高速铁路路基压实质量检测研究

张予祥

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁 大连 116000）

1 引言

高速铁路在如今的远程交通中担任了越来越重要的地位，我国对于高速铁路的建设质量要求也在不断的提升。作为高速铁路的基础，路基的质量好坏严重影响到行车的安全性，因此，加强路基稳定性具有较大的意义。

2 压实度传统检测Evd指标和连续压实质量检测指标CMV

通过分析检测压实度的传统指标Evd以及检测连续压实质量的指标CMV对于确定相关性的影响可知，这两个检测指标的差异较大。但我国现有规范规定，以点对点一元线性拟合的方式从坐标对应角度开始进行，以得出目标的控制值，但分析可知，规范中的该种方法对于检测面积以及深度上由于这两种检测方法存在较大的差异所导致的对相关系数的大小并没有充分考虑。本文将针对规范中该处不足点，从某高速铁路选取三个试验段进行研究，研究对象主要为基床底层0-1.5m的填筑层。两种检测方式在相关性拟合中的差异如图1所示。

图1 两种检测方式在相关性拟合中的差异

鉴于连续压实采集CMV数据与动态平板载荷采取Evd数据两种方法不管是在原理还是在过程中均存在差异，并且由于规程中缺乏针对性以及全面性的点对点左边拟合方式，为使对CMV以及之间的关系进行准确定位，本文将以多角度的方式进行拟合分析。在分析过程中所采取的模型均为一元线性回归模型。

3 检测面积差异

3.1 拟合方式

（1）对应坐标。如图2所示。所采取的拟合方式同规范所示，当试验的条件以及坐标均相同时，通过试验所得到的两种检测方法的数据对其之间的关系进行拟合分析。采集数据的方法为：以动态平板载荷试验确定出Evd后，采用GPS对各个试验点的地理坐标进行放样，根据所得坐标计算出对应的CMV指标。该种方法获取试验数据仅采用了同一种坐标，使指标间的强度更加对应起来。

图2 对应坐标

（2）对应有效面积。采用点对平均值的方式进行拟合，主要考虑的角度为对应有效面积。如图3所示。一个CMV值所反映的路基压实效果主要是矩形尺寸为2m×20cm的平面内压实效果，一个Evd值所反映的路基压实效果主要为圆形尺寸为30cm直径的平面压实效果。即对应于同等效果，CMV值与Evd值所反映的对应效果关系为1∶8。在试验条件以及有效面积相同的情况下，对试验所得到的两种检测数据进行两种检测方法之间的拟合分析。采集数据的方法：将8次Evd检测试验安排在1个CMV值有效面积内进行，测点的布置方式为两排且一排4个，再利用GPS对8个测点的中心坐标进行测算，结合其坐标达到相应CMV值。

鉴于该试验所采用的是30cm直径的荷载板，填料的粒径对于检测的结果具有较大的影响，若在大颗粒上方布设荷载板，测试所得到的结果所反映的并不是路基压实效果，而使颗粒本身，所得到Evd结果具有较大的离散性。与坐标对应的方式相比较可知，该种方法降低了Evd的局限性，使得拟合结果的可靠性有所提高。

图3 有效面积对应角度

（3）对应整体。以平均值对应平均值的拟合方法，主要考虑的角度为整体。如图4所示。在压路机的碾压轨迹上可得到Evd的值以及CMV值分别为50和500个。相比于对应坐标和对应有效面积的方法，该种方法可以对所采集到的试验数据进行更加充分的利用。该种方法贴近于实际，以整个碾压层为考虑对象可以更好的反映压实质量。采集数据的方法：控制碾压程度相同，根据所采集到的两种数据对两种检测方法进行拟合分析。该方法结合了CMV值反映整体的特点，降低了两种检测方法的尺寸差以及结果的离散性，增加试验的可靠性。

图4 整体对应角度

3.2 试验结果

将三个试验段的拟合结果汇总，如表1所示。

表1 Evd值和CMV指的相关性统计表

从表1中可知，Evd和CMV的相关关系较为良好，坐标对应具有0.7以上的相关度；有效面积对应具有0.8以上的相关度；整体对应具有0.91以上的相关度。根据上表中的相关性关系，CMV的控制值可通过Evd的规范值得到，CMV的建议取值为 36，32，41。

4 检测深度差异

4.1 拟合方式

与实际的土层厚度相比，通过连续压实质量控制所得到的临界检测深度较大，在该深度范围内的土层系统复合刚度既为其压实度控制指标的意义。鉴于人工点测试验的质量控制方法所检测的深度等同于填筑的深度，因此在校验连续压实相关性时对于0-1.5m的填筑层可通过以下方式减小由于不同的检测深度所导致的对于相关性校核结果的影响，以使得连续压实方法的质量得到保证。

该种方法为等效深度均值法，采取该种方法时的数据取样过程为：在完成Evd检测试验后，用GPS测算出各个测点的地理坐标，并结合该坐标在5层填筑层中找到对应于平面位置的常规试验点再次进行Evd检测试验，根据第五层测点的坐标找到相应的CMV指标。处理数据的方法为：平均掉平面坐标相同的五层Evd值，再将其进行拟合CMV值。

4.2 试验结果

（1）砂质板岩试验段的相关拟合分析结果

根据上述拟合方法，首先采用层层平均法对该试验段的6-10层压实状进行相关性校核，再对比采用等效深度均值拟合方式和未采用该种方式的拟合效果。如图5所示。

图5 Evd与CMV相关性拟合结果对比

从图5可知，对比未考虑深度影响的拟合方法，采用等效深度均值法进行拟合可得到更高的相关性系数，具有更强的相关性。

（2）粗角砾土试验段的相关拟合分析结果

与砂质板岩试验段同理，得出粗角砾土试验段的分析结果如图6所示。

图6 Evd和CMV相关性拟合结果对比

从图6可知，对比未考虑深度影响的拟合方法，采用等效深度均值法进行拟合可得到更高的相关性系数，具有更强的相关性。

（3）级配碎石试验段的相关拟合分析结果

图7 Evd和CMV相关性拟合结果对比

从图7可知，对比未考虑深度影响的拟合方法，采用等效深度均值法进行拟合可得到更高的相关性系数，具有更强的相关性。

5 结语

本文根据连续压实检测方法 （CMV）以及动态平板荷载检测方法 （Evd）各自所具备的特性，考虑了两种检测方法在检测面积以及检测深度的差异，在规范所给拟合方法的基础上进一步提高，得到与其不同的拟合方法分析Evd和CMV的相关性，主要得出以下结论：

（1）当对相关性进行校核时，采取有效面积对应和整体面积对应的拟合方式可得到较高且较为稳定的相关度，因此对Evd和CMV的相关性进行分析时，采取的拟合方式为坐标对应或有效面积对应时的效果较好，可降低校核相关性时由于不同的检测面积所导致的差异，因此，建议对规范中校核相关性的方法进行补充。

（2）当对相关性进行校核时，采用等效深度均值的方法可得到较高且较为稳定的相关度。因此对Evd和CMV的相关性进行分析时，采用该种方法可较好的降低由于检测深度不同所导致的差异，因此，建议对规范中较好相关性的方法进行补充。

（3）根据三种填料所得到的Evd规范值，可得出相应的CMV参考目标控制值，对高速铁路的路基检测技术有积极意义。