PFWD在路基压实度检测中的应用
2020-09-30李亚龙
李亚龙，张 涛
（1.山西省交通科技研发有限公司，山西 太原 030032；2.山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）
0 引言
压实度指标是路基质量评定及验收的关键性指标，现阶段检测压实度的方法主要为灌砂法。由于灌砂法在实施过程中，存在人为因素干扰大、耗时耗力、以点代面等缺陷，因此，寻求一种更简洁、更快捷、更精确的路基压实度检测替代方法具有非常重要的意义。
路基全过程施工质量检测和控制一直以来都是我国公路建设发展的重点研究内容，经过多年的努力已然取得巨大的成功，但全面开展过程中施工质量检测工作仍存在以下问题：
a）路基主要控制指标的检测方法依旧采用传统方法，其试验检测准备工作、测试工作等均需占用大量的时间，如全面开展过程中施工质量检测控制，必定延误工期，特别是在工期紧张的流水作业中。
b）路基主要控制指标较多，且各指标检测方法均不相同，若全面开展过程中施工质量检测控制，必定需要委派更多的试验人员、准备更多的试验器具，直接增加了施工成本。
便携式FWD设备价格适中，检测速度快，需要投入人员少，另外，根据前述研究成果[1-2]，其检测结果与传统弯沉、回弹模量，甚至压实度指标存在较好的相关关系，可以实现单次检测得到多个路基控制指标，完美地满足了全面实现路基全过程施工质量检测和控制的要求。
国内外专家学者通过不断研究发现，路基模量与压实度之间存在一定的相关性[3-5]，且便携式FWD设备在满足精确性、便捷性、快速性要求的基础上，能够更好地模拟车辆荷载作用，因此，本文通过对便携式FWD与灌砂法检测压实度进行对比试验，统计相关检测结果，对采用便携式FWD设备进行路基压实度控制的可行性进行分析。
1 路基及填料概况
本文选取了山西省长临高速公路（长治—临汾）3个典型路基断面，并根据不同填料和压实情况展开比对试验，试验路段参数及对应试验内容见表1。
表1 试验路段参数及试验内容
2 试验方案及结果分析
2.1 试验方案
在确保荷载具有足够影响深度的前提下，采用PFWD标准配置的落锤质量10 kg[6-8]。便携式FWD与灌砂法比对试验方案具体为：
a）在选取的试验路段分别按车道布置测点并标记，测点间距30 m。
b）将测点位置浮土清扫干净后，安置便携式FWD设备，采用10 kg落锤，进行路基模量测试。
c）为避免便携式FWD捶击对压实度的影响，选取测点邻近位置进行灌砂法试验，灌砂法试验严格按照《公路路基路面现场测试规程》中T0921相关规定进行。
d）记录试验数据并清理场地。
2.2 试验结果及分析
2.2.1 素土填料试验结果及分析
在素土填料路段，便携式FWD回弹模量与灌砂法压实度检测结果，详见表2。
表2 素土路基便携式FWD模量与灌砂法压实度试验结果
根据检测结果，便携式FWD检测模量与灌砂法实测压实度结果之间进行回归分析（如图1），两者存在较好的幂指数关系相关系数R=0.91，R2=0.8273。
图1 素土路基便携式FWD模量与灌砂法压实度回归关系
2.2.2 灰土填料试验结果及分析
在灰土填料路段，便携式FWD回弹模量与灌砂法压实度检测结果，详见表3。
根据检测结果，便携式FWD检测模量与灌砂法实测压实度结果之间进行回归分析（如图2），两者存在较好的幂指数关系相关系数R=0.90，R2=0.8182。
表3 灰土路基便携式FWD模量与灌砂法压实度试验结果
图2 灰土路基便携式FWD模量与灌砂法压实度回归关系
由上述不同路基填料条件下的相关换算关系可以看到，便携式FWD回弹模量与路基压实度之间具有较好的相关关系，其特征如下：
a）对于同一种路基填料，便携式FWD模量与灌砂法压实度检测结果相关性均良好，相关系数基本在0.9以上。
b）整体上看，素土填料检测结果离散程度较灰土填料低，这是由于灰土填料路拌不均匀引起的，因此，路基填料越均匀，两者间检测结果相关性越好。
3 压实度指标修正
我国现行规范压实度指标[9]检测方法为灌砂法，经上述试验结果表明，便携式FWD法检测得到的回弹模量值与灌砂法检测得到的压实度值存在较好的幂指数关系。因此，在素土路基条件下，可将现行规范压实度指标修正为路基各个部位基于便携式FWD设备（锤重10 kg）的修正值，修正值计算结果详见表4。
表4 基于便携式FWD的土质路基压实度标准修正值
4 结语
通过对比分析PFWD法检测得到的回弹模量值与灌砂法检测得到的压实度值，结果表明二者之间存在较好的幂指数关系，采用便携式FWD设备进行路基压实度控制具有较好的可实现性。在施工过程中，可采用便携式FWD和灌砂法双重检测的方法对压实质量进行控制，不仅可以扩大路基压实度检测范围，减少检测工作量，而且可以在路基施工各个阶段，供建设单位快速、全面地评判路基压实整体情况，并指导后续压实方案的制定。
