淺談公路路基回彈彎沉評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度的方法

魏望

摘 要：通過現(xiàn)場(chǎng)E0、L0檢測(cè)，說明規(guī)范推薦的經(jīng)驗(yàn)公式不是對(duì)任何土質(zhì)和地區(qū)適用。要以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)彎沉L0評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度，應(yīng)先選取部分路段進(jìn)行路基E0與對(duì)應(yīng)L0的實(shí)測(cè)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，建立該項(xiàng)目路基E0～L0回歸公式，通過實(shí)測(cè)路基L0能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：回彈模量；回彈彎沉；經(jīng)驗(yàn)公式；評(píng)價(jià)方法

中圖分類號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）12-0098-03

1 引言

我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范用以評(píng)價(jià)路基質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)是路基回彈模量E0和路基回彈彎沉L0，它們分別是路基抗壓強(qiáng)度指標(biāo)和整體剛度指標(biāo)。我國(guó)現(xiàn)行公路設(shè)計(jì)方法中路基設(shè)計(jì)參數(shù)選取路基土回彈模量E0；施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)采用路基回彈彎沉L0。

現(xiàn)場(chǎng)路基回彈模量E0的的檢驗(yàn)，是控制路基施工質(zhì)量的重要措施，在高等級(jí)公路特別是高速公路的施工中這種檢驗(yàn)是有必要的。由于E0是由承載板測(cè)定，但承載板檢測(cè)操作較繁瑣，在施工過程中不便于作為施工質(zhì)量控制方法對(duì)路基施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。而路基回彈彎沉L0的測(cè)定快速簡(jiǎn)便，能夠作為路基施工過程中的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路基施工整體情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，采用相關(guān)方法建立路基E0與L0的聯(lián)系，通過測(cè)定L0來評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度是一種行之有效的方法。

2 國(guó)內(nèi)路基回彈模量E0與回彈彎沉L0的相關(guān)性研究

我國(guó)規(guī)范給出E0、L0的相關(guān)公式：《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 014）給出路基現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)E0、L0的相關(guān)回歸公式為：

E0=2430L0-0.7 （公式1）

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034）給出路基現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)E0、L0的相關(guān)回歸公式為：

E0=17029L0-1.066 （公式2）

目前我國(guó)公路技術(shù)人員常依據(jù)規(guī)范給出的經(jīng)驗(yàn)公式，通過現(xiàn)場(chǎng)彎沉檢測(cè)，快速得到路基回彈模量E0，以此作為驗(yàn)證路基強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的辦法。經(jīng)驗(yàn)公式能否滿足不同地區(qū)、不同土質(zhì)的公路路基，下面將選取代表路段進(jìn)行驗(yàn)證。

3 經(jīng)驗(yàn)公式適用性驗(yàn)證

選取廣東省韶贛高速公路（粵境段）及廣三高速公路作為試驗(yàn)路段。按照相關(guān)規(guī)范要求，采用直徑30cm的剛性承載板在路基頂面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，通過承載板對(duì)路基逐級(jí)加載、卸載時(shí)所相應(yīng)的各級(jí)荷載的回彈變形Li，采用彈性半空間體公式計(jì)算路基回彈模量值E0。并在路基頂面回彈模量測(cè)定的相應(yīng)位置上應(yīng)用貝克曼梁彎沉測(cè)量?jī)x測(cè)定BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪輪隙中心處的路基頂面回彈彎沉值L0。通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計(jì)分析，在E0與L0之間建立可靠的經(jīng)驗(yàn)回歸公式，以此驗(yàn)證規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式的適用性。

3.1 韶贛高速路基E0與L0相關(guān)關(guān)系

韶贛高速公路（粵境段）位于廣東省公路二級(jí)自然區(qū)劃Ⅳ6區(qū)內(nèi)，在路基施工完成后，選取其中1km作為試驗(yàn)檢測(cè)路段，采用直徑30cm承載板及貝克曼梁彎沉儀對(duì)試驗(yàn)段路基回彈模量及對(duì)應(yīng)位置處的回彈彎沉進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。試驗(yàn)段路基土質(zhì)為粘土質(zhì)砂（SC）。檢測(cè)結(jié)果見表1所列。

根據(jù)表1及圖1，得到韶贛高速路基現(xiàn)場(chǎng)回彈模量E0與回彈彎沉L0回歸公式：

E0=1228.5L0-0.605 （R2=0.8576，n=20） （公式3）

驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)土基E0～L0回歸公式的準(zhǔn)確度，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)路基回彈彎沉L0帶入規(guī)范推薦公式1、公式2及試驗(yàn)回歸公式3中，對(duì)E0分別進(jìn)行計(jì)算并對(duì)比，結(jié)果見表2所列。

對(duì)表2計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，可以看出：規(guī)范推薦的公式1計(jì)算得到的E0與實(shí)測(cè)E0偏差較大，最大偏差絕度值為42.6%，最小偏差絕度值為15.9%，平均偏差絕對(duì)值為27.2%，并且計(jì)算值都比實(shí)測(cè)值大；規(guī)范推薦的公式2計(jì)算得到的E0與實(shí)測(cè)E0最大偏差絕對(duì)值為101.0%，最小偏差絕度值為31.5%，平均偏差絕對(duì)值為63.2%，并且計(jì)算值比實(shí)測(cè)值大；而經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)回歸得到的公式3計(jì)算得到的E0與實(shí)測(cè)E0最大偏差絕對(duì)值為9.3%，最小偏差絕度值為0.4%，平均偏差絕對(duì)值為3.9%。因此，公式3計(jì)算得到E0較規(guī)范推薦的公式1及公式2計(jì)算出的E0更能準(zhǔn)確地反映韶贛高速公路路基E0與L0之間的相關(guān)關(guān)系。

3.2 廣三高速路基E0與L0相關(guān)關(guān)系

廣三高速公路位于廣東省公路二級(jí)自然區(qū)劃Ⅳ7區(qū)內(nèi)，路基擴(kuò)建施工完成后，選取試驗(yàn)路段進(jìn)行檢測(cè)，采用相關(guān)試驗(yàn)方法對(duì)路基回彈模量及對(duì)應(yīng)位置處的回彈彎沉進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。試驗(yàn)段路基土質(zhì)為含礫低液限粘土（CLG）。檢測(cè)結(jié)果見表3所列。

根據(jù)表3及圖2，得到廣三高速路基現(xiàn)場(chǎng)回彈模量E0與回彈彎沉L0回歸公式：

E0=2458.1L0-0.776 （R2=0.8764，n=23） （公式4）

驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)土基E0～L0回歸公式的準(zhǔn)確度，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)路基回彈彎沉L0帶入規(guī)范推薦公式1、公式2及試驗(yàn)回歸公式4中，對(duì)E0分別進(jìn)行計(jì)算并對(duì)比，結(jié)果見表4所列。

對(duì)表4計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，可以看出：規(guī)范推薦的公式1計(jì)算得到的E0與實(shí)測(cè)E0偏差較大，最大偏差絕度值為63.2%，最小偏差絕度值為22.9%，平均偏差絕對(duì)值為41.2%，并且計(jì)算值都比實(shí)測(cè)值大；規(guī)范推薦的公式2計(jì)算得到的E0與實(shí)測(cè)E0最大偏差絕對(duì)值為113.0%，最小偏差絕度值為47.5%，平均偏差絕對(duì)值為82.2%，并且計(jì)算值比實(shí)測(cè)值大；而經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)回歸得到的公式4計(jì)算得到的E0與實(shí)測(cè)E0最大偏差絕對(duì)值為14.4%，最小偏差絕度值為0.7%，平均偏差絕對(duì)值為6.0%。因此，公式4計(jì)算得到E0較推薦公式1及公式2計(jì)算出的E0更能準(zhǔn)確地反映路基E0與L0之間的相關(guān)關(guān)系。

4 回彈彎沉L0評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度的方法

下面將全國(guó)各地區(qū)不同土質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)E0與L0相關(guān)關(guān)系式進(jìn)行匯總，見表5所列。

根據(jù)本文前述部分相關(guān)內(nèi)容及表5中各關(guān)系式可知，不同地區(qū)及不相同土質(zhì)的公路路基進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)承載板回彈模量及貝克曼梁彎沉試驗(yàn)檢測(cè)，得到路基現(xiàn)場(chǎng)E0～L0關(guān)系式不相同，且每一地區(qū)所得E0～L0回歸公式與規(guī)范推薦經(jīng)驗(yàn)公式1及公式2均有較大的區(qū)別。通過以上實(shí)例說明如按規(guī)范推薦的經(jīng)驗(yàn)公式并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)L0反算得到E0會(huì)與實(shí)際路基E0相差很大，說明規(guī)范推薦公式不是對(duì)任何土質(zhì)和地區(qū)均能適用。所以要以路基現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)回彈彎沉評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度，應(yīng)首先選取該項(xiàng)目部分路段進(jìn)行路基E0與對(duì)應(yīng)的L0的實(shí)測(cè)，根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)建立該項(xiàng)目路基E0～L0可靠地回歸關(guān)系式，再通過實(shí)測(cè)路基L0反算E0就能夠準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）采用相關(guān)方法建立路基回彈模量E0與回彈彎沉L0的聯(lián)系，通過測(cè)定L0來評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度是一種行之有效的方法。（2）通過對(duì)所選試驗(yàn)路段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)E0、L0檢測(cè)，驗(yàn)證規(guī)范推薦的經(jīng)驗(yàn)公式不是對(duì)任何土質(zhì)和地區(qū)均適用。（3）要以L0評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度，應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)路基E0與對(duì)應(yīng)的L0的實(shí)測(cè)，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立項(xiàng)目路基的E0～L0回歸關(guān)系式，再通過實(shí)測(cè)路基L0能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)交通部.《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2015）[S].2015.

[2]中華人民共和國(guó)交通部.《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50-2017）[S].2017.

[3]中華人民共和國(guó)交通部.《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 014-97）[S].1997.

[4]中華人民共和國(guó)交通部.《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F10-2006）[S].2006.

[5]中華人民共和國(guó)交通部.《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60-2008）[S].2008.

[6]中華人民共和國(guó)交通部.《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2017）[S].2017.

[7]張起森，王選倉(cāng)，查旭東等.公路路基回彈模量的研究[R].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，長(zhǎng)安大學(xué)，2006.

[8]柳志軍河南省路基路面設(shè)計(jì)參數(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2004.