城鎮(zhèn)道路路基質(zhì)量主控指標(biāo)符合性研究

馬培建，徐陸軍

(青島理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 青島 266011)

城鎮(zhèn)道路路基質(zhì)量主控指標(biāo)符合性研究

馬培建，徐陸軍

(青島理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 青島 266011)

依托青島市重慶路道路改建工程，將壓實(shí)度、彎沉值這兩項(xiàng)路基主控指標(biāo)與路基回彈模量分別進(jìn)行數(shù)值回歸，針對主控指標(biāo)變異性進(jìn)行分析，將計算回彈模量與實(shí)測回彈模量進(jìn)行符合，提出在施工過程中的控制措施，以達(dá)到提高現(xiàn)場施工質(zhì)量的目標(biāo)。

路基施工；主控指標(biāo)；回彈模量；符合性檢驗(yàn)

1 實(shí)體工程路基主控參數(shù)分析

重慶路作為青島市南北向主干路之一，設(shè)計圖紙中明確要求：路床頂面以下50 cm路基填土采用碎石土，要求大于38 mm顆粒含量達(dá)到30%～50%，且填料粒徑最大不得超過10 cm。路床頂面50 cm范圍以內(nèi)路基填料應(yīng)優(yōu)先選用級配良好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料。

路面結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 重慶路道路結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)設(shè)計要求，路基頂面的設(shè)計回彈模量(E0D)不小于40 MPa，滿足規(guī)范中對于主干路不應(yīng)小于30 MPa的要求。彎沉值的計算根據(jù)公式(1)。

(1)

式中：l0D為路基設(shè)計彎沉值，0.01 mm；p，δ為測定車輪胎接地壓強(qiáng)，MPa，與當(dāng)量圓半徑，mm；α0為均勻體彎沉系數(shù)，取0.712；K1為不利季節(jié)影響系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。

將路床頂面的壓實(shí)度和彎沉值作為質(zhì)量檢驗(yàn)主控指標(biāo)，通過公式(1)計算，得到路床頂面的計算彎沉為232.9(0.01 mm)，且壓實(shí)度要求如表1所示。

表1 重慶路路床頂面驗(yàn)收一覽表

2 路基回彈模量與彎沉的關(guān)系

我國現(xiàn)行道路設(shè)計方法中路基設(shè)計參數(shù)選用的路基回彈模量，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用路基回彈彎沉。彎沉是指在一定荷載作用下路表面的豎向變形，是反映路面整體承載能力和使用狀況最直觀、最簡單的指標(biāo)。建立路基回彈彎沉與回彈模量之間的關(guān)系，對于控制路基的施工質(zhì)量具有重要的意義。

在重慶路路基一標(biāo)段找平之后采用貝克曼梁法進(jìn)行彎沉試驗(yàn)，做好數(shù)據(jù)記錄工作。并在相應(yīng)地點(diǎn)，用承載板法測定土基回彈模量。

表2 彎沉值與回彈模量的關(guān)系

由表4分析，彎沉值以20(0.01 mm)為差進(jìn)行試驗(yàn)，得到相應(yīng)的回彈模量E0。數(shù)據(jù)得出，回彈模量E0隨著彎沉值的增大而減小，呈現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。將兩者進(jìn)行冪次回歸，得到的關(guān)系變化圖如圖2所示。

在《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)中，關(guān)于土基頂面回彈彎沉檢驗(yàn)值的計算公式為

(2)

式中：l0為土基頂面的回彈彎沉計算值，0.01 mm；E0為土基回彈模量，MPa。

圖2 回彈模量隨彎沉值變化關(guān)系圖

而通過現(xiàn)場對重慶路路基頂面的彎沉實(shí)測及回彈模量的實(shí)測，得到的計算公式為

(3)

由于土質(zhì)和路基強(qiáng)度的不同，因此不同地區(qū)針對回彈彎沉和回彈模量得到的計算公式有所差別，且在重慶路實(shí)測的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的回歸公式的相關(guān)性R2=0.92,說明兩者數(shù)據(jù)之間的回歸公式具有一定的可信度。

且通過式(5)得到公式

(4)

3 路基質(zhì)量主控指標(biāo)符合性研究

上文通過回彈模量分別于壓實(shí)度和彎沉值進(jìn)行數(shù)值回歸，得到上述公式。在重慶路現(xiàn)場選擇K9+000～K9+200段進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)，該路段主要是以砂礫石為主的回填土。

表3 現(xiàn)場實(shí)測壓實(shí)度、回彈模量數(shù)據(jù)

對表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，現(xiàn)場實(shí)測壓實(shí)度的變異系數(shù)為0.99%，對于壓實(shí)度數(shù)據(jù)而言變異性很小，經(jīng)過計算得到的回彈模量數(shù)據(jù)的變異性3.4%，數(shù)據(jù)的波動程度并不大。通過現(xiàn)場實(shí)測的回彈模量與計算回彈模量進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)的差別雖然存在，但都是相當(dāng)接近，說明回歸方程是可靠的，且實(shí)測數(shù)據(jù)均滿足設(shè)計要求。說明通過壓實(shí)度數(shù)據(jù)的好壞可以反映該點(diǎn)回彈模量的大小是否滿足要求。

含水量是影響壓實(shí)效果的決定因素，土在不同的濕度下，用同樣的壓實(shí)功能來擠壓，將獲得不同的密實(shí)度。研究表明，土基在最佳含水量范圍內(nèi)，才會獲得最佳的壓實(shí)度。關(guān)于路基土的含水量，可以通過增加機(jī)械的碾壓遍數(shù)來控制土的最佳含水量，但遍數(shù)也應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)。

壓實(shí)功能對壓實(shí)度的影響是除含水量以外的另一重要因素。壓實(shí)功能是由碾壓的次數(shù)和單位荷載所決定的。在相同條件下，土的壓實(shí)功能越高，路基密實(shí)度就越高。

選取樁號K10+000～K10+200這200 m段進(jìn)行現(xiàn)場彎沉及回彈模量的測試。

表4 現(xiàn)場實(shí)測彎沉值、回彈模量數(shù)據(jù)

表4反映彎沉值與回彈模量的關(guān)系，可以看到相較于壓實(shí)度而言，實(shí)測彎沉數(shù)據(jù)的變異系數(shù)更大，達(dá)到了8.4%，說明在施工質(zhì)量控制方面彎沉比壓實(shí)度更難以控制。分析原因，彎沉值反映的是路基深度80～150 cm內(nèi)壓實(shí)程度的好壞，更能反映路基整體程度的好壞，因此其數(shù)據(jù)的變異性比較大。

4 小 結(jié)

(1)對重慶路路面的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行分析，利用計算公式通過其設(shè)計回彈模量找到設(shè)計彎沉。(2)建立適合重慶路現(xiàn)場壓實(shí)度、彎沉與回彈模量的回歸公式，為現(xiàn)場施工質(zhì)量的控制提供技術(shù)依據(jù)。(3)通過控制壓實(shí)度及彎沉數(shù)據(jù)的合理性，對現(xiàn)場路基回彈模量的實(shí)測值進(jìn)行符合性檢驗(yàn)，提高對路基回彈模量的控制程度，保證施工質(zhì)量。

[1] 張利華.淺談公路工程路基的施工技術(shù)與方法[J]. 工程與建設(shè)，2011，25(1)：120-122.

[2] 黃明玉 . 淺談公路工程路基施工[J]. 黑龍江科技信息，2011，(19).289.

[3] 江臣. 高速公路瀝青路面施工參數(shù)變異性分析[J]. 中南公路工程，2006，31(4)：55-60.

U213.1

B

1008-3383(2017)09-0009-02

2017-06-09

馬培建(1969-)，男，山東濟(jì)寧人，副教授，研究方向：道路工程、瀝青及瀝青混合料性能。