淺談公路路基回彈彎沉評價路基強度的方法

魏望

摘 要：通過現(xiàn)場E0、L0檢測，說明規(guī)范推薦的經(jīng)驗公式不是對任何土質(zhì)和地區(qū)適用。要以現(xiàn)場實測彎沉L0評價路基強度，應(yīng)先選取部分路段進行路基E0與對應(yīng)L0的實測，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，建立該項目路基E0～L0回歸公式，通過實測路基L0能準(zhǔn)確地評價路基強度。

關(guān)鍵詞：回彈模量；回彈彎沉；經(jīng)驗公式；評價方法

中圖分類號：U41 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0098-03

1 引言

我國現(xiàn)行規(guī)范用以評價路基質(zhì)量的兩個重要指標(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度指標(biāo)和整體剛度指標(biāo)。我國現(xiàn)行公路設(shè)計方法中路基設(shè)計參數(shù)選取路基土回彈模量E0；施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)采用路基回彈彎沉L0。

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

2 國內(nèi)路基回彈模量E0與回彈彎沉L0的相關(guān)性研究

我國規(guī)范給出E0、L0的相關(guān)公式：《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTJ 014）給出路基現(xiàn)場實測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)場實測E0、L0的相關(guān)回歸公式為：

E0=17029L0-1.066 （公式2）

目前我國公路技術(shù)人員常依據(jù)規(guī)范給出的經(jīng)驗公式，通過現(xiàn)場彎沉檢測，快速得到路基回彈模量E0，以此作為驗證路基強度是否達到設(shè)計要求的辦法。經(jīng)驗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行驗證。

3 經(jīng)驗公式適用性驗證

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行現(xiàn)場試驗，通過承載板對路基逐級加載、卸載時所相應(yīng)的各級荷載的回彈變形Li，采用彈性半空間體公式計算路基回彈模量值E0。并在路基頂面回彈模量測定的相應(yīng)位置上應(yīng)用貝克曼梁彎沉測量儀測定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。通過實測數(shù)據(jù)的收集和統(tǒng)計分析，在E0與L0之間建立可靠的經(jīng)驗回歸公式，以此驗證規(guī)范經(jīng)驗公式的適用性。

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作為試驗檢測路段，采用直徑30cm承載板及貝克曼梁彎沉儀對試驗段路基回彈模量及對應(yīng)位置處的回彈彎沉進行現(xiàn)場檢測。試驗段路基土質(zhì)為粘土質(zhì)砂（SC）。檢測結(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）

驗證現(xiàn)場土基E0～L0回歸公式的準(zhǔn)確度，將現(xiàn)場實測路基回彈彎沉L0帶入規(guī)范推薦公式1、公式2及試驗回歸公式3中，對E0分別進行計算并對比，結(jié)果見表2所列。

對表2計算結(jié)果進行分析，可以看出：規(guī)范推薦的公式1計算得到的E0與實測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%，平均偏差絕對值為27.2%，并且計算值都比實測值大；規(guī)范推薦的公式2計算得到的E0與實測E0最大偏差絕對值為101.0%，最小偏差絕度值為31.5%，平均偏差絕對值為63.2%，并且計算值比實測值大；而經(jīng)現(xiàn)場試驗回歸得到的公式3計算得到的E0與實測E0最大偏差絕對值為9.3%，最小偏差絕度值為0.4%，平均偏差絕對值為3.9%。因此，公式3計算得到E0較規(guī)范推薦的公式1及公式2計算出的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自然區(qū)劃Ⅳ7區(qū)內(nèi)，路基擴建施工完成后，選取試驗路段進行檢測，采用相關(guān)試驗方法對路基回彈模量及對應(yīng)位置處的回彈彎沉進行現(xiàn)場檢測。試驗段路基土質(zhì)為含礫低液限粘土（CLG）。檢測結(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）

驗證現(xiàn)場土基E0～L0回歸公式的準(zhǔn)確度，將現(xiàn)場實測路基回彈彎沉L0帶入規(guī)范推薦公式1、公式2及試驗回歸公式4中，對E0分別進行計算并對比，結(jié)果見表4所列。

對表4計算結(jié)果進行分析，可以看出：規(guī)范推薦的公式1計算得到的E0與實測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%，平均偏差絕對值為41.2%，并且計算值都比實測值大；規(guī)范推薦的公式2計算得到的E0與實測E0最大偏差絕對值為113.0%，最小偏差絕度值為47.5%，平均偏差絕對值為82.2%，并且計算值比實測值大；而經(jīng)現(xiàn)場試驗回歸得到的公式4計算得到的E0與實測E0最大偏差絕對值為14.4%，最小偏差絕度值為0.7%，平均偏差絕對值為6.0%。因此，公式4計算得到E0較推薦公式1及公式2計算出的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評價路基強度的方法

下面將全國各地區(qū)不同土質(zhì)現(xiàn)場E0與L0相關(guān)關(guān)系式進行匯總，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)的公路路基進行現(xiàn)場承載板回彈模量及貝克曼梁彎沉試驗檢測，得到路基現(xiàn)場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)驗公式1及公式2均有較大的區(qū)別。通過以上實例說明如按規(guī)范推薦的經(jīng)驗公式并根據(jù)現(xiàn)場實測L0反算得到E0會與實際路基E0相差很大，說明規(guī)范推薦公式不是對任何土質(zhì)和地區(qū)均能適用。所以要以路基現(xiàn)場實測回彈彎沉評價路基強度，應(yīng)首先選取該項目部分路段進行路基E0與對應(yīng)的L0的實測，根據(jù)試驗檢測數(shù)據(jù)建立該項目路基E0～L0可靠地回歸關(guān)系式，再通過實測路基L0反算E0就能夠準(zhǔn)確的評價路基強度。

5 結(jié)語

（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，通過測定L0來評價路基強度是一種行之有效的方法。（2）通過對所選試驗路段進行現(xiàn)場E0、L0檢測，驗證規(guī)范推薦的經(jīng)驗公式不是對任何土質(zhì)和地區(qū)均適用。（3）要以L0評價路基強度，應(yīng)先進行現(xiàn)場路基E0與對應(yīng)的L0的實測，由實測數(shù)據(jù)建立項目路基的E0～L0回歸關(guān)系式，再通過實測路基L0能夠準(zhǔn)確評價路基強度。

參考文獻

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

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

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

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

[5]中華人民共和國交通部.《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60-2008）[S].2008.

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

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

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