道路工程彎沉值與壓實(shí)度的關(guān)系分析

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［摘要］對(duì)于道路工程質(zhì)量控制和工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定，道路工程試驗(yàn)檢測(cè)是其中重要環(huán)節(jié)，而道路工程試驗(yàn)檢測(cè)中的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目中，壓實(shí)度和彎沉值兩個(gè)檢測(cè)指標(biāo)是最常見也是最能反映道路現(xiàn)場(chǎng)施工情況的參數(shù)。在闡述道路現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目中壓實(shí)度和彎沉值必要性的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析壓實(shí)度和彎沉值的關(guān)系。以期用于道路現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度和彎沉值檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用水平的提升，為今后確保高質(zhì)量道路工程的進(jìn)一步發(fā)展提供借鑒和參考。

［關(guān)鍵詞］道路工程；質(zhì)量控制；壓實(shí)度；彎沉值

壓實(shí)度和彎沉值的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)是工程質(zhì)量管理的一個(gè)重要內(nèi)容，是保證工程質(zhì)量的必要手段。工程質(zhì)量的控制和評(píng)價(jià)是以各種試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)的，為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，檢測(cè)數(shù)據(jù)須經(jīng)過(guò)規(guī)范的試驗(yàn)步驟和操作來(lái)采集，試驗(yàn)檢測(cè)采集到的大量原始數(shù)據(jù)須經(jīng)過(guò)合理的分析處理，以取得可靠的試驗(yàn)檢測(cè)成果。

1壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)采集

壓實(shí)度是筑路材料壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度的比值。壓實(shí)質(zhì)量與路基路面的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和平整度密切相關(guān)。彎沉值是在規(guī)定的荷載作用下，路基或路面表面產(chǎn)生的總垂直變形值或垂直回彈變形值。彎沉值的變化反映了路基或路面的承載能力的情況。數(shù)據(jù)的采集包含路床、級(jí)配碎石墊層，以及水泥穩(wěn)定土底基層的數(shù)據(jù)。本文的試驗(yàn)段（KO+100~K0+500）位于廈門市翔安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，屬于浙閩沿海山地中濕區(qū)，呈東西走向，道路等級(jí)為城市主干路，設(shè)計(jì)使用年限為15年，交通等級(jí)為重交通。本文的數(shù)據(jù)采集的彎沉值在3個(gè)結(jié)構(gòu)層中都是用貝克曼梁法，貝克曼梁測(cè)試彎沉值在本次數(shù)據(jù)采集需注意貝克曼梁選擇長(zhǎng)度為5.4m，其適用于各種類型的路面結(jié)構(gòu)回彈彎沉的測(cè)試。且當(dāng)采用5.4m貝克曼梁測(cè)試彎沉?xí)r，一般可不要進(jìn)行支點(diǎn)的變形修正。另外，規(guī)范規(guī)定若啟用新的加載車或加載車車輪發(fā)生較大的變化時(shí)應(yīng)測(cè)試輪胎傳壓面面積，這要求每次都要測(cè)試輪胎的胎壓面積，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其余按照規(guī)范要求，以及單車道20m一個(gè)測(cè)點(diǎn)的頻率來(lái)收集數(shù)據(jù)。由于本次試驗(yàn)未涉及瀝青結(jié)構(gòu)層，所以不需要測(cè)量路面溫度。壓實(shí)度的數(shù)據(jù)采集方法不是同一種方法，所以要注意的細(xì)節(jié)在以下三點(diǎn)數(shù)據(jù)采集中分別闡述。

1.1路床壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)采集

本段路床的填料選用較好的砂類土等粗粒土作為填料，填料均勻，填料的含水率范圍在最佳含水率的±1%，填料最大粒徑小于100mm，其最小承載比（CBR）符合8%的要求。路床以每層30cm的厚度分層鋪筑，碾壓密實(shí)，壓實(shí)度設(shè)計(jì)值符合不小于94%的要求，壓實(shí)度是按重型擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度求得。彎沉值的設(shè)計(jì)值要求不大于310.5（0.01mm）。壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選用環(huán)刀法來(lái)測(cè)壓實(shí)度，環(huán)刀法是施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試最常用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。方法表面上看頗為簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作時(shí)試驗(yàn)人員經(jīng)常掌握不好，引起較大誤差，因此應(yīng)嚴(yán)格遵循試驗(yàn)方法的每個(gè)細(xì)節(jié)，選擇合理儀器設(shè)備。

1.2級(jí)配碎石墊層壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)采集

級(jí)配碎石墊層的石料的壓碎值不大于30%，CBR值大于100。級(jí)配碎石底基層采用骨架密實(shí)型，其骨料最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm，其級(jí)配碎石的塑性指數(shù)小于12，其級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求。級(jí)配碎石是集中廠拌，然后在現(xiàn)場(chǎng)用攤鋪機(jī)攤鋪，并用20t的振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)回碾壓4~5遍。在攤鋪碾壓完成后，及時(shí)對(duì)其壓實(shí)度和彎沉值進(jìn)行測(cè)試。要求壓實(shí)度設(shè)計(jì)值不小于96%，彎沉值不大于281.4（0.01mm）。壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)見表2。級(jí)配碎石測(cè)定壓實(shí)度的數(shù)據(jù)采集方法使用灌砂法。灌砂法是通過(guò)已知密度的標(biāo)準(zhǔn)砂灌入挖好的試坑中，測(cè)出試坑的體積，然后通過(guò)試坑中試樣的質(zhì)量和含水率來(lái)計(jì)算出結(jié)構(gòu)層填料的壓實(shí)度的方法。灌砂法在本段試驗(yàn)中要注意儀器設(shè)備的選擇，中型灌砂設(shè)備：150灌砂筒、150標(biāo)定罐、150基板（本文試驗(yàn)路段填料最大粒徑小于31.5mm）；量砂：使用標(biāo)準(zhǔn)的公路灌砂標(biāo)準(zhǔn)砂（粒徑0.3~0.6mm）。使用前應(yīng)洗凈、烘干，篩分至符合要求并放置24h以上，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡，用塑料桶盛砂；按照J(rèn)TGE40—2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》的計(jì)算公式算出其結(jié)構(gòu)層填料的干密度，根據(jù)其擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干密度相比較得出其壓實(shí)度。

1.3水泥穩(wěn)定土底基層壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)采集

本段的水泥穩(wěn)定土底基層所選用的集料級(jí)配符合JTG/TF20—2015《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》表4.5.4中C-C-2或C-C-3的規(guī)定，且符合塑性指數(shù)小于7，液限小于28%，礦料最大粒徑不大于26.5mm，采用的粗骨料的壓碎值小于26%，針片狀顆粒含量小于22%，0.075mm以下粉塵含量不大于2%，軟石含量小于5%。水泥穩(wěn)定土是集中廠拌，然后在現(xiàn)場(chǎng)用攤鋪機(jī)攤鋪，并用20t的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓4~5遍。在碾壓壓實(shí)完后及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度的數(shù)據(jù)采集。在壓實(shí)度采集完后重新整平壓實(shí)后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)7d后進(jìn)行彎沉值的數(shù)據(jù)采集。要求壓實(shí)度設(shè)計(jì)值不小于97%，彎沉值不大于81.6（0.01mm）。壓實(shí)度和彎沉值的數(shù)據(jù)見表3。水泥穩(wěn)定土底基層測(cè)定壓實(shí)度的數(shù)據(jù)采集方法也是灌砂法。水穩(wěn)層比較密實(shí)，挖坑取樣時(shí)，特別要防止樣品掉出盤外，不然會(huì)影響壓實(shí)度和含水率。其余在本段測(cè)試要注意的與級(jí)配碎石相似，按照規(guī)范操作。

2彎沉值和壓實(shí)度的比對(duì)和分析

從表1~表3單看彎沉值，有18個(gè)位置的數(shù)據(jù)是從高到低，其余的2個(gè)位置是序號(hào)3由高到低再升高，序號(hào)9是由低到高再降低；從表1~表3單看壓實(shí)度，有19個(gè)位置的數(shù)據(jù)是從低到高，其余1個(gè)位置是序號(hào)16由低到高再降低；從表1~表3結(jié)合兩者來(lái)看，有18個(gè)位置的數(shù)據(jù)是彎沉值從高到低，而壓實(shí)度卻是從低到高，有2個(gè)位置的數(shù)據(jù)的規(guī)律不是這樣，序號(hào)9的彎沉值是由低到高再降低，而壓實(shí)度是由低到高，序號(hào)16的彎沉值是由高到低，而壓實(shí)度是由低到高再降低。通過(guò)數(shù)據(jù)分析可看出，彎沉值的規(guī)律從表1~表3（即結(jié)構(gòu)層由下往上）總體是由大變小（通過(guò)上述表格計(jì)算彎沉值從左往右有90%的數(shù)據(jù)由大變?。?；壓實(shí)度的規(guī)律從表1到表3（即結(jié)構(gòu)層由下往上）總體是由小變大（通過(guò)上述表格計(jì)算壓實(shí)度從左往右有95%的數(shù)據(jù)由小變大）。

3彎沉值和壓實(shí)度的關(guān)系

通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比分析，在同一測(cè)試路段中按結(jié)構(gòu)層由下往上順序來(lái)看，彎沉值從大到小而壓實(shí)度則從小到大（通過(guò)上述表格計(jì)算出有90%的數(shù)據(jù)符合這種規(guī)律），在數(shù)據(jù)中還有10%的數(shù)據(jù)沒有按上述的規(guī)律變化，但不難看出其實(shí)總體的變化趨勢(shì)也是按照上述的規(guī)律來(lái)的，有可能是數(shù)據(jù)還不夠細(xì)致，也有可能是個(gè)體上的差異，不排除這種差異。故可得出結(jié)論：當(dāng)彎沉值總體大時(shí)，那么壓實(shí)度的值總體就??；當(dāng)彎沉值總體小時(shí)，那么壓實(shí)度的值總體就大。

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作者：丘金泉 單位：健研檢測(cè)集團(tuán)有限公司