梁亞寧

(哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院)

季凍區(qū)粘性土路基由于凍融循環(huán)的作用，造成路基水分的遷移和重分布，是引起路基土強(qiáng)度衰減的直接原因。因此掌握路基含水量的變化規(guī)律對(duì)公路的強(qiáng)度具有重要意義。我們選取綏北路K132 +850 為監(jiān)測斷面研究。

綏北高速公路起于綏化市西側(cè)，與鶴哈高速綏北高速聯(lián)絡(luò)線(綏化繞城高速)對(duì)接，經(jīng)海豐鎮(zhèn)、海南鄉(xiāng)、前進(jìn)鄉(xiāng)、海倫市、長發(fā)鄉(xiāng)、海北鎮(zhèn)、通北鎮(zhèn)、趙光鎮(zhèn)、趙光農(nóng)場、東勝鄉(xiāng)，終點(diǎn)至北安市建華互通區(qū)與北安至黑河高速公路銜接，全長208.55 km。項(xiàng)目采用雙向四車道全封閉高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速100 cm。

項(xiàng)目所在區(qū)域位于黑龍江省中部松嫩平原與大小興安嶺的過渡地帶。路基土主要為中塑性粘土、碎石土及卵礫石土，巖石風(fēng)化物，地下水位埋深較大，地下水對(duì)路基影響小。路線范圍內(nèi)多次出現(xiàn)軟弱地基路段，由于土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松、孔隙比大、含水量高、壓縮性高、地下水位高、承載力偏低，具強(qiáng)凍脹性，易形成翻漿及施工后路面下沉，不可作為地基，施工要嚴(yán)格按照施工要求提前可采取清除軟土，換填碎石土或天然砂礫的方式進(jìn)行地基處理。

含水率監(jiān)測采用美國AQUA－TEL－TDR 的含水率傳感器(以下簡稱TDR 計(jì))(圖1)，該儀器的含水率測量量程為0 ～100%，精度為0.1%量級(jí)，能夠滿足監(jiān)測的精度要求，并可埋置于路基內(nèi)部進(jìn)行長期觀測，有效測量半徑是5 cm，儀器顯示讀數(shù)為體積含水率，詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 AQUA－TEL－TDR 含水率計(jì)技術(shù)參數(shù)

監(jiān)測斷面為綏北路K132 +850，傳感器埋設(shè)于路床位置，以掌握路床填料含水率的波動(dòng)范圍。

圖1 TDR 傳感器埋設(shè)位置示意圖

由于TDR 傳感器測試結(jié)果為體積含水率，為了轉(zhuǎn)換為質(zhì)量含水率，在傳感器埋設(shè)同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場取樣測試質(zhì)量含水率，與穩(wěn)定后的儀器讀數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

經(jīng)過完整一年的路基含水率監(jiān)測，監(jiān)測成果匯總見表2。需要注意的是由于TDR 含水率傳感器的原理所限，其對(duì)于冬季固態(tài)水的測試發(fā)生偏差，因此在2010－10－24 至2011－4－28 期間，測試數(shù)據(jù)偏差較大，這也從側(cè)面說明了凍土深度影響到距離邊坡垂直埋深約1.5 m 范圍的傳感器。

表2 路基含水率監(jiān)測匯總表

續(xù)表2

圖2 距離邊坡不同深度的路基含水率監(jiān)測

各個(gè)傳感器位于路床位置，從邊坡外側(cè)開始每間隔1 m分別埋設(shè)，由于路面結(jié)構(gòu)層厚度為87 cm，因此外界氣候條件對(duì)4 個(gè)傳感器的垂直影響距離均不超過1.5 m。

表3 含水率監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

分析監(jiān)測結(jié)果可知:

(1)路基內(nèi)各點(diǎn)含水率基本保持了一致的變化周期，從含水率分布看，隨與邊坡外側(cè)的距離越近含水率越大，說明受到外界氣候影響程度越大。

(2)對(duì)監(jiān)測點(diǎn)位全年的含水率波動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表3，可以看出含水率波動(dòng)范圍隨與邊坡外側(cè)距離的減少而增大。

(3)S1 和S2 點(diǎn)位距離邊坡外側(cè)距離大于3 m，而距離路面頂部小于1.5 m，但含水率變化幅度不大，說明大氣降水通過路面結(jié)構(gòu)層對(duì)路床濕度的影響很小。

［1］公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01－2003)［S］.

［2］公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30－2004)［S］.