李文軒
摘 要:文本針對現(xiàn)有路基彎沉檢測中方法的不足,提出公路路基彎沉檢測的一種方法和標(biāo)準(zhǔn),為以后路基彎沉檢測提供一定的依據(jù)。
關(guān)鍵詞:公路路基,彎沉檢測,檢測指標(biāo)
我國現(xiàn)行的柔性路面設(shè)計規(guī)范是以設(shè)計彎沉為控制指標(biāo),但在施工規(guī)范中則采用壓實度作為驗收控制指標(biāo),而將彎沉檢驗作為參考值。在實際操作中:壓實度表示某一有限厚度的路面結(jié)構(gòu)層經(jīng)碾壓后的相對密實程度;彎沉表示被測路面結(jié)構(gòu)層以下的部分在汽車標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下產(chǎn)生的總位移。兩者均可反映路基、路面的碾壓質(zhì)量,但在理論上卻沒有關(guān)聯(lián)。彎沉檢驗在實施過程中也比壓實度檢驗更為方便、快捷,故許多工程監(jiān)理方很愿意采用“雙控指標(biāo)”(即控制壓實度和彎沉)來掌握路基、路面的碾壓質(zhì)量。然而大量的施工實踐告訴我們:經(jīng)碾壓后的路基、路面在通過彎沉檢驗時遠比通過壓實度檢驗容易得多。
1、現(xiàn)象的原因分析
柔性路面結(jié)構(gòu)體系比較復(fù)雜,試圖建立一個精確的、通用的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)學(xué)模型幾乎是不可能的,因此現(xiàn)在采用的路面設(shè)計理論是經(jīng)過某些假定、簡化過程的半理論、半經(jīng)驗的設(shè)計方法。此外,雖然路面計算公式中沒有明確給出安全系數(shù),但數(shù)學(xué)公式在推導(dǎo)過程中的假定、簡化以及經(jīng)驗資料的分析取值都是偏安全考慮的。但從設(shè)計角度來說是可靠和安全的計算方法(包括采用的設(shè)計參數(shù)),若照搬來計算施工檢驗彎沉卻不可靠。例如確定土基回彈模量的大?。簩τ谠O(shè)計而言取小一些計算出的路面結(jié)構(gòu)偏厚、偏安全,這是合理的,但較小的回彈模計算出的彎沉值偏大,若以此彎沉作為施工檢驗指標(biāo)無疑是在人為降低路基的強度指標(biāo),與真實情況不符。但如果適當(dāng)加大路基、路面的回彈模量值再重新計算檢驗彎沉,則顯然當(dāng)計算至路表頂面彎沉?xí)r必然與原設(shè)計容許彎沉值不符,這與設(shè)計又產(chǎn)生了矛盾。由此可見,套用路基、路面設(shè)計計算公式(或參數(shù))來計算路基、路面各層次的施工檢驗彎沉是不妥當(dāng)?shù)摹栴}的關(guān)鍵在于:設(shè)計容許彎沉和施工檢驗彎沉的計算方法(包括參數(shù))不能互相混淆,設(shè)計采用的計算公式或取用的參數(shù)對于設(shè)計而言是安全的,而對于施工檢驗彎沉來說反而是不可靠的。
2、路基施工檢驗彎沉的確定
施工檢驗彎沉雖在施工驗收規(guī)范中未列入主要驗收項目,但由于它簡便易行仍受到監(jiān)理和施工技術(shù)人員的歡迎。因此有必要進行彎沉檢測指標(biāo)的研究。
(1)彎沉與模量的相關(guān)關(guān)系分析
用公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范給出的 經(jīng)驗公式確定的彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)值偏大,用來驗收是不安全的,這說明,規(guī)范公式的應(yīng)用范圍有其局限性。建立回歸方程的作用是由 預(yù)測 ,使對應(yīng)于彎沉標(biāo)準(zhǔn)值的預(yù)測值 、以一定的保證率達到設(shè)計要求,即控制的是 ,因此 ,應(yīng)為自變量, ,為因變量,建立形如 的回歸方程,該方程是通過方程回歸方程 和土基回彈模量的劃分等級,可確定彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)值。推薦土基的施工彎沉驗收標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
(2)運用動模量計算彎沉
由于國際上缺少動模量與彎沉的關(guān)系式,暫且利用靜態(tài)公式。參考相關(guān)文獻[1],[2]給出了輪隙彎沉反算土基模量的公式:
(2.21)
《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》則給出了確定回彈彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗公式:
(2.22)
利用面層FWD彎沉反算的土基模量乘以0.33作為設(shè)計模量,將此結(jié)果代入式(2.21)和(2.22)計算彎沉 ,其結(jié)果見表2。
表2 反算彎沉與實測靜彎沉對比
統(tǒng)計結(jié)果 動模量反算動彎沉值
式(2.22)靜模量反算設(shè)計彎沉 實測靜彎沉
從上表可以看出,當(dāng)采用動態(tài)設(shè)計模量時,利用公式(2.21)算出的彎沉和實測靜彎沉結(jié)果基本一致,利用式(2.21)算出的彎沉較實測靜彎沉稍大,約為靜彎沉的1.51倍;當(dāng)采用靜模量時,利用式(2.21)算出的動彎沉較反算的設(shè)計靜彎沉稍小,約為設(shè)計彎沉的1.35倍。
所以:
(1)可采用動彈性設(shè)計模量,將彈性半空間體公式(即式2.21)計算出的彎沉作為路基靜彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn);
(2)路基動彎沉檢測的標(biāo)準(zhǔn),可以采用設(shè)計靜彎沉除以1.35作為動彎沉的設(shè)計指標(biāo)。
參考文獻:
[1] 黃曉明,半剛性基層瀝青路面彎沉檢測指標(biāo)的研究,華東公路,1996.1
[2] JTJ034-2000.《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》
[3]葛振才. 公路路基彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)的探討[J]. 科學(xué)之友: 中旬, 2011 (7): 67-67.