1、引言
随着国民经济的发展,城市人口不断增加,相应城市规模也不断扩大,城市道路是城市建设水平的集中体现,城市道路的规划、设计、施工和管理都能符合当地的交通发展水平,才能满足道路交通达到安全、经济和舒适的要求。
路基是道路的主体和路面的基础,路基承受由路面传递的荷载,路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的基本条件。在城市道路施工过程中,对路基强度的控制,一般只要满足压实度要求就可以了,而只将路基顶面的回弹弯沉值作为验收标准。理论上,压实度和弯沉值是从两个不同角度来衡量筑路材料的碾压质量,压实度表示某一有限厚度的路面结构层经碾压后的相对密实程度,弯沉表示被测结构层在汽车标准轴载下产生的总位移。此外有工程实践和试验结果表明,在路基土方压实度达到《城市道路设计规范》标准要求的路段内,约有86.2%的大部分路段路基弯沉值符合要求,但是却有13.8%的路段路基弯沉值大于设计值。为了使施工质量得到保证,近几年公路路基施工中已经采用了压实度和弯沉值“双控”标准,在城市道路路基施工中,也有必要采用“双控”标准,针对弯沉值控制标准进行分析。
2、 路基强度的评价指标——路基顶面弯沉值
路基回弹模量是评定路基强度与稳定性的力学指标,路基作为路面结构的基础,它抵抗荷载能力的大小,主要决定于路基顶面在一定应力级位下抵抗变形的能力。路基现场承载板法测试回弹模量费工费时,而弯沉的测定快速简便,通常用于施工控制。《市政道路工程质量检验评定标准》(CJJ1-90) [3]只对沥青混凝土面层、黑色碎(砾)石面层、沥青贯入式面层三种面层的弯沉值有检测要求,未对路基顶面弯沉值有规定,这里可以参考《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)[4]中回弹模量与回弹弯沉值的关系式,计算出路基顶面回弹弯沉值,即:
L0=9308E0-0.938
式中 L0——路基顶面的回弹弯沉值(0.01mm)
E0——土基的回弹模量(MPa)
上述经验公式是在几段竣工路基上的近100个点先后用后轴100KN卡车测量其回弹弯沉值,然后在同一点φ304mm的刚性承载板测量其回弹模量,对所得的配对数据,由回归分析得出。这是目前各种规范中唯一能够明确表达L0和E0之间关系的经验公式,也是近年实践中普遍使用的[2]。由于设计中采用的路基回弹模量值都是针对不利季节的,而施工中的弯沉检验往往是在非不利季节进行的,因此需将路基回弹模量E0调整到非不利季节的E0′值:
E0′= K1 E0
式中K1—— 季节影响系数,不同地区取值范围为1.2~1.4,各地可根据经验确定。
上述经验公式一定程度上反映了路基回弹弯沉值与路基回弹模量之间的变化规律,但是我国幅员辽阔,条件复杂,经验公式大多具有一定的局限性,各地可以根据现场测试测出路基回弹模量与路基值,然后使用最小二乘法得出路基回弹模量与弯沉值之间的关系。
3、 影响路基回弹弯沉的主要因素
(1)地下水的影响:地下水的影响主要表现在毛细水的作用,特别是路槽处于毛细水饱和带时,路槽区土质潮湿且天然含水量高,翻松困难,碾压呈弹簧土状态,致使路基强度大幅度降低,弯沉值达不到设计要求。
(2)含水量的影响:土的强度与土质、密度及含水量有关。对同一种土,在一定的密度,如天然状态或一定的压实状态下,其强度主要受含水量的影响。道路施工时,路基土通常具有天然含水量,经过雨季或自然条件的影响,路基土的含水量会大幅度增加,并且伴随着路基土的膨胀,导致路基弯沉值达不到要求。
4 、路基回弹弯沉超标处理措施
(1)对路基弯沉值超限路灯采取充分的排水和防水:对路基顶层尽可能采用不易透水且强度较高填料,可采用碎石黏土混合料处理。
(2)对路基进行足够补压:路基弯沉值反映的是路基的整体强度,含水量过大会引起路基强度的降低,在含水量大的路段进行干晴天气补压,对提高路基强度非常有利。
(3)对不适材料进行翻晒或换填:当采用上述两种措施后路基弯沉值仍不能达到要求的路段应采取翻晒或换填。
5 、结语
(1)《公路路面基层施工技术规范》对路基要求做弯沉检验,评价标准是所测弯沉值小于设计容许值,《市政道路工程质量检验评定标准》未对路基要求做弯沉检验,而鉴于弯沉检验的重要性与可行性,有必要对城市道路路基进行弯沉检测,但是现行的城市道路设计文件中路基强度大都用回弹模量E0表示,建议今后的设计文件中表明弯沉值。
(2)根据几段竣工路基上的现场检测,《公路路面基层施工技术规范》给出了回弹模量与回弹弯沉值的经验公式,但是具有一定的局限性,各地区可以在此基础上考虑不同条件,建立更接近工程实际的地区性公式。
(3)影响路基回弹的主要因素是地下水的影响和含水量的影响,当路基回弹弯沉值达不到要求时,可以采用对路基采用充分的排水和防水以及对路基进行足够补压等措施进行处理。