E0與CBR換算在水泥混凝土路面碎石化中的應用

王 凱 王斌州 夏慧媛

0 引言

土基回彈模量E0值作為土基強度指標代表值，是我國公路路面結構設計的主要控制參數之一。根據我國JTG D40-2002公路水泥混凝土路面設計規范的水泥混凝土路面設計方法與JTG D50-2006公路瀝青路面設計規范的瀝青路面設計方法，我國現行路基路面結構設計參數均采用回彈模量，而國外是以CBR作為指標用以指導碎石化設計與施工。

CBR法是采用加州承載比法測定CBR值，可以通過大量的實測數據建立CBR與承載板測得的路基回彈模量值的經驗回歸公式，根據經驗公式由CBR值計算路基回彈模量。因此，對我國公路路面碎石化回彈模量與CBR值的換算關系研究具有較大的實踐指導意義。

CBR試驗是1928年美國加州在進行瀝青路面破壞調查時，為比較材料的強度而提出的。此后，它作為評價路基土和路面材料強度及穩定性的重要技術指標而列入美國公路建設規范，成為柔性路面設計的主要依據。采用碎石化施工工藝，一般要求原路土基CBR≥5%，因此，需要研究CBR與回彈模量E0的回歸關系，反算出 E0的適用范圍，以用于工程實際。

1 現場E0與CBR換算關系的應用

一般國內外進行碎石化施工時要求滿足CBR≥5%～7%。參考國內外土基回彈模量E0與現場CBR值試驗數據分析結果，利用回歸公式E0=aCBRb反算出相應的回彈模量E0的適用范圍，結合具體工程土性來判斷。

在工程實際中，采用貝克曼梁法測定路面的回彈彎沉，根據實測彎沉值計算出回彈模量的方法較為簡單快速，為評定整個路段承載能力、回彈模量和強度以及為結構設計模量取值提供依據。

E0與CBR換算關系的具體工程應用情況如下:

1)某紅黏土現場回彈模量與CBR試驗。根據回歸公式E0=15.55CBR0.582，及判定范圍 CBR≥5%～7%，若換算出紅粘質土土基頂面回彈模量滿足E0≥35 MPa時，可進行碎石化施工;2)某粘質土現場回彈模量與CBR試驗。根據回歸公式 E0=7.40CBR0.773，及判定范圍 CBR≥5%～7%，經換算若得到回彈模量的范圍滿足E0≥25M Pa時，則符合碎石化適用條件;3)某黏性土試驗。根據回歸公式E0=8.311 4CBR0.6262，若經換算滿足E0≥20 MPa，則可滿足碎石化施工工藝的要求;4)某膨脹土現場回彈模量與CBR試驗。由回歸公式 E0=16.71CBR0.58，經換算若得到土基回彈模量 E0≥39 MPa，可采用碎石化施工工藝。

從以上的CBR與E0換算關系中可看出，各地區的回歸關系式存在差異性，這反映了地區性與土性的多樣性。因此，各地區需要進行大量的試驗進一步完善對典型土性的回歸公式的研究，以期得到更廣泛的應用與推廣。

2 工程應用

2.1 工程概況

本文依托工程為G310新安境尤彰至縣城段大修工程，K770+133.5～K774+689.8，K779+306.5～K780+898.2段。該項目起于新安縣尤彰村，經侯溝村、游溝村、八陡村、柳彎村，止于新安縣，路線全長10.764 7 km，現有路面為水泥混凝土路面。原路線型為二級公路標準，由于車輛的超載、混凝土自身的原因、使用壽命等一系列的問題使水泥混凝土路面的破壞發展迅速，出現了多種公路病害，影響了公路的正常營運和安全。

2.2 碎石化前對原路基E0的調查

根據洛陽地區土質情況調查顯示，該地區廣泛分布的是棕壤、褐土、紅黏土、潮土四類，其他土類僅有零星分布。根據 CBR≥5%～7%，并結合國內各紅黏土和粘質土的現場E0與CBR試驗所得回歸公式，可判斷試驗段回彈模量的適用范圍。

本文依托工程所處的土質是以紅黏土為主，參考廣西紅黏土現場回彈模量 E0與 CBR試驗所得回歸公式指導碎石化施工。其回歸公式為:

利用路原路基頂實測回彈彎沉所計算的平均回彈模量以及式(1)對CBR進行回歸計算與分析，并反算出E0適用范圍。各路段結果見表1。

表1 實測原路基頂E0與 CBR

由表1分析可知依托工程滿足碎石化施工的適用要求。

2.3 E0與CBR值換算在碎石化中的應用

洛陽依托工程采用碎石化技術進行路面的改造。試驗路于2009年5月完成通車，2009年6月課題組對試驗路使用狀況進行調查。原有水泥混凝土路面經過碎石化技術改造，路面使用狀況良好，無橫縫、縱縫、龜裂、車轍等病害。2009年10月再次對試驗路進行調查，路面使用情況得到很大改善，路面平整，行車舒適(見圖1)。

3 結語

本文介紹土基回彈模量E0在我國公路路面結構設計中的重要作用，以及目前國內外進行的對 CBR與E0回歸公式的研究。結合換算關系在G310新安尤彰至縣城段大修工程的應用，提出了加強CBR與E0換算關系在碎石化設計與施工中的意義。

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