雍少寧 張富奎 王海林

（1甘肅省交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理局，甘肅 蘭州 730203；2甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030；3甘肅省公路養(yǎng)護(hù)工程技術(shù)研究中心，甘肅 蘭州 730030）

1 引 言

壓實(shí)不充分的路基填筑體勢(shì)必產(chǎn)生過(guò)量的工后沉降，進(jìn)而引發(fā)一系列路基路面病害和工程隱患。就填方路基而言，決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素是填料組成和壓實(shí)成型，甘肅省的工程地質(zhì)復(fù)雜多變，路基填料多以黃土、泥巖土、鹽漬土為主，優(yōu)質(zhì)路堤填料缺乏是甘肅省公路工程建設(shè)中一直以來(lái)普遍面臨的問(wèn)題，在先天劣勢(shì)條件下，客觀合理、簡(jiǎn)便有效的控制指標(biāo)和檢測(cè)方法成為保證甘肅省公路路基壓實(shí)質(zhì)量最關(guān)鍵的途徑。然而，隨著我省公路建設(shè)進(jìn)程的加快，路基壓實(shí)質(zhì)量控制突顯出種種不足，主要表現(xiàn)傳統(tǒng)的路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)的應(yīng)用過(guò)于單一、片面，路基壓實(shí)質(zhì)量的靜態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)不再客觀合理。在控制路基壓實(shí)質(zhì)量的過(guò)程中，有必要采用多指標(biāo)互補(bǔ)、動(dòng)靜結(jié)合的檢測(cè)方案，同時(shí)增加檢測(cè)頻率、擴(kuò)大檢測(cè)覆蓋面、兼顧細(xì)節(jié)部位。本文將便攜式動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀（LFGpro）測(cè)得的動(dòng)態(tài)變形模量（EVD）與壓實(shí)度（K）之間建立相關(guān)關(guān)系，從而快速、高效的得到路基的壓實(shí)度，對(duì)于控制公路路基壓實(shí)具有很大優(yōu)勢(shì)，值得同行借鑒。

2 試驗(yàn)儀器與方案

2.1 試驗(yàn)儀器

1）便攜式動(dòng)態(tài)變形模量檢測(cè)儀

研究中主要采用了德國(guó)HMP LFGpro型動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀用于測(cè)定工程實(shí)體在特定動(dòng)荷載作用下的彎沉值和動(dòng)態(tài)變形模量，從而評(píng)估被檢測(cè)體的承載力和抗變形能力。該檢測(cè)設(shè)備操作簡(jiǎn)便、實(shí)效，每個(gè)測(cè)點(diǎn)最多只需2分鐘，

圖1 便攜式動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀（LFGpro）

2.2 試驗(yàn)方法及方案

1)填料類(lèi)型劃分

為了便于后期對(duì)動(dòng)態(tài)變形模量（EVD）和壓實(shí)度（K）進(jìn)行有效分析，在臨渭高速路基施工現(xiàn)場(chǎng)采取不同路基填料，并在室內(nèi)完成篩分和液塑限等物性參數(shù)實(shí)驗(yàn)，以得到準(zhǔn)確的路基土工程分類(lèi)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

2)快速檢測(cè)方案

測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)基于路基壓實(shí)狀態(tài)，盡可能多地?cái)U(kuò)散EVD數(shù)據(jù)范圍，快速給出對(duì)應(yīng)的路基壓實(shí)度，并根據(jù)需要選取相應(yīng)點(diǎn)位用傳統(tǒng)灌砂法進(jìn)行驗(yàn)證。K94+135處黃土路基壓實(shí)檢測(cè)點(diǎn)位布設(shè)如圖2示，檢測(cè)點(diǎn)位之間相距10米，基于路基中心線依次展開(kāi)，覆蓋整個(gè)路基施工面。

表1 路基土物性參數(shù)

圖2 點(diǎn)布置圖

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 黃土（低液限粉土）路段相關(guān)性測(cè)試

借助便攜式動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀（LFG pro）對(duì)拱涵頂部高填方施工段進(jìn)行了路基壓實(shí)度檢測(cè)，涵頂設(shè)計(jì)填高為51米，所檢測(cè)層面為路基93區(qū)，路基填料為黃土，最大干密度為1.87g/cm3，最佳含水率為12.2。

圖3 黃土（低液限粉土）路段EVD與灌砂法所測(cè)壓實(shí)度對(duì)比

本次檢測(cè)共有48組有效數(shù)據(jù)，建立了動(dòng)態(tài)變形模量（EVD）與黃土路基壓實(shí)度（K）之間呈線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.9688。

依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，高速公路填方路基下路堤壓實(shí)度應(yīng)≥93%，上路堤壓實(shí)度應(yīng)≥94%，路床壓實(shí)度應(yīng)≥96%。因此，根據(jù)EVD與K的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到該高速黃土填料路基壓實(shí)控制的EVD下限值。

此外，現(xiàn)場(chǎng)選取個(gè)別點(diǎn)位，進(jìn)行EVD和灌砂法平行驗(yàn)證試驗(yàn)，由圖3可知，EVD和灌砂法所測(cè)壓實(shí)度的值非常接近，無(wú)過(guò)大偏差，以灌砂法檢測(cè)數(shù)據(jù)為真值，其相對(duì)誤差均小于1%，說(shuō)明用EVD檢測(cè)黃土路基壓實(shí)度快速且可靠。

3.2 紅砂巖（粗砂）路段相關(guān)性測(cè)試

借助便攜式動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀（LFG pro）對(duì)高填方施工段進(jìn)行了路基壓實(shí)度檢測(cè)，設(shè)計(jì)填高為20米，現(xiàn)填高為15米，所檢測(cè)層面為路基93區(qū)，路基填料為紅砂巖，最大干密度為1.98g/cm3，最佳含水率為9.2。

本次檢測(cè)共有27組有效數(shù)據(jù)，建立了動(dòng)態(tài)變形模量（EVD）與紅砂巖路基壓實(shí)度（K）之間呈線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.9278。

依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，高速公路填方路基下路堤壓實(shí)度應(yīng)≥93%，上路堤壓實(shí)度應(yīng)≥94%，路床壓實(shí)度應(yīng)≥96%。因此，根據(jù)EVD與K的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到該高速紅泥巖填料路基壓實(shí)控制的EVD下限值。

現(xiàn)場(chǎng)灌砂法相應(yīng)點(diǎn)位的壓實(shí)度驗(yàn)證，可見(jiàn)EVD快速檢測(cè)得出的結(jié)果與灌砂法基本一致，在壓實(shí)度滿足正常情況下相對(duì)誤差小于0.5%，而EVD較小的點(diǎn)位即壓實(shí)不足的位置相對(duì)誤差大于1%。

圖4 紅砂巖（粗砂）路段EVD與灌砂法所測(cè)壓實(shí)度對(duì)比

3.3 紅泥巖（高液限黏土CH）路段相關(guān)性測(cè)試

借助便攜式動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀（LFG pro）對(duì)高填方施工段進(jìn)行了路基壓實(shí)度檢測(cè)，設(shè)計(jì)填高為32米，現(xiàn)填高為31.5米（第105層），所檢測(cè)層面為路基94區(qū)，路基填料為紅泥巖，最大干密度為1.95g/cm3，最佳含水率為10.3。

本次檢測(cè)共有37組有效數(shù)據(jù)，建立了動(dòng)態(tài)變形模量（EVD）與紅泥巖路基壓實(shí)度（K）之間呈線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2= 0.9368。

依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，高速公路填方路基下路堤壓實(shí)度應(yīng)≥93%，上路堤壓實(shí)度應(yīng)≥94%，路床壓實(shí)度應(yīng)≥96%。因此，根據(jù)EVD與K的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到該高速紅泥巖填料路基壓實(shí)控制的EVD控制下限值。

通過(guò)灌砂法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)點(diǎn)位的驗(yàn)證，可知EVD快速檢測(cè)與灌砂法結(jié)果基本一致。其中兩個(gè)EVD值偏小的點(diǎn)的相對(duì)誤差大于1%，即29.88（K=91.5），17.44（K=84.8），說(shuō)明未達(dá)到壓實(shí)質(zhì)量要求的地方會(huì)對(duì)快速檢測(cè)的誤差有輕微影響，但不影響對(duì)壓實(shí)質(zhì)量是否合格的判斷。現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)可通過(guò)多采集一些EVD點(diǎn)取平均值的方法消除這種影響，這也從另一方面反映了快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。

圖5 紅泥巖（高液限黏土CH）EVD與灌砂法所測(cè)壓實(shí)度對(duì)比

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)采用便攜式動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀（LFG pro）對(duì)某高速黃土（低液限粉土）、紅砂巖（粗砂）、紅泥巖（高液限黏土CH）高填方路段動(dòng)態(tài)變形模量（EVD）進(jìn)行了測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果與灌砂法測(cè)得壓實(shí)度K之間建立相關(guān)關(guān)系，并得到相關(guān)關(guān)系式。通過(guò)灌砂法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)點(diǎn)位進(jìn)行驗(yàn)證，得到EVD快速檢測(cè)與灌砂法結(jié)果基本一致，誤差范圍能滿足要求。因此，采用EVD作為公路路基壓實(shí)快速檢測(cè)的方法，可以加快控制進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中動(dòng)態(tài)控制，是一種快速有效的公路路基壓實(shí)度檢測(cè)方法。