(新疆维吾尔自治区交通运输工程质量监督局,新疆 乌鲁木齐 830000)
路基弯沉设计值系预先确定的基于不利时节工况的路基弯沉与反弹模量,修正时通常宜优先考虑对路基反弹模量开展必要的时节修正,保证设计反弹模量值适用于非不利时节,再参考反弹模量与路基弯沉的关联关系,将路基设计弯沉值调整至适用于非不利时节,基于弯沉修正值标准开展路基弯沉验收。
沥青公路路面JTGD50-2006设计规范所推荐的路基弯沉设计值理论公式:
公式中的EOD系为路基设计反弹模量(MPa);lOD系为路基弯沉设计值(0.01mm);µ系为路基泊松比,取为0.35;α0系为均匀体弯沉常数,取为0.712;P为测量车轮胎接地压强(Mpa); δ为当量圆半径(mm)。
本研究参考案例区域降水量及蒸发特点,以8至11月为干燥时节,3至6月为不利时节,其他为过渡时节。参考土质类型、路基干湿类型、测量层位及时节类别,对时节影响常数给与取值或修正。路基弯沉验收值按如下公式计算:
公式中的ls系为路基弯沉设计值,通常取0.01mm;ly系为路基弯沉验收值,通常取0.01mm;k1系为时节影响常数,其数值参数如表1所示。
表1.路基面层弯沉测量时节常数修正表
由表1可知,路基弯沉修正验收规范法系把路基验收设计弯沉修正到基于非不利时节的路基弯沉验收,将非不利时节路基弯沉实地测量值与路基弯沉验收值对比判断,从而达到检测和控制路基质量的技术目的。
路基反弹模量与路基弯沉间存在较大的关联性,二者可借助沥青公路路面JTGD50-2006设计规范所推荐的计算公式相互转换。路基弯沉水稠度时节修正公式:
公式中的lb系为路基非不利时节弯沉,通常取0.01mm;l0系为非路基非不利时节弯沉,通常取0.01mm;wb系为路基非不利时节水稠度;w0系为非路基非不利时节水稠度;k1系为关系常数,取值为-1.68006。公式3中的水稠度具体系指路基的水稠度均值。沥青公路路面JTGD50-2006设计规范中的路基水稠度均值计算式为:
公式4中的系为平均水稠度;wc系为平均土稠度;wP系为土的塑限;wL系为土的液限。公式3可以修正任何时段的路基验收弯沉标准。路基弯沉水稠度修正方法借助分析水稠度差异条件下路基反弹模量变动规律,借以对来自时节的影响给与必要的修正。
结合反弹模量、压实度与水稠度统合修正公式,参考沥青公路路面JTGD50-2006设计规范中推荐的路基反弹模量与路基弯沉的转换推算公式,可获得基于时节修正的路基弯沉压实度与水稠度统合修正公式:
公式中的lb系为路基非不利时节弯沉;l0系为非路基非不利时节弯沉,通常取0.01mm;P系为路基压实度(%);w0系为路基非不利时节水稠度(%);wb系为非路基非不利时节水稠度(%)。
在压实度与水稠度统合路基弯沉修正验收公式中,包含了对路基弯沉有较大影响的两个要素,以及压实度和水稠度。二者统合的路基弯沉修正验收公式,可以揭示压实度差异条件下,随水稠度演变的路基弯沉规律。
某高速公路的基础顶面的弯沉验收标准设计为212(0.01mm),基础顶面压实度设计为≥96%标准,其土基系数粘质土及中湿状态,土基反弹模量的设计推荐值为40MPa;路基弯沉测量于年中10月进行,对应路基水稠度均值12%,压实度测量值是98.0%,测量弯沉值是160(0.01mm),路基非不利时节水稠度均值15%。压实度与水稠度统合路基弯沉修正验收方法,参考上述参数,对此路基弯沉验收实施时节修正。案例路基检测弯沉修正值如表2所示。
表2.案例路基检测弯沉修正值
本次粘质土处在干燥状态,通过计算获得的稠度均值在1.68,大于1.20。路基取干燥时节给予常数修正,得出K值为1.30。由表2的数据可知,如果借助规范中推荐的时节常数修正路基弯沉修正验收,则这时的路基验收弯沉属于合格;而应用公式3和5的修正结果验收,则这时的路基验收弯沉就属于不合格。考虑地区土质和气候差异,规范所推荐的方法对常数的修正趋于保守,致使修正后的数值一定程度偏大。从验收修正弯沉值和设计值的差值状态看,压实度与水稠度统合的修正成果较比水稠度的修正成果要更为严格。与设计标准值相比,借助公式5修正的路基弯沉验收值相差103(0.01mm),差异度达48.7%,较原路基弯沉验收设计值为212(0.01mm)相对降低很多。
案例路基压实度的验收实测值由98%改至97%,借助三种方法获得的路基弯沉修正后验收值成果如表3所示:
表3.路基检测弯沉修正值
本次粘质土处在干燥状态,通过计算获得的稠度均值在1.68,大于1.20。路基取干燥时节给与常数修正,得出K值为1.30。比对表2及表3的路基弯沉验收修正成果,路基压实度在97%或者98%,路基弯沉验收值借助公式5则随压实度的变动而演更,而借助公式3修正则数据一致。验收时如果路基弯沉值实地测量是110(0.01mm),当取值97%的路基压实度时,那么借助公式5修正的弯沉则不满足工程验收需要,而在98%压实度时,则借助公式5修正的弯沉值满足了工程验收需要。一般相对越高的路基压实度,路基反弹模量数与水稠度呈正相关关系。越高的压实度,其路基反弹模量也会相对越高,路基质量也会相对越好。
综上所述,采用压实度与水稠度统合修正方法的路基弯沉修正验收计算,能够较好地反映路基弯沉变动规律,借鉴应用该方法,可以更好地揭示、控制和标证路基铺筑和验收质量。