路基彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)探討

李文軒

摘 要：文本針對現(xiàn)有路基彎沉檢測中方法的不足，提出公路路基彎沉檢測的一種方法和標(biāo)準(zhǔn)，為以后路基彎沉檢測提供一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路路基，彎沉檢測，檢測指標(biāo)

我國現(xiàn)行的柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范是以設(shè)計(jì)彎沉為控制指標(biāo)，但在施工規(guī)范中則采用壓實(shí)度作為驗(yàn)收控制指標(biāo)，而將彎沉檢驗(yàn)作為參考值。在實(shí)際操作中：壓實(shí)度表示某一有限厚度的路面結(jié)構(gòu)層經(jīng)碾壓后的相對密實(shí)程度；彎沉表示被測路面結(jié)構(gòu)層以下的部分在汽車標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下產(chǎn)生的總位移。兩者均可反映路基、路面的碾壓質(zhì)量，但在理論上卻沒有關(guān)聯(lián)。彎沉檢驗(yàn)在實(shí)施過程中也比壓實(shí)度檢驗(yàn)更為方便、快捷，故許多工程監(jiān)理方很愿意采用“雙控指標(biāo)”（即控制壓實(shí)度和彎沉）來掌握路基、路面的碾壓質(zhì)量。然而大量的施工實(shí)踐告訴我們：經(jīng)碾壓后的路基、路面在通過彎沉檢驗(yàn)時(shí)遠(yuǎn)比通過壓實(shí)度檢驗(yàn)容易得多。

1、現(xiàn)象的原因分析

柔性路面結(jié)構(gòu)體系比較復(fù)雜，試圖建立一個(gè)精確的、通用的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型幾乎是不可能的，因此現(xiàn)在采用的路面設(shè)計(jì)理論是經(jīng)過某些假定、簡化過程的半理論、半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。此外，雖然路面計(jì)算公式中沒有明確給出安全系數(shù)，但數(shù)學(xué)公式在推導(dǎo)過程中的假定、簡化以及經(jīng)驗(yàn)資料的分析取值都是偏安全考慮的。但從設(shè)計(jì)角度來說是可靠和安全的計(jì)算方法（包括采用的設(shè)計(jì)參數(shù)），若照搬來計(jì)算施工檢驗(yàn)彎沉卻不可靠。例如確定土基回彈模量的大小：對于設(shè)計(jì)而言取小一些計(jì)算出的路面結(jié)構(gòu)偏厚、偏安全，這是合理的，但較小的回彈模計(jì)算出的彎沉值偏大，若以此彎沉作為施工檢驗(yàn)指標(biāo)無疑是在人為降低路基的強(qiáng)度指標(biāo)，與真實(shí)情況不符。但如果適當(dāng)加大路基、路面的回彈模量值再重新計(jì)算檢驗(yàn)彎沉，則顯然當(dāng)計(jì)算至路表頂面彎沉?xí)r必然與原設(shè)計(jì)容許彎沉值不符，這與設(shè)計(jì)又產(chǎn)生了矛盾。由此可見，套用路基、路面設(shè)計(jì)計(jì)算公式（或參數(shù)）來計(jì)算路基、路面各層次的施工檢驗(yàn)彎沉是不妥當(dāng)?shù)?。問題的關(guān)鍵在于：設(shè)計(jì)容許彎沉和施工檢驗(yàn)彎沉的計(jì)算方法（包括參數(shù)）不能互相混淆，設(shè)計(jì)采用的計(jì)算公式或取用的參數(shù)對于設(shè)計(jì)而言是安全的，而對于施工檢驗(yàn)彎沉來說反而是不可靠的。

2、路基施工檢驗(yàn)彎沉的確定

施工檢驗(yàn)彎沉雖在施工驗(yàn)收規(guī)范中未列入主要驗(yàn)收項(xiàng)目，但由于它簡便易行仍受到監(jiān)理和施工技術(shù)人員的歡迎。因此有必要進(jìn)行彎沉檢測指標(biāo)的研究。

（1）彎沉與模量的相關(guān)關(guān)系分析

用公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范給出的 經(jīng)驗(yàn)公式確定的彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)值偏大，用來驗(yàn)收是不安全的，這說明，規(guī)范公式的應(yīng)用范圍有其局限性。建立回歸方程的作用是由 預(yù)測 ，使對應(yīng)于彎沉標(biāo)準(zhǔn)值的預(yù)測值 、以一定的保證率達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即控制的是 ，因此 ，應(yīng)為自變量， ，為因變量，建立形如 的回歸方程，該方程是通過方程回歸方程 和土基回彈模量的劃分等級，可確定彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)值。推薦土基的施工彎沉驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

（2）運(yùn)用動(dòng)模量計(jì)算彎沉

由于國際上缺少動(dòng)模量與彎沉的關(guān)系式，暫且利用靜態(tài)公式。參考相關(guān)文獻(xiàn)[1]，[2]給出了輪隙彎沉反算土基模量的公式：

（2.21）

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》則給出了確定回彈彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)公式：

（2.22）

利用面層FWD彎沉反算的土基模量乘以0.33作為設(shè)計(jì)模量，將此結(jié)果代入式（2.21）和（2.22）計(jì)算彎沉 ，其結(jié)果見表2。

表2 反算彎沉與實(shí)測靜彎沉對比

統(tǒng)計(jì)結(jié)果 動(dòng)模量反算動(dòng)彎沉值

式（2.22）靜模量反算設(shè)計(jì)彎沉 實(shí)測靜彎沉

從上表可以看出，當(dāng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模量時(shí)，利用公式（2.21）算出的彎沉和實(shí)測靜彎沉結(jié)果基本一致，利用式（2.21）算出的彎沉較實(shí)測靜彎沉稍大，約為靜彎沉的1.51倍；當(dāng)采用靜模量時(shí)，利用式（2.21）算出的動(dòng)彎沉較反算的設(shè)計(jì)靜彎沉稍小，約為設(shè)計(jì)彎沉的1.35倍。

所以：

（1）可采用動(dòng)彈性設(shè)計(jì)模量，將彈性半空間體公式（即式2.21）計(jì)算出的彎沉作為路基靜彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)；

（2）路基動(dòng)彎沉檢測的標(biāo)準(zhǔn)，可以采用設(shè)計(jì)靜彎沉除以1.35作為動(dòng)彎沉的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃曉明，半剛性基層瀝青路面彎沉檢測指標(biāo)的研究，華東公路，1996.1

[2] JTJ034-2000.《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》

[3]葛振才. 公路路基彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)的探討[J]. 科學(xué)之友： 中旬， 2011 （7）： 67-67.