高速公路改扩建工程承载板与落球试验初探

罗希 张航 余航 匡耀

摘要：本文结合我国某地区一处高速公路改扩建工程项目展开相关分析和研究，有效提出本次高速公路工程项目承载板和落球试验工作方法，试验工作过程中的相关技术要点进行合理把控，有效提高高速公路工程改扩建施工质量和效果，延长公路工程的使用周期，同时避免在后续的通车过程中出现更加严重的病害问题。

关键词：高速公路;改扩建;承载板;落球试验

现阶段，我国公路交通网落建设日渐完善，各个不同地区公路交通通行质量得到了全面提升，但是由于我国一些地区公路项目工程建设施工年限相对较早，在长时间的使用过程中公路路面产生不同程度的病害问题。与此同时，对于某些地区的道路宽度不足，无法有效满足现阶段我国交通通行工作要求，经常会出现比较严重的交通拥堵问题，尤其针对一些高速公路路段，由于通车量相对较大但是高速公路的实际施工规模相对较小，无法满足大量车辆通行要求，进而会出现不同程度的形成安全隐患问题。

1高速公路改扩建工程承载板试验分析

1.1仪器校准

为了有效保证试验工作结果的精确性，以及保证以及设备使用的可靠性，在正式开始试验工作之前必须要对仪器设备进行全面校准处理，需要对各种配套设备和仪器进行确认，需要事先预算出每一级加载工作过程中千斤顶的实际读数以及所测定的压力大小，充分考虑到面墙基础开挖工作达到路基面深度1m的条件下，则不能直接使用弯沉以及设备来进行测定，如果千斤顶的工作高度不足，则可以使用加长钢圆筒和加长立柱结构来进行施工。

1.3试验结果分析

通过对本段高速公路工程K1215+500施工段方向进行测定和分析，该填方路段路面结构为水泥混凝土板结构和20cm厚度的级配碎石材料，总共厚度为60cm，通过工作人员的观察分析可以看出该路段的沥青层之间的衔接程度相对良好，基层结构顶面平整程度较高，土壤结构为碎石，土整体呈塑性条件，现场酒精块快速测定路基含水率为18.1%。通過试验测定和分析该点位的基础含水率相对较高，在实际实现工作过程中，随着应力的不断增大所产生的应变软化情况也越来越明显，如表1：

由于土体结构出现比较严重的塑形变形问题，根据相关规范要求需要合理选择土体结构，在弹性变形阶段的相关数据，同时还需要有效排除偏离点位，有效测定出土基的回弹模量大小[2]。如图1：

通过曲线图像分析，可以得出测量点位的荷载加强与基础和回弹变形量之间呈线性关系，这说明土体结构在回弹变形没有超过0.01mm的条件下，始终处于一种弹性变形阶段，所测定获取的土基回弹模量参数数据比较准确。经过本次承载板试验分析，通过对试验工作结果进行总结，可以得出该路段的路基强度相对较小，并且随着压强的不断增大土地的实际回弹变形量也在不断上涨，但是随着压强的进一步增加，其中存在的属性变形问题也越来越明显，通过进一步修正与参数计算分析所获取的普及回弹模量参数值为26.5MPa。

2落球试验

2.1仪器校准

为了有效保证落球试验操作的精确性以及仪器设备使用的稳定性，在正式开始使用之前，相关仪器设备需要保证储存在0～20℃比较干燥的环境下，同时避免仪器设备出现震动挤压等问题。电缆的电缆头位置和导线位置之间需要保证充分衔接，根据项目工程施工现场条件，通过使用线位置佳对落球的实际下落高度进行准确测量，有效保证落球罐底位置，距离测量点高度为0.5m，如图1：

2.2试验结果分析

针对本着高速公路工程项目上行K1191+420路段进行试验检测分析，其中路面结构主要是以改性沥青混凝土材料为主，主要包含上面层、中面层、下面层和基层结构，总厚度为131cm。通过进一步勘查分析可以看出沥青材料各层之间的衔接程度优良，基层顶部平整程度相对较高，土体样本整体呈黄褐色状，样本的触感相对比较潮湿。通过使用酒精快速测定法，测定该路段的路基含水率大小为17.65%。

现场土基主要使用的材料为普通粘性土，材料材料的最大颗粒直径小于100mm，在实现工作过程中除了基础土壤内部存在比较坚硬的岩块，可以保证落球接触到的是土壤材料，因此通过使用落球仪器设备可以准确测量出回弹模量大小，并且可以获取更加精确的检测工作结果。在实际试验测量工作过程中，通过最终的解析结果分析可以得出，土基整体强度构成有所不足，并且在测量回弹模量过程中实际的变化工作范围保持在8.45～24.03MPa，平均为16.08MPa。由于考虑到测定标准数值偏差所产生的影响，该位置的回弹模量等价值于14.79MPa[3]。

2.3上行K1200+100

该位置主要位于桂林通往柳州方向，高速公路工程路堤整体成纵坡段，基础路面结构构成为5+11cm沥青面层结构16+22cm，基层结构总厚度为54cm。通过勘察分析可以看出，沥青各层面之间的粘接程度优良，同时基层顶面平整程度相对较高，整体土壤呈黄色状触感比较潮湿，在现场通过使用酒精快速测定法，测定土壤的含水率大小为25%。现场土基使用的材料为普通的粘性土材料最大的颗粒直径小于100mm，在试验工作过程中除了土基内部比较坚硬的岩块，可以有效保证落球试验接触到的是土颗粒材料，如图2：

因此，通过使用落球以及设备有效测量回弹模量大小，可以获取更加精确的检测工作结果。在试验工作过程中，通过测量坑槽内部七处土体参数数值，并且通过进一步的参数结果分析可以得出土基强度相对较远，同时质地比较均匀，测量回弹模量大小范围保持在19.91～29.95MPa之间，平均大小为25.05MPa，由于考虑到标准偏差值参数所产生的影响，该位置的实际回弹模量等价值于24.55MPa，整体的路基结构稳定性符合扩建工程施工标准[4]。结合合现场所得落球数据与实测各点土基含水率可得表2数据：

由散点图可知，在同等条件下，随着含水率的增大，土基回弹模量有减小的趋势。在含水率相同时，土体本身的压实、土颗粒的粒径大小等对回弹模量有较大的影响，压实较好的土基回弹模量较大。同时，落球仪的测定不能受到土体里岩块的干扰，若是土体包含岩块，与球冠接触则会产生明显不同的数据效果。

3结语：

综上，通过本文结合泉州至南宁高速公路路段，广西桂林到柳州段改扩建项目工程建设施工展开分析和研究，对既有的高速公路路基路面、桥涵工程隧道工程项目进行检测和评估，有效提出公路工程改扩建承载板和落球试验工作要点，有效保证整个改扩建工程项目建设施工的质量和效果。

参考文献：

[1]王悦月，毛雪松，李汶霖.基于承载板试验的风化千枚岩填料细观研究[J].筑路机械与施工机械化，2019，36（11）：36-40+45.

[2]陈培帅，夏崟濠，谭贤君.预压荷载作用下砂桩复合地基承载力模型试验研究[J].水利水电技术，2019，50（04）：16-22.

[3]冀冠宇.FWD荷载作用下路面动弯沉响应试验研究[J].山西交通科技，2019（01）：34-36.

[4]康浩，王正君，来庆辉.落球检测在堤防填土工程质量评估中的应用[J].森林工程，2017，33（03）：116-119.

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