土空隙中的空气挤出，碾压得越密实，土中空气越少。某一含水量时，土的理论最大密实度就是土中空气全部被挤出，土体接近于两相体。有关资料显示，压实度增加1%， 其土基回弹模量增加约1.4%-7.1%，平均增加5.1%。土基回弹模量随着压实度的增加而提高，压实度越大，土基回弹模量也越大，压实度增加得越大，土基回弹模量的提高幅度也越大。由此可见，提高路基压实度，是提高路基强度的重要保证。
3、含水量
固定土质种类的情况下，土基回弹模量值随着含水量和密度的变化而变化，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8%―18%，平均降低11%。如考虑含水量增加常使干密度减小，则含水量增加1%使回弹模量降低的百分率还要大于11%。对于同一压实度而言，最佳含水量状态下的土的回弹模量最大。因此，通过现场测试不同压实度和含水量条件下的土基回弹模量，分析压实度和含水量对土基回弹模量的影响，找出土基回弹模量与压实度和含水量之间的关系，并回归其相关关系式，为设计取用合适的土基回弹模量值提供可靠的参考是很有必要的。
四、水泥稳定土在不同水泥含量、压实度、含水量时土基回弹模量研究
1、压实度以及含水量分别为96%和最佳含水量时利用承载板法进行水泥稳定土的回弹模量测试时，在压实度以及其含水量分别为96%和最佳含水量的情况下，在通常的水泥剂量范围内，对于不同水泥含量的水泥稳定土来说，水泥稳定土的回弹模量会随着水泥含量的增大而增大。
2、压实度以及水泥含量分别为96%和4％的情况当压实度以及水泥含量分别为96%和4％，并且水泥稳定土的最大干密度和最佳含水量分别是1.54 和18.2%时，在不同含水量情况下，其回弹模量的最大值所对应含水率接近最佳含水量。
3、含水量在最佳状态并且水泥的含量为4%的情况下当含水量在最佳状态，并且水泥的含量为4%的时候，在不同的压实度下的水泥稳定土的回弹模量值如下，水泥稳定土的回弹模量随着压实度的增大而增大。
五、结束语
路基路面设计中，如何控制路基回弹模量，实现路基路面刚度协调，进而改善应力状态，提高路基路面长期性能是每一位设计人员应该关注的问题。土基回弹模量随着压实度的增加而提高，由于目前大吨位的压实机具明显增多，只要严格管理，达到设计要求的压实度是较易实现的，从而含水量就成为影响土基回弹模量的主要因素，因此路基路面的排水设计就显得非常重要。
土基回弹模量对路面结构的设计影响较大，在实际工程中，由于重载和超载现象在逐年加剧，设计中应重视对路基状况的改善，然后才能进一步确定合理的路面结构。水泥稳定土对提高土基回弹模量作用明显。从结构受力和经济角度综合考虑，水泥剂量根据土质情况宜控制在4%～8%之间，水泥稳定土回弹模量宜控制在60～65MPa 之间。
参考文献：
[1]董城，岳志平，李志勇，冷伍明.基于路基路面协调变形的路基回弹模量设计[J].道路交通科技，2012(29)
论文作者:牟 翰
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿
论文发表时间:2015/9/15
标签：路基论文; 路面论文; 含水量论文; 压实论文; 水泥论文; 荷载论文; 强度论文; 《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿论文;