高速公路路基施工質(zhì)量管控關(guān)鍵參數(shù)研究

彭成銘

文山壯族苗族自治州交通運(yùn)輸局

1 引言

路基施工壓實(shí)質(zhì)量過程管控的核心問題，是確定施工過程的管控關(guān)鍵參數(shù)體系。管控指標(biāo)是否科學(xué)、合理，直接關(guān)系到施工的質(zhì)量[1-2]。為此，管控參數(shù)指標(biāo)必須全面地、準(zhǔn)確地、客觀地、可靠地反映影響壓實(shí)質(zhì)量的因素。為此必須從影響路基施工質(zhì)量的內(nèi)外部因素中，按照科學(xué)合理的原則去分析和確定施工過程控制關(guān)鍵因素。

2 路基施工壓實(shí)質(zhì)量管控關(guān)鍵參數(shù)確定方法

2.1 管控關(guān)鍵參數(shù)選擇原則

2.1.1 目的性原則

路基壓實(shí)質(zhì)量控制關(guān)鍵參數(shù)的確定要緊緊圍繞高速公路路基施工工藝來確定，并由代表施工過程的典型指標(biāo)構(gòu)成，可多層次、全方位地反映施工過程。

2.1.2 科學(xué)性原則

路基壓實(shí)質(zhì)量控制關(guān)鍵參數(shù)的擬定要有理有據(jù)。既要體現(xiàn)施工一線的控制需求，又要有科學(xué)的理論支撐，這樣評(píng)價(jià)的結(jié)果才具有可信性。

2.1.3 系統(tǒng)性原則

路基壓實(shí)質(zhì)量控制關(guān)鍵參數(shù)要有關(guān)聯(lián)性和整體性，各個(gè)指標(biāo)之間相互聯(lián)系，控制過程相互影響，使其成為一個(gè)整體。

2.1.4 時(shí)效性原則

管控指標(biāo)不僅能反映施工過后路基的整體質(zhì)量，還要反映施工前和施工中的質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，做到施工質(zhì)量全過程控制。

2.2 管控關(guān)鍵參數(shù)確定指標(biāo)

本文采用相關(guān)系數(shù)作為確定路基壓實(shí)質(zhì)量控制關(guān)鍵參數(shù)的方法，表1為相關(guān)程度參考準(zhǔn)則，可以看出相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值0.70是相關(guān)程度強(qiáng)弱的一個(gè)分界點(diǎn)?！豆仿坊钪こ踢B續(xù)壓實(shí)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》中規(guī)定壓實(shí)質(zhì)量的控制，需滿足實(shí)測壓實(shí)度與關(guān)鍵參數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)≥0.70，且樣本數(shù)不小于18個(gè)，因此本文的關(guān)鍵參數(shù)的確定指標(biāo)為相關(guān)系數(shù)下限0.70。

2.3 管控關(guān)鍵參數(shù)確定試驗(yàn)方法

在路基施工過程的管控中，要考慮各影響因素實(shí)時(shí)獲取的便捷性，才能準(zhǔn)確地做到施工過程控制，根據(jù)已有的研究成果，本文選取填土的松鋪厚度、含水率、碾壓遍數(shù)、碾壓速度為主要研究因素，以各因素和壓實(shí)度的相關(guān)系數(shù)大于0.7為判斷標(biāo)準(zhǔn)，定為關(guān)鍵指標(biāo)，試驗(yàn)段基本情況為：施工區(qū)域?yàn)?2區(qū)，填土為砂性土，最大干密度為1.658g∕cm3，徐工XS182J型振動(dòng)壓路機(jī)振壓4遍，鋼輪壓路機(jī)靜壓4遍。每種指標(biāo)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集過程如下。

2.3.1 松鋪厚度與壓實(shí)度相關(guān)性試驗(yàn)

①試驗(yàn)段長度為200m。

②路基上土前利用水準(zhǔn)儀對(duì)道路的內(nèi)側(cè)、中部、外側(cè)各選取6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高測量。

③路基上土后待填土攤鋪、整平、預(yù)壓完成后，利用水準(zhǔn)儀對(duì)原測點(diǎn)進(jìn)行第二次標(biāo)高測量。

④碾壓機(jī)具按照既定組合進(jìn)行碾壓施工。

⑤施工結(jié)束后利用灌砂法對(duì)標(biāo)高測點(diǎn)處的路基進(jìn)行壓實(shí)度監(jiān)測。

2.3.2 壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)度相關(guān)性試驗(yàn)

①試驗(yàn)段長度為200m。

②試驗(yàn)段采用振動(dòng)碾壓的方式，疊輪寬度為1∕2。

③試驗(yàn)段內(nèi)振動(dòng)壓路機(jī)的速度、振頻、振幅應(yīng)保持穩(wěn)定。

④壓路機(jī)壓實(shí)一遍結(jié)束后，選取三個(gè)不同樁號(hào)位置，采用灌砂法進(jìn)行土基壓實(shí)度檢測，同理，壓實(shí)二遍、三遍、四遍、五遍……進(jìn)行壓實(shí)度監(jiān)測，直至壓實(shí)度滿足相應(yīng)規(guī)范要求，研究壓實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)之間的關(guān)系。

2.3.3 壓實(shí)速度與壓實(shí)度相關(guān)性試驗(yàn)

①試驗(yàn)段長度為200m。

②試驗(yàn)段采用振動(dòng)碾壓的方式，疊輪寬度為1∕2。

③在試驗(yàn)段內(nèi)將壓路機(jī)按照低速、中速、高速進(jìn)行碾壓，分別為2km∕h、4km∕h、6km∕h，振動(dòng)壓路機(jī)按規(guī)定速度和碾壓遍數(shù)，完成碾壓。

④壓實(shí)度測試點(diǎn)應(yīng)根據(jù)碾壓速度測試結(jié)果選取和測試，在低速、中速、高速三種壓實(shí)狀態(tài)區(qū)域內(nèi)至少各選6個(gè)測試點(diǎn)，研究壓實(shí)度與碾壓速度之間的關(guān)系。

2.3.4 含水率與壓實(shí)度相關(guān)性試驗(yàn)

試驗(yàn)段碾壓施工結(jié)束后，選取30個(gè)不同的點(diǎn)，采用灌砂法進(jìn)行土基壓實(shí)度監(jiān)測，研究壓實(shí)度與含水率之間的關(guān)系。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 含水率與壓實(shí)度的相關(guān)性分析

含水率與壓實(shí)度的相關(guān)性分析數(shù)據(jù)樣本共30組，從表2中得到壓實(shí)度與含水率的相關(guān)系數(shù)為0.148，相關(guān)性非常弱，這是由于現(xiàn)場實(shí)測含水率分布在12%～19%之間，而施工最佳含水率為16.1%，樣本數(shù)據(jù)在最佳含水率范圍小幅度波動(dòng)，散點(diǎn)圖集聚，數(shù)據(jù)不夠分散，導(dǎo)致試驗(yàn)樣本的含水率和壓實(shí)度相關(guān)性較差。

表2 壓實(shí)度與含水率相關(guān)性分析結(jié)果

3.2 松鋪厚度與壓實(shí)度的相關(guān)性分析

松鋪厚度與壓實(shí)度的相關(guān)性分析數(shù)據(jù)樣本共18組，從表3中得到壓實(shí)度與松鋪厚度的相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值為0.951，遠(yuǎn)大于判斷指標(biāo)0.7，表明壓實(shí)度對(duì)松鋪厚度的變化非常敏感。

表3 松鋪厚度與壓實(shí)度相關(guān)性分析結(jié)果

3.3 壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)度的相關(guān)性分析

壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)度的相關(guān)性分析數(shù)據(jù)樣本共30組，從表4中得到壓實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)的相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值為0.925，遠(yuǎn)大于判斷指標(biāo)0.7，表明壓實(shí)度對(duì)壓實(shí)遍數(shù)的變化非常敏感。

表4 壓實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)相關(guān)性分析結(jié)果

3.4 壓實(shí)速度與壓實(shí)度的相關(guān)性分析

壓實(shí)速度與壓實(shí)度的相關(guān)性分析數(shù)據(jù)樣本共30組，從表5中得到壓實(shí)度與壓實(shí)速度的相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值為0.971，遠(yuǎn)大于判斷指標(biāo)0.7，表明壓實(shí)度對(duì)壓實(shí)速度的變化非常敏感。

表5 壓實(shí)度與碾壓速度相關(guān)性分析結(jié)果

3.5 路基壓實(shí)質(zhì)量管控關(guān)鍵指標(biāo)的確定

將含水率、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度和壓實(shí)度的相關(guān)性分析結(jié)果進(jìn)行匯總，結(jié)果見表6。

表6 相關(guān)性分析結(jié)果匯總

從表6中可知，松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度和壓實(shí)度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.951、0.925和-0.971，而含水率與壓實(shí)度的相關(guān)系數(shù)為0.148，相關(guān)性非常弱。因此以相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值0.7為控制指標(biāo)，可以確定了松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度為路基壓實(shí)質(zhì)量管控的關(guān)鍵參數(shù)。

4 結(jié)論

路基作為道路的重要組成結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量直接決定了路基承載力，良好的路基施工質(zhì)量也是后期道路耐久性、行車舒適性的重要保障。本文從高速公路路基施工質(zhì)量過程控制的角度出發(fā)，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，利用相關(guān)性分析的方法，以相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值0.7為控制指標(biāo)，確定了松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度為路基壓實(shí)質(zhì)量管控的關(guān)鍵指標(biāo)，為路基壓實(shí)質(zhì)量的過程控制提供數(shù)據(jù)支撐。