復(fù)合土工膜對路面結(jié)構(gòu)承載力影響的試驗研究

【摘要】為了能夠?qū)τ趶?fù)合土工膜本身對于路面結(jié)構(gòu)承載力所產(chǎn)生的影響進行研究，本篇文章采取了貝克曼梁法來進行了相應(yīng)的研究，并且依據(jù)天氣狀況的不同，來針對路面結(jié)構(gòu)加入了種不同的符合土工膜進行相應(yīng)的彎沉值測定工作。從試驗的結(jié)果來看，復(fù)合土工膜能夠提升路面結(jié)構(gòu)承載力，并且在雨天條件下，復(fù)合土工膜本身能夠阻斷雨水為道面的地基提供保護，所產(chǎn)生的加固作用極為明顯。

【關(guān)鍵詞】復(fù)合土工膜；路面結(jié)構(gòu)；貝克曼梁法；彎沉值；承載力

引言

內(nèi)蒙古烏蘭察布機場的跑道道面長度達到了3200米，寬度為48米，跑道厚度為40cm，其晝夜溫度為15°-38°，雖然當前的工程質(zhì)量已經(jīng)處于一個較高的水準，無需其他防護措施，但是為了能夠最大限度的提升工程質(zhì)量，避免斷板、龜裂、起皮的現(xiàn)象出現(xiàn)，依然要對于復(fù)合土工膜所具有的性能提升進行試驗。本篇文章在內(nèi)蒙古烏蘭察布機場的道面工程上，對使用涿鹿金隅水泥有限公司P·O 42.5號水泥的路面結(jié)構(gòu)使用了相應(yīng)的復(fù)合土工膜，得出的試驗效果極為良好，能夠起到較好的防護作用。

1、現(xiàn)場試驗方法與概況

1.1試驗方法

在我國目前的道路工程之中，主要使用的路基結(jié)構(gòu)承載力方式為間接測試法、貝克曼梁法、承載板法。在這一類試驗方法之中，通過路面彎沉值測試能夠有效的反映出各個方面的結(jié)構(gòu)強度以及道路的剛度，同時也精確的顯示出了路面結(jié)構(gòu)本身所具有的承載力。

現(xiàn)目前，我國的各種道路在設(shè)計上，都是直接以路面彎沉來作為相應(yīng)的設(shè)計目標。其路面的彎沉結(jié)果能夠充分的反映出道路自身的變形能力，也就是整個道路所呈現(xiàn)出來的總體剛度。在同一種路面結(jié)構(gòu)之下，路面彎沉大小能夠明確的反映出路面結(jié)構(gòu)之上所呈現(xiàn)出來的相應(yīng)能力，路面的彎沉值大小，幾乎對于道路本身的使用壽命以及道路本身的承載力起到?jīng)Q定性的作用。因此，使用貝克曼梁法來對于內(nèi)蒙古烏蘭察布機場的跑道進行符合路面的結(jié)構(gòu)會彈彎沉進行計算，能夠精確的考察道路在使用復(fù)合土工膜路面的強化之下所具有的承載力。

1.2試驗概況

本試驗中跑道道面結(jié)構(gòu)施工工藝如下：道槽土方開挖→挖填作業(yè)（分層夯實）→砂礫石墊層→鋪設(shè)水泥穩(wěn)定碎石基層→鋪設(shè)復(fù)合土工膜→澆筑道面混凝土。本現(xiàn)場試驗在水泥穩(wěn)定碎石基層鋪設(shè)完成并養(yǎng)護滿7天后進行。

本文在進行試驗的過程中，主要將跑道場地分為了五塊，其場區(qū)一是作為普通的基礎(chǔ)來進行設(shè)置的傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)，而其中所包含的施工工藝除了未進行相應(yīng)的復(fù)合土工膜未執(zhí)行以外，其他方面的施工基本與符合路面結(jié)構(gòu)的施工步驟一致；其機場場區(qū)的二和三則是土質(zhì)地基結(jié)構(gòu)，在場區(qū)二的道路修建過程中，加入了適量的短期安慰針刺復(fù)合土工膜，從而修建成為了符合路面結(jié)構(gòu)，場區(qū)三則是加入了相應(yīng)的使聚酯長絲復(fù)合土工膜，也同樣形成了復(fù)合路面結(jié)構(gòu)；在本次試驗過程中，主要是在場區(qū)一、二、三上來進行，四、五由于本身都是使用復(fù)合土工膜鋪設(shè)所形成的結(jié)構(gòu)，便無需再進行相應(yīng)的分析。

2、現(xiàn)場試驗步驟

2.1試驗檢測準備工作

在各個場區(qū)的路面水泥穩(wěn)定碎石基層修筑完成至少，至少要養(yǎng)護7天，才能夠開始下一部的承載力試驗工作。在進行試驗之前，所主要需要重視的準備工作就是要對試驗車輛的各項性能指標進行確定，并且對于彎沉測量儀器的精確度進行調(diào)整，在實際進行準備工作的過程中，主要涉及到以下幾個方面的工作。

1）檢查并保持測定用標準車況及剎車性能良好，輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。

2）向汽車車槽中裝載集料，用地磅稱量后軸總質(zhì)量，并符合要求的軸重規(guī)定，汽車行駛及測定過程中，軸載不得變化。

3）檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況。

3、試驗工況及測試結(jié)果

本試驗分別在模擬晴天、雨天的工況下對路面承載力進行測試。

3.1模擬晴天工況下路面結(jié)構(gòu)承載力全部試驗場區(qū)采用貝克曼梁法測試二灰基層彎沉。

3.2模擬降雨工況下路面結(jié)構(gòu)承載力為了模擬水對復(fù)合路面結(jié)構(gòu)承載力的影響，分別對土質(zhì)地基場區(qū)一、二、三實施人工灑水，灑水量以表層濕潤為準，且恰逢整夜小雨，路面結(jié)構(gòu)得到充分濕潤，并于24小時后測彎沉值。

1）場區(qū)一、二、三所建設(shè)的結(jié)構(gòu)均為土質(zhì)地基，通過對于壓實度分析的結(jié)果，也就是壓實度大于98%的場區(qū)彎沉值來進行分析，能夠明顯的看出，與以往傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)進行比較來看，復(fù)合路面結(jié)構(gòu)的彎沉值降低了8%-10%左右的幅度，這代表著復(fù)合道路結(jié)構(gòu)的承載力得到了提升，那么這也就說明了，復(fù)合土工膜在這其中起到了極為良好的加固效果。

2）再比較不同復(fù)合土工膜的加固效果，由表4可以看出，與傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)相比，加入短纖針刺復(fù)合土工膜的路面結(jié)構(gòu)（場區(qū)二）彎沉值降低了約8%，加入聚酯長絲復(fù)合土工膜的路面結(jié)構(gòu)（場區(qū)三）彎沉值降低了約10%，說明兩種復(fù)合路面結(jié)構(gòu)的承載力都有了一定程度的提高，提高幅度相差不大。

3）按場區(qū)二、三不同壓實度的測點分析，場區(qū)二中90區(qū)測點的彎沉值比94區(qū)高約13.4%，場區(qū)三中90區(qū)測點的彎沉值比94區(qū)高約14.1%，說明地基壓實度對基層彎沉值即其承載能力影響較大。分析其具體影響因素：在載重汽車的動態(tài)作用下路基在低壓實度區(qū)域容易產(chǎn)生不均勻沉降，使得土工膜受到的較大的剪拉應(yīng)力，在薄弱位置如焊縫處很容易出現(xiàn)拉伸、剝離等破壞，從而無法滿足復(fù)合土工膜加固路面提高承載力的要求。

3.3雨天工況下路面結(jié)構(gòu)承載力試驗結(jié)果分析

為了模擬水對復(fù)合路面結(jié)構(gòu)承載力的影響，分別對土基場區(qū)一、二、三實施人工灑水，使路面結(jié)構(gòu)得到充分濕潤，并于24小時后測得彎沉代表值。

1）場區(qū)一路面灑水后彎沉值增加22.2%，說明雨水通過路面結(jié)構(gòu)滲透至土質(zhì)為具有弱崩解性頁巖的路基中，路基土層含水量增加后，土顆粒之間結(jié)合水膜加厚，在荷載作用下產(chǎn)生滑移，使得其承載力顯著下降。

2）場區(qū)二、三的彎沉值在灑水前后變化幅度為-4%～6%，相對場區(qū)一的傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)變化值較小，說明復(fù)合土工膜阻隔了水分對土質(zhì)地基的崩解作用，起到保護地基的作用。試驗同時發(fā)現(xiàn)，灑水后場區(qū)二、三94區(qū)域復(fù)合路面結(jié)構(gòu)的彎沉值比傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)分別降低40%與32%。而灑水前復(fù)合路面結(jié)構(gòu)的彎沉值比傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)降低僅10%。

4、結(jié)語

綜上所述，內(nèi)蒙古烏蘭察布機場的跑道在使用了復(fù)合土工膜之后，呈現(xiàn)出了極為優(yōu)越的性能提升，不僅對于抗?jié)B性能進行了優(yōu)化，還幫助機場跑道的承載力提升起到了良好的效果。從這方面的實驗情況來看，復(fù)合土工膜的強化技術(shù)能夠使用到各個不同的行業(yè)領(lǐng)域之中，并且必然能夠呈現(xiàn)出極大的提升效果。

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