呼市地区土基压实度与弯沉值影响研究

杨元亭， 梁 鸿

(内蒙古农业大学能源与交通工程学院)



呼市地区土基压实度与弯沉值影响研究

杨元亭， 梁 鸿

(内蒙古农业大学能源与交通工程学院)

为解决实际现场施工中，压实度验收合格，往往出现验收弯沉值达不到规范要求的现象。本文通过试验路段现场和室内试验，分别测定了土基压实度、含水量、土基回弹模量和弯沉值。首先建立压实度与弯沉值的函数关系式，分析并验算。同时利用压实度、含水量和土基回弹模量的二元回归方程与土基回弹模量与弯沉值的规范理论公式，得到弯沉值和压实度、含水量关系推导式。从中得出不仅应在实际施工中应严格控制含水量，而且在实际竣工验收中，也必须保证土基在最佳含水量范围内，才能避免上述现象，从而保证土基工程质量。

压实度；弯沉值；土基回弹模量；含水量

1 压实度与弯沉值实测及理论分析

1.1 压实度与弯沉值实测

土基压实度作为影响回弹弯沉值的一个重要指标，实际施工过程中压实度的大小也直接影响了实测弯沉值是否符合竣工验收弯沉值标准，所以两者之间的线性或者非线性关系可以很好地反映出随着压实度的改变，土基回弹弯沉值的变化规律。

本文试验路段选取内蒙古呼市地区填方路段，选取其中K18+260～K18+560作为试验路段，土质属于砂砾土，天然含水量为0～6%，砂砾粒径较为均匀，级配良好。通过灌砂法实测压实度和采用贝克曼梁实测回弹弯沉值，整理结果见表1。

表1 呼市地区土基压实度与弯沉值数据汇总表

1.2 压实度与弯沉值理论分析

利用spss数据分析软件，可以得到压实度与弯沉值的关系图，见图1。

图1 压实度与弯沉值线性关系图

图2 压实度与弯沉值幂函数关系图

图3 压实度与弯沉值对数函数关系图

汇总土基压实度与弯沉值的函数关系式：

y=1 439-13.66x

y=9E+25x-12.0

y=-1 329ln(x) + 6 193

结合理论关系方程式对压实度标准值和竣工验收弯沉值进行验算，从而找出实测压实度和弯沉值相关性。通过以上不同函数关系式，可知压实度与弯沉值属于高度相关，因此可以分别将压实度设计值和竣工验收弯沉值带入到不同的函数关系式中，从而得到验算之后的理论弯沉值与理论压实度值，现整理如表2。

可得压实度符合规范要求，相应的弯沉值也应该符合竣工验收弯沉值，如果出现压实度符合要求，而弯沉值不符合验收标准的现象，不应只通过反复压实，再重新验收，应从其他因素考虑，预防性解决实际问题，从而指导现场施工。

表2 呼市地区土基压实度与弯沉值计算值汇总表

函数关系式压实度设计值(x)96(%)竣工验收弯沉值(y)169．4(mm)y=1439-13．66X127．692．9y=9E+25x-12．0127．493．2y=-1329ln(x)+6193127．093．0

2 压实度、含水量与土基回弹模量实测及分析

2.1 压实度、含水量与土基回弹模量实测

结合试验路段，分别通过对该段土基采用承载板实测回弹模量和室内烘干法测定土基含水量。整理结果如表3：

表3 呼市地区压实度、含水量与土基回弹模量汇总表

桩号压实度含水量土基回弹模量桩号压实度含水量土基回弹模量K18+26098．44．0176．6K18+42096．94．7113．6K18+28096．65．0105．4K18+44096．23．8101．2K18+30096．84．2102．5K18+46096．13．998．3K18+32097．63．9132．3K18+48097．54．2123．8K18+34098．24．1177．3K18+50096．33．996．4K18+36097．83．6146．7K18+52096．84．3104．2K18+38097．73．7138．5K18+54097．44．5119．5K18+40096．44．298．7K18+56098．24．4163．6

2.2 压实度、含水量与土基回弹模量研究分析

为了进一步验证，下面结合土基回弹模量分别与压实度、含水量和弯沉值之间关系进行研究。压实度和含水量作为影响土基回弹模量重要因素，两者对土基回弹模量值的变化产生重要影响。三者之间在理论上应有密切关系。

通过matlab软件对三者实测数据回归得到：

(2)

土基回弹模量和弯沉值作为影响土基质量的设计参数和设计标准。两者在理论规范公式和经验公式上有很大联系，通过对《公路路基路面现场测试规程》JTJ 059-95、《柔性路面设计规范》、《沥青路面设计规范》JTJ014-97 、《沥青路面设计规范》JTJ014-97条文说明和《公路路面基层施工规范》JTJ 034-2000关于土基回弹模量和弯沉值的理论公式对比，有关资料显示《沥青路面设计规范》JTJ014-97理论公式更适用于理论换算。

根据《沥青路面设计规范》JTJ014-97 中：

(2)

其中：P，δ分别为为测定车轮胎接地压强(MPa)和标准车双圆荷载单轮传压面当量圆半径(cm)；μ0为测定层材料的泊松比，a0为均匀体弯沉系数，根据相关路面设计规范的规定使用；L0为代表弯沉值。

结合(1)、(2)得到弯沉值与压实度、含水量的推导式：

(3)

其中(3)式中A、B、C为(1)式中系数。

结合弯沉值与压实度、含水量推导式可知，，在实际施工中，当压实度值符合设计规范为定值时，含水量与弯沉值成正比关系，随着含水量的增大，弯沉值也增大。当含水量偏离最佳含水量，增大或者减小时，都会直接影响弯沉值的增大或减小，从而造成实测弯沉值不符合竣工验收弯沉值的情况。

3 结 论

(1)通过试验路现场试验,经过理论验算和二元回归分析,得到了弯沉值与含水量和压实度之间的推导关系式，为指导实际现场验收，保证土基工程质量，提供了理论参考。当压实度符合规范要求时，理论上，土基的实际弯沉值应该符合验收弯沉值标准，如果在实际验收过程中存在压实度符合条件，然而实测弯沉值不符合竣工验收弯沉值标准，说明存在这个现象，造成弯沉值不符合验收条件，而不能单方面只考虑是因为在实际施工中压实不足现象，让施工方重新压实，而实际还没有解决实际问题。

(2)由于我国路基工程验收时，土基路方验收指标只有压实度和弯沉值两个指标，评定指标过于单一，除了这两个指标之外，本文通过以上理论推导方程，可知含水量也是影响最终实测弯沉值的重要因素之一，所以在实际施工中，不仅应该保证严格控制在最佳含水量压实，而且在实际竣工验收中，也必须保证土基在最佳含水量范围内，才能保证验收时土基实测弯沉值符合竣工验收弯沉值。

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[2] 顾正浩，沈宏辉.浅论土基回弹模量与弯沉值的关系[J].山西建筑，2008，34(26)：1-2.

[3] 张倩，马娟，郭平. 压实度与弯沉指标的相关性研究及施工检验弯沉值的确定[J].兰州交通大学学报，2011，30(6)：6-7.

2015-04-20

杨元亭(1990-)，男，硕士研究生，研究方向：森林工程专业道路桥梁。

内蒙古自治区高等学校科学研究项目(编号：NJzy08041) 。项目名称：土质及含水量对路基技术性能的影响研究。

U491

C

1008-3383(2015)11-0017-02