摘要
在公路建设中,路基填土的压实问题一直受到工程界的重视。细粒土路基压实效果的检测与评价已具备一套比较成熟和公认的方法,可按照有关的规范和标准执行;而对于碎石土路基,虽然已有其力学特性、压实特性的研究成果报道,但对于压实效果的检测与评价方法尚不成熟。若沿用细粒土路基的评价与检测方法评价碎石土路基,会发现在干密度的确定、检测指标的适用性、评价方法的合理性等方面存在问题。因此,有必要对碎石土路基压实效果的检测与评价方法作进一步的探讨。 本文针对碎石土路基的工程特点,通过模拟实际工况下碎石土路基的边界条件,采用承载板试验和便携式落锤弯沉仪(PortableFallingWeightDeflectometer,简称PFWD)检测不同压实度、含石量及加筋方式下碎石土路基的反应模量和动回弹模量。通过在承载板试验过程中碎石土路基不同位置布设土压力计,监测和分析了不同含石量、不同加筋方式对碎石土路基反应模量、动回弹模量以及路基承载特性的影响。 通过本论文的研究工作,取得了以下主要研究成果: (1)压实度是碎石土路基力学性能的控制因素,碎石土路基的反应模量和动回弹模量与填筑压实度之间存在内在联系和良好的一致性,提高压实度能够有效减小路基的沉降、提高路基的反应模量和动回弹模量; (2)在同一压实度下,碎石土路基反应模量和动回弹模量随含石量的增加而增加,且压实度越高,增大含石量对提高碎石土路基反应模量、动回弹模量作用越显著; (3)在相同压实度下,碎石土路基反应模量和动回弹模量随加筋层数的增加(间距减小)而增加,且在较低压实度下,加筋对提高碎石土路基反应模量、动回弹模量作用更显著; (4)土压力监测结果表明,当含石量从30%增加至50%,随含石量的增大,碎石土应力扩散效应增强,各测点土压力值有所减小,但是当含石量从50%增加至75%时,由于含石量为50%时,碎石土骨架已经形成,此时含石量的增加,应力扩散效应不再增强,各测点土压力值基本不变;加筋层对上部荷载具有一定的屏蔽作用和压力扩散作用,随着加筋层数的增加,各测点土压力值有所减小; (5)通过对反应模量、动回弹模量与压实度进行拟合,建立了不同含石量、不同加筋层数(加筋间距)碎石土路基反应模量、动回弹模量与压实度之间的定量关系,结果表明反应模量、动回弹模量与压实度之间具有很好的正相关关系,且拟合曲线的斜率随含石量的增大而增大,随加筋层数的增大而减小; (6)由于动回弹模量与反应模量、压实度之间有很好的正相关关系,可用动回弹模量评价碎石土路基的压实效果,且PFWD具有快速、准确、无损及设备便携等特点,采用动回弹模量评价碎石土路基的压实效果,可大大提高检测评价效率; (7)根据研究成果并结合公路路基设计规范,提出了采用反应模量和动回弹模量评定碎石土路基和加筋碎石土路基压实效果的评价方法,并建立了不同等级碎石土路基及加筋碎石土路基不同部位反应模量、动回弹模量的评定标准,对工程实践中碎石土路基、加筋碎石土路基及加筋桥台压实效果检测和评价具有指导意义和实用价值。