駱楊靜

（核工業(yè)長沙中南建設(shè)工程檢測有限公司,湖南 長沙 410000）

依靠回彈模量評(píng)價(jià)路基施工質(zhì)量，能夠精準(zhǔn)、高效地分析出路基在荷載條件下的承載強(qiáng)度及抗變形剛度兩大性能。故在公路工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐中，精準(zhǔn)獲取路基的回彈模量指標(biāo)，不但能夠?yàn)閮?yōu)化路基路面結(jié)構(gòu)層的厚度參數(shù)提供依據(jù)，還能提高現(xiàn)場施工質(zhì)量控制工作的針對(duì)性[1]。通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)的路基回彈模量試驗(yàn)采用傳統(tǒng)試驗(yàn)檢測技術(shù)。通過研讀現(xiàn)行公路工程設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)現(xiàn)，規(guī)范未明確給出不同土體、溫度及施工工藝條件下的路基回彈模量合理范圍，且不同試驗(yàn)檢測技術(shù)得到的試驗(yàn)結(jié)果之間尚未建立具體的換算關(guān)系[2]。基于此，本文擬選取貝克曼梁、FWD等試驗(yàn)檢測方法，針對(duì)碎石土路基和黃土路基展開試驗(yàn)檢測，并建立了相應(yīng)的回歸分析模型，給出了不同試驗(yàn)檢測技術(shù)對(duì)應(yīng)指標(biāo)間的換算關(guān)系，為今后的路基檢測標(biāo)準(zhǔn)完善及現(xiàn)場施工控制提供了深度指導(dǎo)[3]。

1 路基回彈模量檢測方法

（1）貝克曼梁試驗(yàn)檢測法：該試驗(yàn)檢測工藝廣泛適用于各種形式的路基中，且工藝簡單，精度良好。在試驗(yàn)過程中，通過計(jì)算前后百分比數(shù)值差，可直接看出路基豎向?qū)嶋H變形量，將實(shí)測數(shù)據(jù)代入彎沉指標(biāo)計(jì)算公式，最終可得到路基實(shí)際回彈模量指標(biāo)。貝克曼梁法在具體應(yīng)用過程中也存在一定的缺陷，試驗(yàn)結(jié)果容易受車速、輪胎胎壓等因素影響[4]。

（2）承載板試驗(yàn)檢測法：承載板法的檢測原理與貝克曼梁法相似，但承載板法需要配合大量人工作業(yè)，檢測效率較低，檢測誤差較大[5]。

（3）FWD試驗(yàn)檢測法：FWD檢測技術(shù)具備高效、無損等明顯優(yōu)勢，依靠壓力及位移傳感器即時(shí)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部集成的計(jì)算程序，實(shí)時(shí)給出回彈模量指標(biāo)。在具體應(yīng)用過程中，為了避免土體類型、環(huán)境溫度等因素造成的影響，應(yīng)對(duì)彎沉試驗(yàn)值進(jìn)行必要的修正，以控制參數(shù)誤差[6]。

（4）貫入儀試驗(yàn)檢測法：貫入儀無法直接獲取回彈模量指標(biāo)，可利用貫入儀測得CBR指標(biāo)，再根據(jù)路基土體類型，建立回彈模量與路基土體之間的量化關(guān)系[7]。

2 路基回彈模量試驗(yàn)方案

2.1 試驗(yàn)材料

（1）碎石土路基：碎石土是一種強(qiáng)度較高的土石混合料，其中粒徑5 mm以上的石質(zhì)顆粒質(zhì)量占比超過50%，是一種理想的路基填筑材料。本文通過對(duì)某工程填筑現(xiàn)場的填筑材料取樣分析，發(fā)現(xiàn)該工程填筑碎石土的含石量為70%，級(jí)配組成見表1。通過篩分試驗(yàn)，對(duì)所取土樣進(jìn)行分析，算得所取土樣的不均勻系數(shù)為15.7，曲率系數(shù)為1.64，土質(zhì)質(zhì)量很好，能滿足路基填筑要求。

表1 碎石土篩分試驗(yàn)結(jié)果

（2）黃土路基：本文選取的黃土試驗(yàn)樣本取自某在建項(xiàng)目工地，具體技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 黃土的技術(shù)指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)方法

（1）碎石土路基：選取能夠代表該路段真實(shí)情況的測點(diǎn)，分別用貝克曼梁法、承載板法和FWD法進(jìn)行檢測，在多次檢測計(jì)算出測值平均值后，對(duì)各方法測值進(jìn)行整理分析，構(gòu)建出對(duì)應(yīng)回歸模型。

（2）黃土路基：選取能夠代表該路段真實(shí)情況的測點(diǎn)，分別用承載板法、FWD法和動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀法進(jìn)行檢測，在多次檢測計(jì)算出測值平均值后，對(duì)各方法測值進(jìn)行整理分析，構(gòu)建出對(duì)應(yīng)回歸模型。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 碎石土路基回彈模量

碎石土路基回彈模量現(xiàn)場檢測結(jié)果見表3和圖1。

從表3和圖1中數(shù)據(jù)可以看出：①承載板法測值最大，貝克曼梁法次之；②3種方法測值不同，但測值呈現(xiàn)出相對(duì)一致的變化趨勢，表現(xiàn)出較好的相關(guān)性。

表3 碎石土路基回彈模量檢測結(jié)果

圖1 采用不同檢測方法時(shí)碎石土路基回彈模量

3.2 碎石土路基回彈模量相關(guān)性分析

通過3種回歸模型，算得檢測點(diǎn)的E1和EP的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表4。從表4數(shù)據(jù)可以看出，3種方法的相關(guān)系數(shù)最高可以達(dá)到0.796 6，并且相關(guān)系數(shù)均在0.65以上，說明3種檢測方法所得測值的轉(zhuǎn)換關(guān)系較好。

表4 碎石土路基E1和EP的相關(guān)性

用3種回歸模型對(duì)貝克曼梁法測得的彎沉L與EO和EP進(jìn)行模擬，分析結(jié)果見表5。

從表5中的數(shù)據(jù)可以看出：①碎石土路基彎沉L與EO和EP的相關(guān)系數(shù)均在0.85以上，說明表現(xiàn)出極好的相關(guān)性，且L與EP表現(xiàn)出非常優(yōu)異的線性相關(guān)和良好的指數(shù)相關(guān)；②在采用同一回歸模型模擬的情況下，L與EP的相關(guān)系數(shù)更高，表明FWD法優(yōu)于承載板法。

表5 碎石土路基彎沉L與回彈模量E的相關(guān)性

3.3 黃土路基回彈模量

查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在使用FWD法時(shí)，當(dāng)落錘下落高度增加時(shí)，回彈模量測值呈現(xiàn)出線性遞減的趨勢[8]。根據(jù)試驗(yàn)場地路基的土質(zhì)情況，以及現(xiàn)場試驗(yàn)條件，落錘高度設(shè)定在70 cm。通過承載板法和FWD法，對(duì)試驗(yàn)場地的黃土路基的靜、動(dòng)回彈模量進(jìn)行測定，結(jié)果見圖2。

圖2 采用不同檢測方法時(shí)黃土路基回彈模量

FWD法所得測值相較于承載板法更大，兩種方法所得測值變化趨勢基本一致，表明測值表現(xiàn)出較好的相關(guān)性，具備較為理想的相互轉(zhuǎn)換條件；經(jīng)線性擬合不同試驗(yàn)檢測技術(shù)獲取的回彈模量曲線存在良好的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性指標(biāo)0.827 1。

FWD法同貫入儀試驗(yàn)法得到的試驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)性指標(biāo)如表6所示，其中，黃土路基貫入深度為0.3 m。

表6 黃土路基彎沉指標(biāo)同貫入度之間的相關(guān)關(guān)系

據(jù)表6可知，對(duì)于黃土路基而言，采用不同的試驗(yàn)檢測技術(shù)得到的回彈模量曲線表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)基本相同，故上表中提出的兩種回歸模型均可用于測值間的相互換算。

4 結(jié)論

本文深入闡述了回彈模量指標(biāo)對(duì)于指導(dǎo)公路路基施工的關(guān)鍵意義，分別使用貝克曼梁法、承載板法、FWD法及貫入儀法針對(duì)碎石土和黃土兩種路基測定了其回彈模量指標(biāo)，并對(duì)測值進(jìn)行了回歸分析，得到以下基本結(jié)論：

（1）FWD法對(duì)碎石土路基和黃土路基均適用，且所測得的回彈模量指標(biāo)準(zhǔn)確可靠。

（2）針對(duì)碎石土路基，F(xiàn)WD法與貝克曼梁法對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)均為0.796 6，對(duì)數(shù)相關(guān)性良好。

（3）針對(duì)黃土路基，承載板法和FWD法得到的回彈模量曲線高度相似；FWD法和貫入儀法兩種試驗(yàn)檢測方法得到的路基彎沉值與貫入度指標(biāo)間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，在拋物線和線性兩種回歸模型中，對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)分別為0.887 0、0.875 0。

綜上所述，通過FWD法測定回彈模量，能夠更好地評(píng)價(jià)路基施工質(zhì)量。