市政施工中的彎沉及壓實(shí)度檢測(cè)

李俊剛

摘? ? 要：現(xiàn)行的柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范是以設(shè)計(jì)容許彎沉為控制指標(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(duì)密實(shí)程度;彎沉表示被測(cè)路面結(jié)構(gòu)層以下各層（包括路基）在汽車標(biāo)準(zhǔn)軸載下產(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(méi)有關(guān)聯(lián)。由于路面結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，不能使設(shè)計(jì)與施工采用相同的控制指標(biāo)顯然是一件憾事。

關(guān)鍵詞：彎沉;壓實(shí)度;施工

1? 引言

本文介紹了路面彎沉檢測(cè)概念，分析了彎沉值在道路施工中的應(yīng)用，提出了路基壓實(shí)度的質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定方法以及路基壓實(shí)度的控制。

2? 路面彎沉檢測(cè)概念

彎沉檢測(cè)是路面承載能力分析的基礎(chǔ)，路面使用性能評(píng)價(jià)的重要組成部分，它不僅對(duì)工程質(zhì)量的控制和檢驗(yàn)至關(guān)重要，而且決定著路面養(yǎng)護(hù)決策科學(xué)化水平和可信度，直接影響?zhàn)B護(hù)資金的分配和舊路改造設(shè)計(jì)的合理性。路面檢測(cè)作為公路建設(shè)與管理的關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外深受重視。從目前道路彎沉檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，落錘式彎沉儀（FWD）被認(rèn)為是較理想的彎沉檢測(cè)設(shè)各，至今已有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)先后應(yīng)用FWD，特別在美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用十分廣泛。我國(guó)《路基路而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程））（Jf.p59-95）己將FWD列為彎沉檢測(cè)設(shè)各。

3? 彎沉值在道路施工中的應(yīng)用

3.1? 基于彎沉值的路基、路面工程施工質(zhì)量實(shí)時(shí)控制

在修筑高等級(jí)公路、城市道路及機(jī)場(chǎng)等重人交通基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，使用快速、準(zhǔn)確、無(wú)破損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行施工質(zhì)量實(shí)時(shí)控制具有重要的意義。在施工過(guò)程中通過(guò)彎沉值檢測(cè)和分析評(píng)價(jià)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，從而有效地控制工程質(zhì)量從根本上防止路面過(guò)早破壞。

3.2? 利用彎沉值檢測(cè)評(píng)價(jià)水泥混凝上路面壓漿效果

壓漿質(zhì)量檢測(cè)以強(qiáng)度檢測(cè)與彎沉檢測(cè)相結(jié)合。通過(guò)對(duì)水泥混凝上路面結(jié)構(gòu)剛度評(píng)定模型的建立，可計(jì)算某路段混凝上板和基層頂面當(dāng)量回彈模量，并和標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)層之間的模量進(jìn)行對(duì)比，可從強(qiáng)度方而判定壓漿效果。通過(guò)彎沉檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)彎沉盆，由脫空情況來(lái)檢測(cè)基層與面層的結(jié)合情況，以此來(lái)判斷壓漿效果。

3.3? 利用彎沉值對(duì)水泥混凝上路面板底脫空狀況的評(píng)定

對(duì)運(yùn)營(yíng)中的水泥混凝上路面，常出現(xiàn)板底脫空現(xiàn)象，只有對(duì)板底脫空的位置及范圍進(jìn)行評(píng)定，才能采取有效修復(fù)措施，恢復(fù)路面使用性能。具體操作步驟如下：①對(duì)于待評(píng)定的水泥混凝上路面，首先進(jìn)行外觀狀況的調(diào)查，脫空檢測(cè)的重點(diǎn)是縫邊卿泥、角隅斷裂、錯(cuò)臺(tái)處;②進(jìn)行板中彎沉檢定，利用結(jié)構(gòu)剛度組成評(píng)定法，評(píng)定板中荷載下地基反應(yīng)模量;③按照接縫傳荷能力評(píng)定辦法，獲取接縫傳荷能力系數(shù)，進(jìn)行縫邊板角處的HU'D彎沉測(cè)定，獲取板角彎沉。

4? 路基壓實(shí)度的質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定方法

（1）路基的壓實(shí)度以重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。對(duì)于特殊干旱、潮濕地區(qū)或過(guò)濕土，以路基設(shè)計(jì)施工規(guī)范規(guī)定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。

（2）標(biāo)準(zhǔn)密度應(yīng)作平行試驗(yàn)，求其平均值作為現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)于均勻性差的路基土質(zhì)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)密度試驗(yàn)，求得相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，以控制和檢驗(yàn)施工質(zhì)量。

（3）路基壓實(shí)度以1km～3km長(zhǎng)的路段為檢驗(yàn)評(píng)定單元，按要求的檢測(cè)頻率進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度抽樣檢查，求算每一測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度Ki。細(xì)粒土現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢查可以采用灌砂法或環(huán)刀法;粗粒土壓實(shí)度檢查可以采用灌砂法、水袋法或鉆孔取樣蠟封法。應(yīng)用核子密度儀時(shí)，須經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)檢驗(yàn)，確認(rèn)其可靠性。

檢驗(yàn)評(píng)定段的壓實(shí)度代表值K（算術(shù)平均值的下置信界限）為：

路基K≥K0，且單點(diǎn)壓實(shí)度Ki全部大于等于規(guī)定值減2%時(shí)，評(píng)定路段的壓實(shí)度合格率為100%;當(dāng)K≥K0，且單點(diǎn)壓實(shí)度全部大于等于規(guī)定極值時(shí)，按測(cè)定值不低于規(guī)定值減2%的測(cè)點(diǎn)數(shù)計(jì)算合格率。K[<]K0或某一單點(diǎn)壓實(shí)度Ki小于規(guī)定極值時(shí)，該評(píng)定路段壓實(shí)度為不合格，相應(yīng)分項(xiàng)工程評(píng)為不合格。

路堤施工段較短時(shí)，分層壓實(shí)度應(yīng)點(diǎn)點(diǎn)符合要求，且樣本數(shù)不少于6個(gè)。

5? 路基壓實(shí)度的控制

在路基施工過(guò)程中，為控制好路基壓實(shí)質(zhì)量，提高現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)械的工作效率，需要重點(diǎn)做好三方面工作：

（1）保證土的最佳含水量。土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)才能達(dá)到最大密實(shí)度，因此，在路基填土壓實(shí)過(guò)程中，必須隨時(shí)控制土的含水量，當(dāng)含水量過(guò)大時(shí)，應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓。施工過(guò)程應(yīng)連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。

（2）合理選用壓實(shí)機(jī)具。土層填土厚度以不超過(guò)30公分為宜，分層鋪筑壓實(shí)。施工中盡可能采用重型壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行施工，對(duì)于同一類土來(lái)說(shuō)，采用輕型壓實(shí)所得出的最大干密度較采用重型壓實(shí)得到的最大干密度小，而最佳含水量又較采用重型壓實(shí)的大，現(xiàn)行普遍采用的重型壓實(shí)所相匹配的壓實(shí)機(jī)械如50T震動(dòng)壓路機(jī)，每層壓實(shí)厚度不超過(guò)30cm，而采用噸位更大的羊角碾時(shí)，它的壓實(shí)功可以增加，而其所能達(dá)到的壓實(shí)度可以進(jìn)一步提高，同時(shí)由于壓實(shí)功的增加，施工時(shí)土的含水量又可以降低。由于土基密實(shí)度的提高、含水量降低從而可以提高路基的回彈模量。

（3）強(qiáng)度控制。路基工程，壓實(shí)度反映路基每一層的密實(shí)狀態(tài)，彎沉值反映路基上部的整體強(qiáng)度，當(dāng)兩者都達(dá)到合格要求時(shí)，路基的整體強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性才能符合要求，路基施工的技術(shù)要求并不復(fù)雜，只要我們嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程，在施工中認(rèn)真負(fù)責(zé)，一定能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的道路

6? 關(guān)于檢測(cè)彎沉和壓實(shí)度的思考

工程監(jiān)理方出于對(duì)工程質(zhì)量的嚴(yán)格要求，總希望多一些檢測(cè)手段，以便于將檢驗(yàn)資料進(jìn)行對(duì)比和相互印證。而且彎沉檢驗(yàn)在實(shí)施過(guò)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（即控制壓實(shí)度和彎沉）指標(biāo)”來(lái)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(guò)彎沉檢驗(yàn)時(shí)遠(yuǎn)比通過(guò)壓實(shí)度檢驗(yàn)容易的多，當(dāng)壓實(shí)度滿足要求后，實(shí)測(cè)彎沉值已比設(shè)計(jì)容許彎沉值小了許多。因此，名為“雙控”，實(shí)際上只要滿足壓實(shí)度驗(yàn)收指標(biāo)就可以了。按理壓實(shí)度和彎沉指標(biāo)是從兩個(gè)不同角度來(lái)衡量筑路材料的碾壓質(zhì)量，檢驗(yàn)手段雖不同而目的是一致的。因此，對(duì)于同一路面（或路基）結(jié)構(gòu)層在相同碾壓條件下的檢驗(yàn)結(jié)論應(yīng)該基本一致或相近才是，為什么會(huì)產(chǎn)生較大差異呢？本文對(duì)此進(jìn)行分析并提出建議，不妥之處請(qǐng)同行批評(píng)指正。柔性路面結(jié)構(gòu)體系比較復(fù)雜，首先它是以層狀結(jié)構(gòu)支撐在無(wú)限深的路基上，各層材料性質(zhì)多變，實(shí)際具有彈一粘一塑和各向異性，特別還受到周圍環(huán)境的氣候、水文、地質(zhì)的影響。其次，作用在路面上汽車荷載的輕、重、多、寡以及分布不均勻等。所有這些因素都造成了試圖建立一個(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，因此我們現(xiàn)在采用的路面設(shè)計(jì)理論是經(jīng)過(guò)某些假定、簡(jiǎn)化過(guò)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(méi)有明確給出安全系數(shù)，但數(shù)學(xué)公式在推導(dǎo)過(guò)程中的假定、簡(jiǎn)化以及經(jīng)驗(yàn)資料的分析取值都是偏安全考慮的。也就是說(shuō)，在通常情況下采用現(xiàn)行的路面設(shè)計(jì)方法是可靠和安全的。

7? 結(jié)束語(yǔ)

隨著市政公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模加大，市政道路工程試驗(yàn)檢測(cè)工作將更趨繁重，所以我們必須給予高度重視，努力開(kāi)拓管理思路，提高管理水平，加大管理力度，使公路工程試驗(yàn)檢測(cè)工作走上規(guī)范、健康的發(fā)展軌道。

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