PFWD在路基壓實度檢測中的應(yīng)用

李亞龍，張 濤

（1.山西省交通科技研發(fā)有限公司，山西 太原 030032；2.山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

壓實度指標(biāo)是路基質(zhì)量評定及驗收的關(guān)鍵性指標(biāo)，現(xiàn)階段檢測壓實度的方法主要為灌砂法。由于灌砂法在實施過程中，存在人為因素干擾大、耗時耗力、以點代面等缺陷，因此，尋求一種更簡潔、更快捷、更精確的路基壓實度檢測替代方法具有非常重要的意義。

路基全過程施工質(zhì)量檢測和控制一直以來都是我國公路建設(shè)發(fā)展的重點研究內(nèi)容，經(jīng)過多年的努力已然取得巨大的成功，但全面開展過程中施工質(zhì)量檢測工作仍存在以下問題：

a）路基主要控制指標(biāo)的檢測方法依舊采用傳統(tǒng)方法，其試驗檢測準備工作、測試工作等均需占用大量的時間，如全面開展過程中施工質(zhì)量檢測控制，必定延誤工期，特別是在工期緊張的流水作業(yè)中。

b）路基主要控制指標(biāo)較多，且各指標(biāo)檢測方法均不相同，若全面開展過程中施工質(zhì)量檢測控制，必定需要委派更多的試驗人員、準備更多的試驗器具，直接增加了施工成本。

便攜式FWD設(shè)備價格適中，檢測速度快，需要投入人員少，另外，根據(jù)前述研究成果[1-2]，其檢測結(jié)果與傳統(tǒng)彎沉、回彈模量，甚至壓實度指標(biāo)存在較好的相關(guān)關(guān)系，可以實現(xiàn)單次檢測得到多個路基控制指標(biāo)，完美地滿足了全面實現(xiàn)路基全過程施工質(zhì)量檢測和控制的要求。

國內(nèi)外專家學(xué)者通過不斷研究發(fā)現(xiàn)，路基模量與壓實度之間存在一定的相關(guān)性[3-5]，且便攜式FWD設(shè)備在滿足精確性、便捷性、快速性要求的基礎(chǔ)上，能夠更好地模擬車輛荷載作用，因此，本文通過對便攜式FWD與灌砂法檢測壓實度進行對比試驗，統(tǒng)計相關(guān)檢測結(jié)果，對采用便攜式FWD設(shè)備進行路基壓實度控制的可行性進行分析。

1 路基及填料概況

本文選取了山西省長臨高速公路（長治—臨汾）3個典型路基斷面，并根據(jù)不同填料和壓實情況展開比對試驗，試驗路段參數(shù)及對應(yīng)試驗內(nèi)容見表1。

表1 試驗路段參數(shù)及試驗內(nèi)容

2 試驗方案及結(jié)果分析

2.1 試驗方案

在確保荷載具有足夠影響深度的前提下，采用PFWD標(biāo)準配置的落錘質(zhì)量10 kg[6-8]。便攜式FWD與灌砂法比對試驗方案具體為：

a）在選取的試驗路段分別按車道布置測點并標(biāo)記，測點間距30 m。

b）將測點位置浮土清掃干凈后，安置便攜式FWD設(shè)備，采用10 kg落錘，進行路基模量測試。

c）為避免便攜式FWD捶擊對壓實度的影響，選取測點鄰近位置進行灌砂法試驗，灌砂法試驗嚴格按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中T0921相關(guān)規(guī)定進行。

d）記錄試驗數(shù)據(jù)并清理場地。

2.2 試驗結(jié)果及分析

2.2.1 素土填料試驗結(jié)果及分析

在素土填料路段，便攜式FWD回彈模量與灌砂法壓實度檢測結(jié)果，詳見表2。

表2 素土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度試驗結(jié)果

根據(jù)檢測結(jié)果，便攜式FWD檢測模量與灌砂法實測壓實度結(jié)果之間進行回歸分析（如圖1），兩者存在較好的冪指數(shù)關(guān)系相關(guān)系數(shù)R=0.91，R2=0.8273。

圖1 素土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度回歸關(guān)系

2.2.2 灰土填料試驗結(jié)果及分析

在灰土填料路段，便攜式FWD回彈模量與灌砂法壓實度檢測結(jié)果，詳見表3。

根據(jù)檢測結(jié)果，便攜式FWD檢測模量與灌砂法實測壓實度結(jié)果之間進行回歸分析（如圖2），兩者存在較好的冪指數(shù)關(guān)系相關(guān)系數(shù)R=0.90，R2=0.8182。

表3 灰土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度試驗結(jié)果

圖2 灰土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度回歸關(guān)系

由上述不同路基填料條件下的相關(guān)換算關(guān)系可以看到，便攜式FWD回彈模量與路基壓實度之間具有較好的相關(guān)關(guān)系，其特征如下：

a）對于同一種路基填料，便攜式FWD模量與灌砂法壓實度檢測結(jié)果相關(guān)性均良好，相關(guān)系數(shù)基本在0.9以上。

b）整體上看，素土填料檢測結(jié)果離散程度較灰土填料低，這是由于灰土填料路拌不均勻引起的，因此，路基填料越均勻，兩者間檢測結(jié)果相關(guān)性越好。

3 壓實度指標(biāo)修正

我國現(xiàn)行規(guī)范壓實度指標(biāo)[9]檢測方法為灌砂法，經(jīng)上述試驗結(jié)果表明，便攜式FWD法檢測得到的回彈模量值與灌砂法檢測得到的壓實度值存在較好的冪指數(shù)關(guān)系。因此，在素土路基條件下，可將現(xiàn)行規(guī)范壓實度指標(biāo)修正為路基各個部位基于便攜式FWD設(shè)備（錘重10 kg）的修正值，修正值計算結(jié)果詳見表4。

表4 基于便攜式FWD的土質(zhì)路基壓實度標(biāo)準修正值

4 結(jié)語

通過對比分析PFWD法檢測得到的回彈模量值與灌砂法檢測得到的壓實度值，結(jié)果表明二者之間存在較好的冪指數(shù)關(guān)系，采用便攜式FWD設(shè)備進行路基壓實度控制具有較好的可實現(xiàn)性。在施工過程中，可采用便攜式FWD和灌砂法雙重檢測的方法對壓實質(zhì)量進行控制，不僅可以擴大路基壓實度檢測范圍，減少檢測工作量，而且可以在路基施工各個階段，供建設(shè)單位快速、全面地評判路基壓實整體情況，并指導(dǎo)后續(xù)壓實方案的制定。