E0与CBR换算在水泥混凝土路面碎石化中的应用

2010-04-15王斌州夏慧媛

山西建筑 2010年20期

王凯王斌州夏慧媛

0 引言

土基回弹模量E0值作为土基强度指标代表值，是我国公路路面结构设计的主要控制参数之一。根据我国JTG D40-2002公路水泥混凝土路面设计规范的水泥混凝土路面设计方法与JTG D50-2006公路沥青路面设计规范的沥青路面设计方法，我国现行路基路面结构设计参数均采用回弹模量，而国外是以CBR作为指标用以指导碎石化设计与施工。

CBR法是采用加州承载比法测定CBR值，可以通过大量的实测数据建立CBR与承载板测得的路基回弹模量值的经验回归公式，根据经验公式由CBR值计算路基回弹模量。因此，对我国公路路面碎石化回弹模量与CBR值的换算关系研究具有较大的实践指导意义。

CBR试验是1928年美国加州在进行沥青路面破坏调查时，为比较材料的强度而提出的。此后，它作为评价路基土和路面材料强度及稳定性的重要技术指标而列入美国公路建设规范，成为柔性路面设计的主要依据。采用碎石化施工工艺，一般要求原路土基CBR≥5%，因此，需要研究CBR与回弹模量E0的回归关系，反算出 E0的适用范围，以用于工程实际。

1 现场E0与CBR换算关系的应用

一般国内外进行碎石化施工时要求满足CBR≥5%～7%。参考国内外土基回弹模量E0与现场CBR值试验数据分析结果，利用回归公式E0=aCBRb反算出相应的回弹模量E0的适用范围，结合具体工程土性来判断。

在工程实际中，采用贝克曼梁法测定路面的回弹弯沉，根据实测弯沉值计算出回弹模量的方法较为简单快速，为评定整个路段承载能力、回弹模量和强度以及为结构设计模量取值提供依据。

E0与CBR换算关系的具体工程应用情况如下:

1)某红黏土现场回弹模量与CBR试验。根据回归公式E0=15.55CBR0.582，及判定范围 CBR≥5%～7%，若换算出红粘质土土基顶面回弹模量满足E0≥35 MPa时，可进行碎石化施工;2)某粘质土现场回弹模量与CBR试验。根据回归公式 E0=7.40CBR0.773，及判定范围 CBR≥5%～7%，经换算若得到回弹模量的范围满足E0≥25M Pa时，则符合碎石化适用条件;3)某黏性土试验。根据回归公式E0=8.311 4CBR0.6262，若经换算满足E0≥20 MPa，则可满足碎石化施工工艺的要求;4)某膨胀土现场回弹模量与CBR试验。由回归公式 E0=16.71CBR0.58，经换算若得到土基回弹模量 E0≥39 MPa，可采用碎石化施工工艺。

从以上的CBR与E0换算关系中可看出，各地区的回归关系式存在差异性，这反映了地区性与土性的多样性。因此，各地区需要进行大量的试验进一步完善对典型土性的回归公式的研究，以期得到更广泛的应用与推广。

2 工程应用

2.1 工程概况

本文依托工程为G310新安境尤彰至县城段大修工程，K770+133.5～K774+689.8，K779+306.5～K780+898.2段。该项目起于新安县尤彰村，经侯沟村、游沟村、八陡村、柳弯村，止于新安县，路线全长10.764 7 km，现有路面为水泥混凝土路面。原路线型为二级公路标准，由于车辆的超载、混凝土自身的原因、使用寿命等一系列的问题使水泥混凝土路面的破坏发展迅速，出现了多种公路病害，影响了公路的正常营运和安全。

2.2 碎石化前对原路基E0的调查

根据洛阳地区土质情况调查显示，该地区广泛分布的是棕壤、褐土、红黏土、潮土四类，其他土类仅有零星分布。根据 CBR≥5%～7%，并结合国内各红黏土和粘质土的现场E0与CBR试验所得回归公式，可判断试验段回弹模量的适用范围。

本文依托工程所处的土质是以红黏土为主，参考广西红黏土现场回弹模量 E0与 CBR试验所得回归公式指导碎石化施工。其回归公式为:

利用路原路基顶实测回弹弯沉所计算的平均回弹模量以及式(1)对CBR进行回归计算与分析，并反算出E0适用范围。各路段结果见表1。

表1 实测原路基顶E0与 CBR

由表1分析可知依托工程满足碎石化施工的适用要求。

2.3 E0与CBR值换算在碎石化中的应用

洛阳依托工程采用碎石化技术进行路面的改造。试验路于2009年5月完成通车，2009年6月课题组对试验路使用状况进行调查。原有水泥混凝土路面经过碎石化技术改造，路面使用状况良好，无横缝、纵缝、龟裂、车辙等病害。2009年10月再次对试验路进行调查，路面使用情况得到很大改善，路面平整，行车舒适(见图1)。