路堤内部排水的重要性及一项实用技术方案研究

2012-01-25赵振国刘劲草

黑龙江交通科技 2012年9期

关键词：砂砾冻融含水量

赵振国，赵飞，刘劲草

(黑龙江省公路勘察设计院)

1 水泥砂砾是否浸水1d强度对比试验

1.1 试验目的

路基路面内部排水是否顺畅，直接影响到路基路面的整体强度和使用寿命。本试验的目的就是从路面结构强度方面验证这个理论的正确性，并用试验数据分析过多水分对路面基层强度和路基整体强度的影响程度，

1.2 试验方法和过程简介

为常规水泥稳定无机结合料无侧限抗压强度试验，试件分8d浸水1d和8d不浸水两类，并对抗压强度结果进行对比分析。本试验所使用的砂砾为天然砂砾，主要特点是偏细、磨圆度稍差、为不良级配砾。颗粒分析成果见表1。本试验未进行标准养生——袋装、室温16℃左右、未加蒸汽。

表1 室内试验用砂砾颗粒组成表

1.3 强度成果

数据成果汇总如表2:

表2 无侧限抗压强度成果汇总表

成果数据分析:①从表中可以看出，浸水后试件饱水的含水量平均为7.8％，而养生后试件自然含水量平均为5.2％。而浸水1d后的强度比未浸水的强度低25％，强度标准差和偏差系数更是成倍增加;②本次试验中有两个主要问题，一是各组试件的个数偏少。但标准差和偏差系数与经验值相比是正常的，说明本次试验的数据可以在分析时使用;二是特征龄期只选用了8d，日后有条件时，可增加多个龄期的强度对比研究(例如7d、10d、15d、28d和100d)。

1.3 试验主要结论

(1)同样是8d时无侧限抗压试件，浸水1d和未浸水的强度值对比，浸水1d后的强度比未浸水的强度低0.5MPa(低25％)，而强度标准差和偏差系数更是成倍增加;

(2)按该试验成果推断，饱水路基的强度也比适当含水的路基的强度低很多;

(3)相比自然含水量(4％左右)的路面基(底基)层，饱水(8％左右)的路面基(底基)层在经过冻融后，更会加剧和加速破坏。路基的情况与此相似;

(4)路基路面内部排水是否顺畅，直接影响到路基和路面结构的整体强度，从而影响公路的承载能力和使用寿命。尤其是在季冻区，路基路面内部含水量过大而引起的冻融破坏或强度下降更是能够加速路基路面的破坏。所以，路基路面内部排水措施必须加强，使多余的水分尽快远离路面、尽快排出路基，使路基路面在相对良好的湿度环境下工作，从而保证路基路面的强度和使用寿命。

2 试验结论及技术方案的应用价值

2.1 试验结论应用价值

相比自然含水量(4％左右)的路面基(底基)层，饱水(8％左右)的路面基(底基)层的强度下降25％。另外，现有比较成熟的理论认为，强度较高的半刚性基层材料的抗疲劳性能也增强，如果再考虑不同含水量下冻融作用导致的结构破坏的差异，上面相比强度下降的幅度将不只是25％。同理，路基的情况也与此相似。

本试验结论的价值在于提出了一个重要观点——即使是使用粗粒土做为路堤填料和基(底基)层集料，尤其是使用粘土包边方案的情况下，必须增强路基路面内部排水措施，使多余的水分尽快远离路面、尽快排出路基，使路基路面在相对良好的湿度环境下工作，从而保证路基路面的强度和使用寿命。

同样参照现有半刚性基层材料的抗疲劳理论中强度衰减速度的理论，强度下降25％，在相同轴载作用次数下，对应基层的强度衰减进入“快速衰减期或后期稳定期”的时间年限也大约下降25％左右。如果一条没有路基路面内部排水设施的公路是通常8年进入大修的话，那么即使在不考虑冻融作用加剧破坏的情况下，路基路面内部排水措施好的公路就可以达到10年左右大修。我们就保守地按1.5年计算，其直接效益相当于免费使用公路1.5年，间接效益是可以缓解1.5年的投资资金周转问题。