高速公路改擴(kuò)建工程承載板與落球試驗初探

羅希 張航 余航 匡耀

摘要：本文結(jié)合我國某地區(qū)一處高速公路改擴(kuò)建工程項目展開相關(guān)分析和研究，有效提出本次高速公路工程項目承載板和落球試驗工作方法，試驗工作過程中的相關(guān)技術(shù)要點進(jìn)行合理把控，有效提高高速公路工程改擴(kuò)建施工質(zhì)量和效果，延長公路工程的使用周期，同時避免在后續(xù)的通車過程中出現(xiàn)更加嚴(yán)重的病害問題。

關(guān)鍵詞：高速公路;改擴(kuò)建;承載板;落球試驗

現(xiàn)階段，我國公路交通網(wǎng)落建設(shè)日漸完善，各個不同地區(qū)公路交通通行質(zhì)量得到了全面提升，但是由于我國一些地區(qū)公路項目工程建設(shè)施工年限相對較早，在長時間的使用過程中公路路面產(chǎn)生不同程度的病害問題。與此同時，對于某些地區(qū)的道路寬度不足，無法有效滿足現(xiàn)階段我國交通通行工作要求，經(jīng)常會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的交通擁堵問題，尤其針對一些高速公路路段，由于通車量相對較大但是高速公路的實際施工規(guī)模相對較小，無法滿足大量車輛通行要求，進(jìn)而會出現(xiàn)不同程度的形成安全隱患問題。

1高速公路改擴(kuò)建工程承載板試驗分析

1.1儀器校準(zhǔn)

為了有效保證試驗工作結(jié)果的精確性，以及保證以及設(shè)備使用的可靠性，在正式開始試驗工作之前必須要對儀器設(shè)備進(jìn)行全面校準(zhǔn)處理，需要對各種配套設(shè)備和儀器進(jìn)行確認(rèn)，需要事先預(yù)算出每一級加載工作過程中千斤頂?shù)膶嶋H讀數(shù)以及所測定的壓力大小，充分考慮到面墻基礎(chǔ)開挖工作達(dá)到路基面深度1m的條件下，則不能直接使用彎沉以及設(shè)備來進(jìn)行測定，如果千斤頂?shù)墓ぷ鞲叨炔蛔悖瑒t可以使用加長鋼圓筒和加長立柱結(jié)構(gòu)來進(jìn)行施工。

1.3試驗結(jié)果分析

通過對本段高速公路工程K1215+500施工段方向進(jìn)行測定和分析，該填方路段路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土板結(jié)構(gòu)和20cm厚度的級配碎石材料，總共厚度為60cm，通過工作人員的觀察分析可以看出該路段的瀝青層之間的銜接程度相對良好，基層結(jié)構(gòu)頂面平整程度較高，土壤結(jié)構(gòu)為碎石，土整體呈塑性條件，現(xiàn)場酒精塊快速測定路基含水率為18.1%。通過試驗測定和分析該點位的基礎(chǔ)含水率相對較高，在實際實現(xiàn)工作過程中，隨著應(yīng)力的不斷增大所產(chǎn)生的應(yīng)變軟化情況也越來越明顯，如表1：

由于土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的塑形變形問題，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求需要合理選擇土體結(jié)構(gòu)，在彈性變形階段的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時還需要有效排除偏離點位，有效測定出土基的回彈模量大小[2]。如圖1：

通過曲線圖像分析，可以得出測量點位的荷載加強(qiáng)與基礎(chǔ)和回彈變形量之間呈線性關(guān)系，這說明土體結(jié)構(gòu)在回彈變形沒有超過0.01mm的條件下，始終處于一種彈性變形階段，所測定獲取的土基回彈模量參數(shù)數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。經(jīng)過本次承載板試驗分析，通過對試驗工作結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，可以得出該路段的路基強(qiáng)度相對較小，并且隨著壓強(qiáng)的不斷增大土地的實際回彈變形量也在不斷上漲，但是隨著壓強(qiáng)的進(jìn)一步增加，其中存在的屬性變形問題也越來越明顯，通過進(jìn)一步修正與參數(shù)計算分析所獲取的普及回彈模量參數(shù)值為26.5MPa。

2落球試驗

2.1儀器校準(zhǔn)

為了有效保證落球試驗操作的精確性以及儀器設(shè)備使用的穩(wěn)定性，在正式開始使用之前，相關(guān)儀器設(shè)備需要保證儲存在0～20℃比較干燥的環(huán)境下，同時避免儀器設(shè)備出現(xiàn)震動擠壓等問題。電纜的電纜頭位置和導(dǎo)線位置之間需要保證充分銜接，根據(jù)項目工程施工現(xiàn)場條件，通過使用線位置佳對落球的實際下落高度進(jìn)行準(zhǔn)確測量，有效保證落球罐底位置，距離測量點高度為0.5m，如圖1：

2.2試驗結(jié)果分析

針對本著高速公路工程項目上行K1191+420路段進(jìn)行試驗檢測分析，其中路面結(jié)構(gòu)主要是以改性瀝青混凝土材料為主，主要包含上面層、中面層、下面層和基層結(jié)構(gòu)，總厚度為131cm。通過進(jìn)一步勘查分析可以看出瀝青材料各層之間的銜接程度優(yōu)良，基層頂部平整程度相對較高，土體樣本整體呈黃褐色狀，樣本的觸感相對比較潮濕。通過使用酒精快速測定法，測定該路段的路基含水率大小為17.65%。

現(xiàn)場土基主要使用的材料為普通粘性土，材料材料的最大顆粒直徑小于100mm，在實現(xiàn)工作過程中除了基礎(chǔ)土壤內(nèi)部存在比較堅硬的巖塊，可以保證落球接觸到的是土壤材料，因此通過使用落球儀器設(shè)備可以準(zhǔn)確測量出回彈模量大小，并且可以獲取更加精確的檢測工作結(jié)果。在實際試驗測量工作過程中，通過最終的解析結(jié)果分析可以得出，土基整體強(qiáng)度構(gòu)成有所不足，并且在測量回彈模量過程中實際的變化工作范圍保持在8.45～24.03MPa，平均為16.08MPa。由于考慮到測定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值偏差所產(chǎn)生的影響，該位置的回彈模量等價值于14.79MPa[3]。

2.3上行K1200+100

該位置主要位于桂林通往柳州方向，高速公路工程路堤整體成縱坡段，基礎(chǔ)路面結(jié)構(gòu)構(gòu)成為5+11cm瀝青面層結(jié)構(gòu)16+22cm，基層結(jié)構(gòu)總厚度為54cm。通過勘察分析可以看出，瀝青各層面之間的粘接程度優(yōu)良，同時基層頂面平整程度相對較高，整體土壤呈黃色狀觸感比較潮濕，在現(xiàn)場通過使用酒精快速測定法，測定土壤的含水率大小為25%。現(xiàn)場土基使用的材料為普通的粘性土材料最大的顆粒直徑小于100mm，在試驗工作過程中除了土基內(nèi)部比較堅硬的巖塊，可以有效保證落球試驗接觸到的是土顆粒材料，如圖2：

因此，通過使用落球以及設(shè)備有效測量回彈模量大小，可以獲取更加精確的檢測工作結(jié)果。在試驗工作過程中，通過測量坑槽內(nèi)部七處土體參數(shù)數(shù)值，并且通過進(jìn)一步的參數(shù)結(jié)果分析可以得出土基強(qiáng)度相對較遠(yuǎn)，同時質(zhì)地比較均勻，測量回彈模量大小范圍保持在19.91～29.95MPa之間，平均大小為25.05MPa，由于考慮到標(biāo)準(zhǔn)偏差值參數(shù)所產(chǎn)生的影響，該位置的實際回彈模量等價值于24.55MPa，整體的路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性符合擴(kuò)建工程施工標(biāo)準(zhǔn)[4]。結(jié)合合現(xiàn)場所得落球數(shù)據(jù)與實測各點土基含水率可得表2數(shù)據(jù)：

由散點圖可知，在同等條件下，隨著含水率的增大，土基回彈模量有減小的趨勢。在含水率相同時，土體本身的壓實、土顆粒的粒徑大小等對回彈模量有較大的影響，壓實較好的土基回彈模量較大。同時，落球儀的測定不能受到土體里巖塊的干擾，若是土體包含巖塊，與球冠接觸則會產(chǎn)生明顯不同的數(shù)據(jù)效果。

3結(jié)語：

綜上，通過本文結(jié)合泉州至南寧高速公路路段，廣西桂林到柳州段改擴(kuò)建項目工程建設(shè)施工展開分析和研究，對既有的高速公路路基路面、橋涵工程隧道工程項目進(jìn)行檢測和評估，有效提出公路工程改擴(kuò)建承載板和落球試驗工作要點，有效保證整個改擴(kuò)建工程項目建設(shè)施工的質(zhì)量和效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳培帥，夏崟濠，譚賢君.預(yù)壓荷載作用下砂樁復(fù)合地基承載力模型試驗研究[J].水利水電技術(shù)，2019，50（04）：16-22.

[3]冀冠宇.FWD荷載作用下路面動彎沉響應(yīng)試驗研究[J].山西交通科技，2019（01）：34-36.

[4]康浩，王正君，來慶輝.落球檢測在堤防填土工程質(zhì)量評估中的應(yīng)用[J].森林工程，2017，33（03）：116-119.

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