PFWD在路基壓實度檢測中的應用

李亞龍，張 濤

（1.山西省交通科技研發有限公司，山西 太原 030032；2.山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

壓實度指標是路基質量評定及驗收的關鍵性指標，現階段檢測壓實度的方法主要為灌砂法。由于灌砂法在實施過程中，存在人為因素干擾大、耗時耗力、以點代面等缺陷，因此，尋求一種更簡潔、更快捷、更精確的路基壓實度檢測替代方法具有非常重要的意義。

路基全過程施工質量檢測和控制一直以來都是我國公路建設發展的重點研究內容，經過多年的努力已然取得巨大的成功，但全面開展過程中施工質量檢測工作仍存在以下問題：

a）路基主要控制指標的檢測方法依舊采用傳統方法，其試驗檢測準備工作、測試工作等均需占用大量的時間，如全面開展過程中施工質量檢測控制，必定延誤工期，特別是在工期緊張的流水作業中。

b）路基主要控制指標較多，且各指標檢測方法均不相同，若全面開展過程中施工質量檢測控制，必定需要委派更多的試驗人員、準備更多的試驗器具，直接增加了施工成本。

便攜式FWD設備價格適中，檢測速度快，需要投入人員少，另外，根據前述研究成果[1-2]，其檢測結果與傳統彎沉、回彈模量，甚至壓實度指標存在較好的相關關系，可以實現單次檢測得到多個路基控制指標，完美地滿足了全面實現路基全過程施工質量檢測和控制的要求。

國內外專家學者通過不斷研究發現，路基模量與壓實度之間存在一定的相關性[3-5]，且便攜式FWD設備在滿足精確性、便捷性、快速性要求的基礎上，能夠更好地模擬車輛荷載作用，因此，本文通過對便攜式FWD與灌砂法檢測壓實度進行對比試驗，統計相關檢測結果，對采用便攜式FWD設備進行路基壓實度控制的可行性進行分析。

1 路基及填料概況

本文選取了山西省長臨高速公路（長治—臨汾）3個典型路基斷面，并根據不同填料和壓實情況展開比對試驗，試驗路段參數及對應試驗內容見表1。

表1 試驗路段參數及試驗內容

2 試驗方案及結果分析

2.1 試驗方案

在確保荷載具有足夠影響深度的前提下，采用PFWD標準配置的落錘質量10 kg[6-8]。便攜式FWD與灌砂法比對試驗方案具體為：

a）在選取的試驗路段分別按車道布置測點并標記，測點間距30 m。

b）將測點位置浮土清掃干凈后，安置便攜式FWD設備，采用10 kg落錘，進行路基模量測試。

c）為避免便攜式FWD捶擊對壓實度的影響，選取測點鄰近位置進行灌砂法試驗，灌砂法試驗嚴格按照《公路路基路面現場測試規程》中T0921相關規定進行。

d）記錄試驗數據并清理場地。

2.2 試驗結果及分析

2.2.1 素土填料試驗結果及分析

在素土填料路段，便攜式FWD回彈模量與灌砂法壓實度檢測結果，詳見表2。

表2 素土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度試驗結果

根據檢測結果，便攜式FWD檢測模量與灌砂法實測壓實度結果之間進行回歸分析（如圖1），兩者存在較好的冪指數關系相關系數R=0.91，R2=0.8273。

圖1 素土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度回歸關系

2.2.2 灰土填料試驗結果及分析

在灰土填料路段，便攜式FWD回彈模量與灌砂法壓實度檢測結果，詳見表3。

根據檢測結果，便攜式FWD檢測模量與灌砂法實測壓實度結果之間進行回歸分析（如圖2），兩者存在較好的冪指數關系相關系數R=0.90，R2=0.8182。

表3 灰土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度試驗結果

圖2 灰土路基便攜式FWD模量與灌砂法壓實度回歸關系

由上述不同路基填料條件下的相關換算關系可以看到，便攜式FWD回彈模量與路基壓實度之間具有較好的相關關系，其特征如下：

a）對于同一種路基填料，便攜式FWD模量與灌砂法壓實度檢測結果相關性均良好，相關系數基本在0.9以上。

b）整體上看，素土填料檢測結果離散程度較灰土填料低，這是由于灰土填料路拌不均勻引起的，因此，路基填料越均勻，兩者間檢測結果相關性越好。

3 壓實度指標修正

我國現行規范壓實度指標[9]檢測方法為灌砂法，經上述試驗結果表明，便攜式FWD法檢測得到的回彈模量值與灌砂法檢測得到的壓實度值存在較好的冪指數關系。因此，在素土路基條件下，可將現行規范壓實度指標修正為路基各個部位基于便攜式FWD設備（錘重10 kg）的修正值，修正值計算結果詳見表4。

表4 基于便攜式FWD的土質路基壓實度標準修正值

4 結語

通過對比分析PFWD法檢測得到的回彈模量值與灌砂法檢測得到的壓實度值，結果表明二者之間存在較好的冪指數關系，采用便攜式FWD設備進行路基壓實度控制具有較好的可實現性。在施工過程中，可采用便攜式FWD和灌砂法雙重檢測的方法對壓實質量進行控制，不僅可以擴大路基壓實度檢測范圍，減少檢測工作量，而且可以在路基施工各個階段，供建設單位快速、全面地評判路基壓實整體情況，并指導后續壓實方案的制定。