高速公路路基施工质量管控关键参数研究

彭成铭

文山壮族苗族自治州交通运输局

1 引言

路基施工压实质量过程管控的核心问题，是确定施工过程的管控关键参数体系。管控指标是否科学、合理，直接关系到施工的质量[1-2]。为此，管控参数指标必须全面地、准确地、客观地、可靠地反映影响压实质量的因素。为此必须从影响路基施工质量的内外部因素中，按照科学合理的原则去分析和确定施工过程控制关键因素。

2 路基施工压实质量管控关键参数确定方法

2.1 管控关键参数选择原则

2.1.1 目的性原则

路基压实质量控制关键参数的确定要紧紧围绕高速公路路基施工工艺来确定，并由代表施工过程的典型指标构成，可多层次、全方位地反映施工过程。

2.1.2 科学性原则

路基压实质量控制关键参数的拟定要有理有据。既要体现施工一线的控制需求，又要有科学的理论支撑，这样评价的结果才具有可信性。

2.1.3 系统性原则

路基压实质量控制关键参数要有关联性和整体性，各个指标之间相互联系，控制过程相互影响，使其成为一个整体。

2.1.4 时效性原则

管控指标不仅能反映施工过后路基的整体质量，还要反映施工前和施工中的质量情况，以便及时发现问题，做到施工质量全过程控制。

2.2 管控关键参数确定指标

本文采用相关系数作为确定路基压实质量控制关键参数的方法，表1为相关程度参考准则，可以看出相关系数绝对值0.70是相关程度强弱的一个分界点。《公路路基填筑工程连续压实控制系统技术条件》中规定压实质量的控制，需满足实测压实度与关键参数之间的相关系数≥0.70，且样本数不小于18个，因此本文的关键参数的确定指标为相关系数下限0.70。

2.3 管控关键参数确定试验方法

在路基施工过程的管控中，要考虑各影响因素实时获取的便捷性，才能准确地做到施工过程控制，根据已有的研究成果，本文选取填土的松铺厚度、含水率、碾压遍数、碾压速度为主要研究因素，以各因素和压实度的相关系数大于0.7为判断标准，定为关键指标，试验段基本情况为：施工区域为92区，填土为砂性土，最大干密度为1.658g∕cm3，徐工XS182J型振动压路机振压4遍，钢轮压路机静压4遍。每种指标的试验数据采集过程如下。

2.3.1 松铺厚度与压实度相关性试验

①试验段长度为200m。

②路基上土前利用水准仪对道路的内侧、中部、外侧各选取6个点进行标高测量。

③路基上土后待填土摊铺、整平、预压完成后，利用水准仪对原测点进行第二次标高测量。

④碾压机具按照既定组合进行碾压施工。

⑤施工结束后利用灌砂法对标高测点处的路基进行压实度监测。

2.3.2 压实遍数与压实度相关性试验

①试验段长度为200m。

②试验段采用振动碾压的方式，叠轮宽度为1∕2。

③试验段内振动压路机的速度、振频、振幅应保持稳定。

④压路机压实一遍结束后，选取三个不同桩号位置，采用灌砂法进行土基压实度检测，同理，压实二遍、三遍、四遍、五遍……进行压实度监测，直至压实度满足相应规范要求，研究压实度与压实遍数之间的关系。

2.3.3 压实速度与压实度相关性试验

①试验段长度为200m。

②试验段采用振动碾压的方式，叠轮宽度为1∕2。

③在试验段内将压路机按照低速、中速、高速进行碾压，分别为2km∕h、4km∕h、6km∕h，振动压路机按规定速度和碾压遍数，完成碾压。

④压实度测试点应根据碾压速度测试结果选取和测试，在低速、中速、高速三种压实状态区域内至少各选6个测试点，研究压实度与碾压速度之间的关系。

2.3.4 含水率与压实度相关性试验

试验段碾压施工结束后，选取30个不同的点，采用灌砂法进行土基压实度监测，研究压实度与含水率之间的关系。

3 实验结果分析

3.1 含水率与压实度的相关性分析

含水率与压实度的相关性分析数据样本共30组，从表2中得到压实度与含水率的相关系数为0.148，相关性非常弱，这是由于现场实测含水率分布在12%～19%之间，而施工最佳含水率为16.1%，样本数据在最佳含水率范围小幅度波动，散点图集聚，数据不够分散，导致试验样本的含水率和压实度相关性较差。

表2 压实度与含水率相关性分析结果

3.2 松铺厚度与压实度的相关性分析

松铺厚度与压实度的相关性分析数据样本共18组，从表3中得到压实度与松铺厚度的相关系数的绝对值为0.951，远大于判断指标0.7，表明压实度对松铺厚度的变化非常敏感。

表3 松铺厚度与压实度相关性分析结果

3.3 压实遍数与压实度的相关性分析

压实遍数与压实度的相关性分析数据样本共30组，从表4中得到压实度与压实遍数的相关系数的绝对值为0.925，远大于判断指标0.7，表明压实度对压实遍数的变化非常敏感。

表4 压实度与压实遍数相关性分析结果

3.4 压实速度与压实度的相关性分析

压实速度与压实度的相关性分析数据样本共30组，从表5中得到压实度与压实速度的相关系数的绝对值为0.971，远大于判断指标0.7，表明压实度对压实速度的变化非常敏感。

表5 压实度与碾压速度相关性分析结果

3.5 路基压实质量管控关键指标的确定

将含水率、松铺厚度、碾压遍数、碾压速度和压实度的相关性分析结果进行汇总，结果见表6。

表6 相关性分析结果汇总

从表6中可知，松铺厚度、碾压遍数、碾压速度和压实度的相关系数分别为-0.951、0.925和-0.971，而含水率与压实度的相关系数为0.148，相关性非常弱。因此以相关系数绝对值0.7为控制指标，可以确定了松铺厚度、碾压遍数、碾压速度为路基压实质量管控的关键参数。

4 结论

路基作为道路的重要组成结构，其施工质量直接决定了路基承载力，良好的路基施工质量也是后期道路耐久性、行车舒适性的重要保障。本文从高速公路路基施工质量过程控制的角度出发，通过现场试验，利用相关性分析的方法，以相关系数绝对值0.7为控制指标，确定了松铺厚度、碾压遍数、碾压速度为路基压实质量管控的关键指标，为路基压实质量的过程控制提供数据支撑。