ＧＯＮＧＬＵＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＹＩＮＧＹＯＮＧＪＩＳＨＵＢＡＮ作者简介：李成念（１９６５－），男，湖北武汉人，高级工程师，从事高等级公路建设与管理工作。
目前有关路基的规范［１］中，对于填土材料性能，主要采用最小强度ＣＢＲ值进行控制，而对于路堤施工碾压质量则主要采用压实度进行控制。显然，上述技术要求忽略了路用性能的技术要求和施工控制。路床路用性能主要采用回弹模量指标，目前常规测试方法有现场承载板法和弯沉测定法（贝克曼梁弯沉仪）［２］。作为路用性能检测方法，上述测试手段各有特点，但或多或少的存在着测试时间长、人员多、精度低、难于适用于大面积普检等问题。因此，寻一种更加快速简便有效的下承层路用性能检测方法至关重要。 江北三桥开发区虎桥路、大华路均为城市次干道，路基宽度３５ｍ，主行车道宽度１６ｍ，慢车道宽度４ｍ，人行道宽度２．５ｍ。受到区域高程控制，以及城市道路使用功能要求限制，全线均为低路堤。路面结构层下承层的路用性能，对路面结构综合承载性能有直接且显著影响。道路设计中，路床采用６％、８％石灰土各两层，累计厚度８０ｃｍ；底基层采用１８ｃｍ厚度的９∶２６∶６５的二灰稳定土。依托这一工程实例，针对低路堤特点，就低路堤下承层路用性能快速检测方法与平价进行了研究。 １路床及底基层性能快速检测方法
１．１ＤＣＰ测试方法
动力锥贯入仪（ＤＣＰ－ＤｙｎａｍｉｃＣｏｎｅｐｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ）简称贯入仪。ＤＣＰ属于小型轻便地基土原位测试的触探仪，其锤重８ｋｇ和４．６ｋｇ两种，落距５７５ｍｍ，贯入杆长
１０００ｍｍ，圆锥头直径２０ｍｍ，锥角为６００，贯入杆旁连接１０００ｍｍ的读尺，直接读记每击一次的贯入值，参见图１。
图１ＤＣＰ结构示意图
ＤＣＰ１９５６在南非首次使用，用来评价道路路面性能。从那以后，ＤＣＰ在南非、澳大利亚、英国、新西兰、美国的几个州得到了广泛应用，用途也从以前的路面评价扩展到路基、地基的评价。ＤＣＰ具有简单、经济、携带方便、测试场地不受限制等优点。国外的许多学者通过大量的室内和野外试验建立了ＤＣＰ的贯入率
ＰＲ（ＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＲａｔｅ）与ＣＢＲ、回弹模量等的关系式。国外学者［３￣６］提出了不同表达式
低路堤路面结构层下承层路用性能
快速检测与评价
李成念
（南京市浦口区交通局，江苏
南京
２１００００
）摘要：低路基路床和底基层作为路面结构层下承层，其路用力学性能对路面结构综合承载特性有着重要的影响。
www.wifiok.info常规检测方法存在时间长、测试工作面受限等缺点，不适于大面积的检测。ＤＣＰ测试及ＰＦＷＤ快速路用性能检测方法，具有简单、方便、经济和全面等特点。文章通过工程应用，证明两种检测方法能够很好的反映路面结构层下承层路用力学特性，并建立了ＰＦＷＤ测试与承载板测试结果之间的关系式，为其在工程中的引用创造了条件。关键词：低路堤；路床性能；ＤＣＰ；ＰＦＷＤ中图分类号：Ｕ４１６．１＋２
文献标识码：Ｂ
２３
（１）
（２）
（３）
（４）式中，ＰＲ为ＤＣＰ测试贯入率，ｍｍ／锤击次；ＣＢＲ为加州承载比，％；Ｍ为回弹模量，ＭＰａ。
上述公式之间的计算结果，ＭｕｒａｄＹ．Ａｂｕ－Ｆａｒｓａｋｈ等做过详细的比较，结果比较接近。其中公式（３）、公式（４）还被ＡＡＳＨＴＯ写入规范。大量文献表明，ＤＣＰ测试所得到的贯入率与压实度之间的相关性较差，但是压实度随着ＤＣＰ贯入率的减小在增大。
１．２ＰＦＷＤ测试
ＰＦＷＤ是当今国际上普遍采用的路面结构强度无损检测仪器，在国外运用较广。其特点是操作安全可靠，测试数据客观、精度高，携带简便、操作简单，不需要专门培训［６￣８］。相对于国际上普遍流行的落锤式弯沉仪ＦＷＤ，ＰＦＷＤ有其自己的优势，参见图２。
图２ＰＦＷＤ测试设备图片
ＰＦＷＤ的工作原理是采用直径为３０ｃｍ的刚性承载板，依靠落锤下落产生冲击荷载，落高为８０ｃｍ左右，在冲击荷载作用下，由位移传感器和压力传感器分别测得刚性承载板中心处的弯沉和压力。在获得冲击力和层顶位移后，利用布西奈斯克解刚性圆板荷载与变形的关系，可以计算出层顶的综合模量
（５）式中，ｐ为实测的承载板所受压力，ｋＰａ；ａ为承载板半径，１５０ｍｍ；μ为泊松比；ｌ为实测的承载板中心位移，μｍ；Ｅｐ为层顶综合模量，ＭＰａ。
２快速检测工程实践与分析
２．１ＰＦＷＤ快速检测与分析
依托南京浦口开发区大华路工程实例，在路面结构层下承层６个桩号的２４个点位进行了ＰＦＷＤ测试，参见表１。同时，选择３个桩号，累计８个测点，进行了平行的现场承载板测试，参见表１中载荷板测试数据栏中正体（未倾斜）数据。
根据表１种数据，可建立ＰＦＷＤ测试所得动态模量ＥＰ与承载板所得静太模量ＥＢ之间的关系。两种测试方法的相关性分析，分别采用了线性相关性、对数相关性、指数相关性和乘幂相关性分析，成果分别参见图３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）；两种测试方法相关性分析结果统计，参见表２。
表１ＰＦＷＤ及承载板测试回弹模量／ＭＰａ
回归分析成果表明，二灰土动态模量和静态模量之间具有较好的相关性，其中以线性关系式ＥＰ＝２．５５７２ＥＢ－５２．０５８相关系数最大。采用该公式，可将ＰＦＷＤ测试数据换算成承载板下的模量，参见表１中的倾斜体数据。
表２两种模量相关性结果统计
一般路面底基层的回弹模量宜大于６０ＭＰａ，且高等级公路更是要求达到８０￣１００ＭＰａ。可以看出，二灰土底基层的路用性能指标——
—回弹模量值，相对偏测点里程检测方法
测点位置
右１右２左１左２
Ｋ２＋５１０
ＰＦＷＤ８４．６３２２５．１０１３０．７２７３．１２现场载荷板６５．３０１０８．３８５７．２０４８．９５
Ｋ２＋５２５
ＰＦＷＤ１０２．４９１８３．０８７１．９７６２．５５现场载荷板６０．４４９１．９５４８．５０４４．８２
Ｋ２＋５４０
ＰＦＷＤ６８．１７２６２．８５１１０．４１１１７．６５现场载荷板５１．８０１１８．８３６２．９０８１．８０
ＰＦＷＤ１４４．５８１６４．５６８２．２２１１８．８３现场载荷板７６．９０８４．７１５２．５１６６．８３
ＰＦＷＤ８８．６５１６６．３３６６．２４１３４．６７现场载荷板５５．０２８５．４０４６．２６７３．０２
Ｋ２＋５８５
ＰＦＷＤ５４．７０１４６．３５１５５．９０６５．８３现场载荷板４６．９０７７．５９６３．８０４６．１０
Ｋ２＋５５５
Ｋ２＋５７０
分析方法相关关系式相关系数Ｒ
线性ＥＰ＝２．５５７２ＥＢ－５２．０５８０．８９
对数ＥＰ＝１９７．４７Ｌｎ（ＥＢ）－７０３．６３０．８８
指数ＥＰ＝３２．４３７ｅＥＢ０．０１７９０．８３
乘幂ＥＰ＝０．２６９３ＥＢ１．４３６８０．８５
２４
ＧＯＮＧＬＵＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＹＩＮＧＹＯＮＧＪＩＳＨＵＢＡＮ
ＧＯＮＧＬＵＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＹＩＮＧＹＯＮＧＪＩＳＨＵＢＡＮ低。这一现象与二灰土层施工及养护处于冬季，夜晚温度降至零度以下，气候偏冷，表层冻害影响不无关系。
２．２ＤＣＰ快速检测与分析
鉴于ＤＣＰ连续贯入特点，对下承层不同层位综合承载性能评价更加全面的特点。同时，由于现场载荷板和ＰＦＷＤ测试成果偏低，为了进一步分析石灰改良土路床表面二灰土底基层回弹模量偏低的原因，以及科学评价下承层的路用性能。在现场与ＰＦＷＤ试验相平行，安排了２４组ＤＣＰ测试。采用上述公式（３）和公式（４）可以换算得到二灰土底基层、石灰改良土路床的实测回弹模量，参见表３。
可以看出，石灰改良土路床的回弹模量显著高于二灰土底基层，且显著高于路床路用性能要求。这一方面表明石灰改良土的固化效果良好，另一方面现场测试时，石灰改良土路床填筑完成已超过３个月，且夏季填筑，气候条件良好。如上所述，二灰土底基层的填筑在冬季，气候偏冷，填筑完成后的时间约２０天，龄期也相对较短。因此，总体上二灰土底基层路用性能相对下卧层石灰改良土路床偏低，也是正常的。
相对现场载荷板试验和ＰＦＷＤ试验成果相比，
ＤＣＰ测试推算得到回弹模量相对偏高，分布在７５￣１２０ＭＰａ之间，一般超过８０ＭＰａ控制标准。显然，ＤＣＰ测试为贯入式触点动力触探范畴，二灰土底基层填筑时气候偏冷导致表层冻害影响相对较弱有关。此外，
ＤＣＰ测试得到路床的路用性能结果显示，石灰改良土路床的路用性能显著高于回弹模量一般３５Ｍ
Ｐａ的路用要求。
表３ＤＣＰ试验换算回弹模量／ＭＰａ
３结语
（１）ＤＣＰ和ＰＦＷＤ路用性能检测方法，测试原理不
尽相同，但能够很好的反映路面结构下承层不同层位和整体的路用力学特性。
（２）建立了ＰＦＷＤ测试与承载板测试指标之间的换算关系，为ＰＦＷＤ测试技术在公路路基路用性能快速检测工程应用创造了条件。
（３）工程实践中，采用路用性能快速检测方法，针对路面结构层下承层（路床和底基层）路用性能进行了综合分析和科学评价。
参考文献：
［１］
ＪＴＧＤ３０－２００４，公路路基设计规范［Ｓ］．
图３静态模量ＥＢ与动态模量ＥＰ的相关性分析
测点里程
检测方法
测点位置
右１
微孔抛光镜面加工
右２
左１
恒功率直流电源左２
号码池Ｋ２＋５１０Ｋ２＋５２５Ｋ２＋５４０Ｋ２＋５８５
Ｋ２＋５５５Ｋ２＋５７０二灰土底基层石灰土路床
二灰土底基层石灰土路床
二灰土底基层石灰土路床二灰土底基层石灰土路床
二灰土底基层石灰土路床二灰土底基层石灰土路床
１０１．５２２６．１１０５．６２３４．３１０１．９２６１９６．６１６９．１１０２．８２０１．６９７．９２５４．５
８３．６３１１．６９３．２２３３．５７４．８２７５１００．７１２１．５９０．１２８８１０９．９２５３．５
１０８．２２３３．３１１２．５２５２．１１０２．８２１６．２１０５．２２００．８９６．６１４６．３１１７．３２１９．５
９８．７２２３．６１１２．６１９４１００．２２５４．９１２７．１２４０１１１．４２９６．４１０３．２２８１．３
２５
图１１进入路面施工期后实测累计沉降偏高观测断面测试成果
（４）进入路面施工期，在新增路面结构层（静）荷载和施工（动）荷载作用下，路基附加引力场发生改变，导致新的附加沉降。显然，新增荷载对低路堤结构影响相对高路基更加显著，是导致预压期沉降稳定相对良好的低路堤，在路面施工期沉降和沉降速率偏大的主要原因。但是，可以预计的沉降稳定速率收敛趋势仍然会相对高路堤更快。
参考文献：
［１］东南大学交通学院．常澄高速公路常州段沉降观测研究总报告［Ｒ］．２００５．［２］ＳＨＩＭｉｎｇｌｅｉ１，ＤＥＮＧＸｕｅｊｕｎ．ＯｎＰｈｙｓｉｃａｌａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＮａｔｕｒａｌＭａｒｉｎｅＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＤｅｐｏｓｉｔｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，１９（１）：１１１－１１９．
［３］石名磊，洪振舜．天然沉积粉质土压缩特性研究［Ｊ］．岩土工程学报，２００５，２７（１２）：１３９７－１４０１．
［４］ＨｙｏｄｏＭ，ＹａｓｕｈａｒｓＫ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｐｏｒｅ－ｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｃｌａｙｇｒｏｕｎｄｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｒａｆｆｉｃｌｏａｄｓ［Ａ］．
Ｐｒｏｃ．６ｔｈＩｎｔ．’１ｃｏｎｆ．ｏｎＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｅｔｈｏｄｓｉｎＧｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ［Ｃ］．Ｒｏｔｔｅｒｄａｍ：Ｂａｌｌｅｍａ，１９８８．６５３－６５８．
［５］徐晓宇，王桂尧，匡希龙，等．基于皮尔－遗传神经网络的高路堤沉降预测研究［Ｊ］．公路交通科技，２００６，２３（１）：４４－４７．
［２］唐伯明，邓学钧，李一鸣．落锤式弯沉仪（ＦＷＤ）与贝克曼梁式弯沉仪（ＢＢ）的对比试验研究［Ｊ］．中国公路学报，１９９０，３（３）：３７－４３．［３］ＭｕｒａｄＹ．Ａｂｕ－Ｆａｒｓａｋｈ，ＭｕｎｉｒＤ．Ｎａｚｚａｌ，ＫｈａｌｉｄＡｌｓｈｉｂｌｉ，ＥｋｒａｍＳｅｙｍａｎ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤＣＰｉｎＰａｖｅｍｅｎｔＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ．ＴＲＢ２００５ＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇＣＤ－ＲＯＭ，１－２１．
［４］Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｓ．Ｌ．，Ｒ．ＨＧｒａｕ，ａｎｄＲ．ＰＷｉｌｌｉａｍｓ．ＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤｕａｌＭａｓｓＤｙｎａｍｉｃＣｏｎｅＰｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ［Ｒ］．Ｕ．Ｓ．ＡｒｍｙＥｎｇｉｎｅｅｒＷａｔｅｒｗａｙｓＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳｔａｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＲｅｐｏｒｔ，Ｎｏ．ＧＬ－９２－３，１９９２．［５］Ｌｉｖｎｅｈ，Ｍ．，ａｎｄＩ．Ｉｓｈａｉ．ＰａｖｅｍｅｎｔａｎｄＭａｔｅｒｉａｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎｂｙａＤｙｎａｍｉｃＣｏｎｅＰｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ．，ＳｉｘｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ngd-071ｏｎｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｅｍｅｎｔ，１９８７，Ｖｏｌ．１，Ａｎｎ
Ａｒｂｏｒ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，６６５－６７４．光电眼
［６］段丹军，查旭东，张起森．应用便携式落锤弯沉仪测定路基回弹模量［Ｊ］．交通工程学报，２００４，４（４）：１０－１２．
［７］沈东璐．应用ＰＦＷＤ检测新老路基路面回弹模量［Ｊ］．公路与汽运，２００６（５）．
［８］傅波．ＰＦＷＤ在旧路改造中的应用研究［Ｊ］．公路与汽运，２００４（４）．
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第１８页）
２６
ＧＯＮＧＬＵＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＹＩＮＧＹＯＮＧＪＩＳＨＵＢＡＮ
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议