高速公路路基施工質量管控關鍵參數研究

彭成銘

文山壯族苗族自治州交通運輸局

1 引言

路基施工壓實質量過程管控的核心問題，是確定施工過程的管控關鍵參數體系。管控指標是否科學、合理，直接關系到施工的質量[1-2]。為此，管控參數指標必須全面地、準確地、客觀地、可靠地反映影響壓實質量的因素。為此必須從影響路基施工質量的內外部因素中，按照科學合理的原則去分析和確定施工過程控制關鍵因素。

2 路基施工壓實質量管控關鍵參數確定方法

2.1 管控關鍵參數選擇原則

2.1.1 目的性原則

路基壓實質量控制關鍵參數的確定要緊緊圍繞高速公路路基施工工藝來確定，并由代表施工過程的典型指標構成，可多層次、全方位地反映施工過程。

2.1.2 科學性原則

路基壓實質量控制關鍵參數的擬定要有理有據。既要體現施工一線的控制需求，又要有科學的理論支撐，這樣評價的結果才具有可信性。

2.1.3 系統性原則

路基壓實質量控制關鍵參數要有關聯性和整體性，各個指標之間相互聯系，控制過程相互影響，使其成為一個整體。

2.1.4 時效性原則

管控指標不僅能反映施工過后路基的整體質量，還要反映施工前和施工中的質量情況，以便及時發現問題，做到施工質量全過程控制。

2.2 管控關鍵參數確定指標

本文采用相關系數作為確定路基壓實質量控制關鍵參數的方法，表1為相關程度參考準則，可以看出相關系數絕對值0.70是相關程度強弱的一個分界點。《公路路基填筑工程連續壓實控制系統技術條件》中規定壓實質量的控制，需滿足實測壓實度與關鍵參數之間的相關系數≥0.70，且樣本數不小于18個，因此本文的關鍵參數的確定指標為相關系數下限0.70。

2.3 管控關鍵參數確定試驗方法

在路基施工過程的管控中，要考慮各影響因素實時獲取的便捷性，才能準確地做到施工過程控制，根據已有的研究成果，本文選取填土的松鋪厚度、含水率、碾壓遍數、碾壓速度為主要研究因素，以各因素和壓實度的相關系數大于0.7為判斷標準，定為關鍵指標，試驗段基本情況為：施工區域為92區，填土為砂性土，最大干密度為1.658g∕cm3，徐工XS182J型振動壓路機振壓4遍，鋼輪壓路機靜壓4遍。每種指標的試驗數據采集過程如下。

2.3.1 松鋪厚度與壓實度相關性試驗

①試驗段長度為200m。

②路基上土前利用水準儀對道路的內側、中部、外側各選取6個點進行標高測量。

③路基上土后待填土攤鋪、整平、預壓完成后，利用水準儀對原測點進行第二次標高測量。

④碾壓機具按照既定組合進行碾壓施工。

⑤施工結束后利用灌砂法對標高測點處的路基進行壓實度監測。

2.3.2 壓實遍數與壓實度相關性試驗

①試驗段長度為200m。

②試驗段采用振動碾壓的方式，疊輪寬度為1∕2。

③試驗段內振動壓路機的速度、振頻、振幅應保持穩定。

④壓路機壓實一遍結束后，選取三個不同樁號位置，采用灌砂法進行土基壓實度檢測，同理，壓實二遍、三遍、四遍、五遍……進行壓實度監測，直至壓實度滿足相應規范要求，研究壓實度與壓實遍數之間的關系。

2.3.3 壓實速度與壓實度相關性試驗

①試驗段長度為200m。

②試驗段采用振動碾壓的方式，疊輪寬度為1∕2。

③在試驗段內將壓路機按照低速、中速、高速進行碾壓，分別為2km∕h、4km∕h、6km∕h，振動壓路機按規定速度和碾壓遍數，完成碾壓。

④壓實度測試點應根據碾壓速度測試結果選取和測試，在低速、中速、高速三種壓實狀態區域內至少各選6個測試點，研究壓實度與碾壓速度之間的關系。

2.3.4 含水率與壓實度相關性試驗

試驗段碾壓施工結束后，選取30個不同的點，采用灌砂法進行土基壓實度監測，研究壓實度與含水率之間的關系。

3 實驗結果分析

3.1 含水率與壓實度的相關性分析

含水率與壓實度的相關性分析數據樣本共30組，從表2中得到壓實度與含水率的相關系數為0.148，相關性非常弱，這是由于現場實測含水率分布在12%～19%之間，而施工最佳含水率為16.1%，樣本數據在最佳含水率范圍小幅度波動，散點圖集聚，數據不夠分散，導致試驗樣本的含水率和壓實度相關性較差。

表2 壓實度與含水率相關性分析結果

3.2 松鋪厚度與壓實度的相關性分析

松鋪厚度與壓實度的相關性分析數據樣本共18組，從表3中得到壓實度與松鋪厚度的相關系數的絕對值為0.951，遠大于判斷指標0.7，表明壓實度對松鋪厚度的變化非常敏感。

表3 松鋪厚度與壓實度相關性分析結果

3.3 壓實遍數與壓實度的相關性分析

壓實遍數與壓實度的相關性分析數據樣本共30組，從表4中得到壓實度與壓實遍數的相關系數的絕對值為0.925，遠大于判斷指標0.7，表明壓實度對壓實遍數的變化非常敏感。

表4 壓實度與壓實遍數相關性分析結果

3.4 壓實速度與壓實度的相關性分析

壓實速度與壓實度的相關性分析數據樣本共30組，從表5中得到壓實度與壓實速度的相關系數的絕對值為0.971，遠大于判斷指標0.7，表明壓實度對壓實速度的變化非常敏感。

表5 壓實度與碾壓速度相關性分析結果

3.5 路基壓實質量管控關鍵指標的確定

將含水率、松鋪厚度、碾壓遍數、碾壓速度和壓實度的相關性分析結果進行匯總，結果見表6。

表6 相關性分析結果匯總

從表6中可知，松鋪厚度、碾壓遍數、碾壓速度和壓實度的相關系數分別為-0.951、0.925和-0.971，而含水率與壓實度的相關系數為0.148，相關性非常弱。因此以相關系數絕對值0.7為控制指標，可以確定了松鋪厚度、碾壓遍數、碾壓速度為路基壓實質量管控的關鍵參數。

4 結論

路基作為道路的重要組成結構，其施工質量直接決定了路基承載力，良好的路基施工質量也是后期道路耐久性、行車舒適性的重要保障。本文從高速公路路基施工質量過程控制的角度出發，通過現場試驗，利用相關性分析的方法，以相關系數絕對值0.7為控制指標，確定了松鋪厚度、碾壓遍數、碾壓速度為路基壓實質量管控的關鍵指標，為路基壓實質量的過程控制提供數據支撐。