015-路基弯沉值计算器(回弹模量法)


路基弯沉值计算器(回弹模量法)

概述

依据 JTG 3430-2020《公路土工试验规程》T 0943条。弯沉值:l0 = p×d/E0×0.712;温度修正系数K(查表):T≤20°C→1.00,T≤25°C→1.16,T≤30°C→1.35,T≤35°C→1.57,T>35°C→1.83;l20 = lT×K;回弹模量反算:E0 = πd/2 × p/l × (1-1/(2√2))。

补充说明:注:JTG 3430-2020 T 0943中的温度修正公式与标准表值不完全吻合,本计算器采用标准表值进行分段线性插值。承载板标准直径300mm。

依据标准

  • 试验/计算方法:JTG 3430-2020 T 0943

  • 摘要说明:依据 JTG 3430-2020《公路土工试验规程》T 0943条。弯沉值:l0 = p×d/E0×0.712;温度修正系数K(查表):T≤20°C→1.00,T≤25°C→1.16,T≤30°C→1.35,T≤35°C→1.57,T>35°C→1.83;l20 = lT×K;回弹模量反算:E0 = πd/2 × p/l × (1-1/(2√2))。

  • 备注说明:注:JTG 3430-2020 T 0943中的温度修正公式与标准表值不完全吻合,本计算器采用标准表值进行分段线性插值。承载板标准直径300mm。

现行标准

标准/文件控制值或说明附注
JTG D50-2017 高速公路设计弯沉值 20~30 (0.01mm)/docs/jtg-d50
JTG D50-2017 一级公路设计弯沉值 25~35 (0.01mm)/docs/jtg-d50
JTG D30-2015 路基填方(0~0.8m)回弹模量 30~40 MPa/docs/jtg-d30

废止/历史标准

标准/文件控制值或说明附注
JTG D30-2004 已废止上路床回弹模量 35 MPa/docs/jtg-d30

计算公式

l0 = \frac{p \times d}{E_0} \times 0.712
K = \text{温度修正系数(查表取值)}
l20 = l \times K
E_0 = \frac{\pi d}{2} \cdot \frac{p}{l} \cdot (1-\frac{1}{2\sqrt{2}})

参数与符号

输入参数

ID符号名称单位说明
pp承载板压力MPa荷载值
dd承载板直径mm标准300mm
modulusE0modulusE0路基土回弹模量MPa设计或查表值
deflectionLdeflectionL回弹变形0.01mm实测变形值
temperaturetemperature试验温度路面温度
measuredDeflectionmeasuredDeflection实测弯沉值0.01mmFWD或多点弯沉仪测值

输出参数

ID符号名称单位说明
l20l20换算20°C弯沉值0.01mm换算20°C弯沉值
KK温度修正系数温度修正系数
l0l0路基顶面弯沉值0.01mm路基顶面弯沉值
E0_calcE0_calc反算回弹模量MPa反算回弹模量

示例数据

示例输入

名称ID示例值单位
承载板压力p79.5911MPa
承载板直径d88.934mm
路基土回弹模量modulusE059.4404MPa
回弹变形deflectionL46.23080.01mm
试验温度temperature76.882
实测弯沉值measuredDeflection63.71030.01mm

主要结果

名称ID结果值单位
换算20°C弯沉值l20116.590.01mm
温度修正系数K1.83
路基顶面弯沉值l084.80.01mm
反算回弹模量E0_calc155.47MPa

合规判定

当前计算器仅输出计算结果,未设置强制合格/不合格判定。

参考与链接

  • /docs/jtg-3430

原有补充说明

路基弯沉值计算器(回弹模量法)

概述

本计算器根据承载板试验(FWD或多点弯沉仪)实测弯沉值 $l_T$ 和试验温度 $T$,换算标准温度 20°C 的弯沉值 $l_{20}$,并计算路基顶面弯沉值 $l_0$ 及反算路基土回弹模量 $E_0$。依据《公路土工试验规程》JTG 3430-2020 T 0943 条。

计算公式

1. 温度修正系数 $K$

根据试验温度查表分段线性插值:

试验温度 $T$温度修正系数 $K$
$T \leq 20$°C1.00
$20 < T \leq 25$°C1.16
$25 < T \leq 30$°C1.35
$30 < T \leq 35$°C1.57
$T > 35$°C1.83

> ⚠️ JTG 3430-2020 T 0943 中的温度修正公式与本计算器采用的标准表值不完全吻合,本计算器采用标准表值进行分段线性插值。

2. 换算 20°C 弯沉值 $l_{20}$

$$l_{20} = l_T \times K$$

其中:

  • $l_T$:实测弯沉值(0.01mm)

  • $K$:温度修正系数

3. 路基顶面弯沉值 $l_0$

$$l_0 = \frac{p \times d}{E_0} \times 0.712$$

其中:

  • $p$:承载板压力(MPa)

  • $d$:承载板直径(mm),标准值为 300mm

  • $E_0$:路基土回弹模量(MPa)

4. 回弹模量反算 $E_{0,calc}$

由实测弯沉值反算路基土回弹模量(弹性半空间理论,板中心沉降):

$$E_0 = \frac{\pi d}{2} \times \frac{p}{l} \times \left(1 - \frac{1}{2\sqrt{2}}\right)$$

其中:

  • $d$:承载板直径(mm)

  • $p$:承载板压力(MPa)

  • $l$:回弹变形(0.01mm)

> 注:本公式为弹性半空间理论板中心沉降公式的反算形式,与路基顶面弯沉值 $l_0$ 的正向计算公式 $l_0 = p \times d / E_0 \times 0.712$ 并非严格互逆(系数分别为 $\pi/2 \times (1-1/(2\sqrt{2})) \approx 0.646$ 和 $0.712$),两者适用于不同物理模型。

参数说明

符号名称单位说明
$p$承载板压力MPa承载板施加的荷载压力值
$d$承载板直径mm承载板直径,标准值为 300mm
$E_0$路基土回弹模量MPa路基土的回弹模量设计值
$l$回弹变形0.01mm承载板试验实测回弹变形值
$T$试验温度°C路面结构层温度
$l_T$实测弯沉值0.01mmFWD 或多点弯沉仪实测弯沉值
$K$温度修正系数根据试验温度查表得到的修正系数
$l_{20}$换算20°C弯沉值0.01mm温度修正后换算至20°C的标准弯沉值
$l_0$路基顶面弯沉值0.01mm路基顶面设计弯沉值

适用范围

适用场景

  • 公路路基压实质量检测(承载板法)
  • 路基回弹模量反算
  • FWD 弯沉数据温度修正
  • 道路设计弯沉值验算

不适用场景

  • 沥青路面层底拉应力计算(应采用沥青路面专用公式)
  • 多年冻土地区路基(温度修正模型不同)

参考标准

现行标准

  • JTG 3430-2020《公路土工试验规程》T 0943 条 — 承载板测定土基回弹模量试验
  • JTG D50-2017《公路沥青路面设计规范》— 路基设计弯沉值规定
  • JTG D30-2015《公路路基设计规范》— 路基填方回弹模量要求

淘汰标准

  • JTG D30-2004《公路路基设计规范》— 已废止,上路床回弹模量 35MPa 规定停止使用

注意事项

> ⚠️ 温度修正:JTG 3430-2020 T 0943 中的温度修正公式计算结果与标准附录表值有差异,本计算器采用标准表值进行分段线性插值,与规范表值完全吻合。

> ⚠️ 承载板直径:标准承载板直径为 300mm,非标准直径时 $l_0$ 和 $E_{0,calc}$ 计算结果会有差异。

> ⚠️ 单位注意:回弹变形 $l$ 和弯沉值 $l_T$、$l_{20}$、$l_0$ 的单位均为 0.01mm,不要与 mm 混淆。

本计算器仅用于路基弯沉值换算和回弹模量反算,实际工程应用时应结合 JTG D50、JTG D30 等规范综合判定。