界阜蚌路基平衡含水量調(diào)研報告

李 勇 劉 海

（廣東天衡工程建設咨詢監(jiān)理有限公司武漢管理中心 武漢 430063）

界阜蚌高速公路是國家高速公路7918計劃中南（京）—洛（陽）高速公路中的一段，橫跨阜陽、亳州、蚌埠3個地市，分三期建成。該路為全封閉、全立交、平原微丘區(qū)高速公路，全長187.17 km，設計行車速度100km／h，路基寬26m，路面為水泥混凝土路面，基層為水泥穩(wěn)定碎石，底基層為石灰穩(wěn)定土，厚度分別為25，30，25cm，路面以下深度0.8～1.5m范圍內(nèi)路基為石灰處理路基，1.5m以下為自然土填筑路基。一期與二期分別于2001年4月和2002年11月建成通車，由于建成年限相對較長，公路總體路況一般，現(xiàn)狀路面處于加速破壞的階段，隨著交通量的迅猛發(fā)展，加上車輛超載現(xiàn)象比較普遍等諸多因素，局部路段的路面服務水平已經(jīng)衰減，現(xiàn)有道路破損有加快趨勢。

1 界阜蚌取樣結果

本次界阜蚌取心試驗時間為2009年9月，總共選擇了5個點進行取樣，樁號分別為K348＋950，K349＋020，K349＋150，K349＋210，K370＋560。每個點自距路面1.5m深處開始取土樣，每隔0.2m取樣一次，連續(xù)取5個土樣，取樣完成深度距路面2.5m，路堤填高3.6～4.0m。每個土樣分別進行了含水量、干密度、孔隙率、飽和度等試驗［1］。

（1）運營8年后鉆心取樣試驗結果見表1。

表1 運營8年后土樣試驗結果

（2）路基填筑施工時間為2001年6月，試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 土樣填筑施工時試驗結果

2 數(shù)據(jù)整理分析

（1）相同深度下土體平衡含水量與施工時含水量匯總見表3，表4。

表3 運營8年后各樁號的平衡含水量 %

表4 路基施工時各樁號含水量 %

（2）相同深度下運營多年后的壓實度與施工時壓實度匯總見表5，表6。

表5 路基運營8年后各樁號壓實度

表6 路基施工時各樁號填筑壓實度

（3）采用肖維納特法對不同深度平衡含水量值進行取舍。

①距路面1.5～1.7m深度各樁號平衡含水量平均值ˉw＝18.80%，s＝0.51。經(jīng)比較，該組數(shù)據(jù)無異常值，因此1.5～1.7m深度的平衡含水量w＝18.80。

②距路面1.7～1.9m深度各樁號平衡含水量平均值ˉw＝19.88%，s＝1.18。經(jīng)比較，該組數(shù)據(jù)無異常值，因此1.7～1.9m深度的平衡含水量w＝19.88%。

④距路面2.1～2.3m深度各樁號平衡含水量平均值ˉw＝24.74%，s＝0.64。經(jīng)比較，該組數(shù)據(jù)無異常值，因此2.1～2.3m深度的平衡含水量w＝24.74%。

⑤距路面2.3～2.5m深度各樁號平衡含水量平均值ˉw＝27.04%，s＝0.40。經(jīng)比較，該組數(shù)據(jù)無異常值，因此2.3～2.5m深度的平衡含水量w＝27.04%。

（4）路基不同深度平衡含水量的變化趨勢分析。見圖1，圖2。

圖1 距路面不同深度含水量分布圖

圖2 距路面不同深度平衡含水量變化圖

由圖1可見，路基土內(nèi)的含水量隨著距路面深度的增大而增大。此現(xiàn)象與地下毛細水上升，隨著上升高度的增加含水量減小的規(guī)律相符［2］。

由圖2可見，路基土內(nèi)的平衡含水量變化趨勢與同一樁號不同深度含水量變化趨勢相同，都是隨著距路面深度的增大而增大。與地下毛細水上升規(guī)律相符。

（5）路基填筑施工時的數(shù)據(jù)與運營多年的數(shù)據(jù)對比。2010年將路堤施工時的原始數(shù)據(jù)與運營7～8年后的鉆孔數(shù)據(jù)進行比較，可以得出路基施工時的平均含水量普遍低于運營后路堤相同深度的平衡含水量，而且隨著路基的深度增加差別越大，在距離原地面高度最小時差別達到最大，平衡含水量與路基填筑時的含水量最大差值達到27.04%－16.0%＝11.04%。同時，隨著平衡含水量相比于施工含水量的增大，路基壓實度則進一步減小，同樣在接近原地面高度最小時差別達到最大。這與泗許高速粉土路基施工設計技術前期研究中路基在小范圍內(nèi)進行干濕循環(huán)時強度（壓實度）會減小的結論相符［2］。相同深度下施工平均含水量與平衡含水量的對比見圖3，相同深度下施工壓實度與運營后壓實度的對比見圖4。

圖3 相同深度下施工平均含水量與平衡含水量對比圖

圖4 相同深度下施工壓實度與運營后壓實度對比圖

3 結語

通過界阜蚌平衡含水量調(diào)研，得到了不同深度路基土體的平衡含水量。分別為：距路面1.5～1.7m深度為 w ＝ 18.80%；距 路 面1.7～1.9m深度為w＝19.88%；距路面1.9～2.1m深度為w＝22.93%；距路面2.1～2.3m深度為w＝24.74%；距路面2.3～2.5m深度為w＝27.04%。同時路基隨著平衡含水量相對于施工時含水量的增大，壓實度隨之減小，平衡含水量與施工含水量差別越大，壓實度減小越大，路基強度減小。因此需要根據(jù)已取得的平衡含水量，調(diào)整不同深度路基施工時最佳含水量的大小，通過控制施工含水量在最佳含水量±2%的調(diào)整范圍［3］，使施工含水量最大限度地接近確定的平衡含水量，保證路基在運營狀態(tài)時土體濕度的相對穩(wěn)定，從而保證路基壓實度與強度的穩(wěn)定。

［1］JTGE40－2007公路土工試驗規(guī)程［S］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］白祖國.低路堤填筑的粉土改良及毛細水作用下路堤穩(wěn)定性研究［R］.天津：天津大學，2009.

［3］JTG F10－2006公路路基施工技術規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2006.