土石混填路基動(dòng)態(tài)回彈模量Evd檢測壓實(shí)度試驗(yàn)報(bào)告

./庫車-阿克蘇高速公路工程利用動(dòng)態(tài)回彈模量Evd檢測土石混填路基壓實(shí)度可行性論證報(bào)告中交庫-阿高速公路建設(shè)指揮部20xx1月目錄一、前言1二、試驗(yàn)方案32.1原材料32.2試驗(yàn)方法32.2.1灌砂法測定壓實(shí)度試驗(yàn)32.2.2手持式落錘彎沉儀〔FWD〕試驗(yàn)3三、試驗(yàn)結(jié)果與分析63.1原材料分析63.2最大干密度確定73.2.1原材料1最大干密度試驗(yàn)73.2.2原材料2最大干密度試驗(yàn)123.3壓實(shí)度與Evd相關(guān)性分析結(jié)果123.2.1原材料1試驗(yàn)結(jié)果123.3.2原材料2試驗(yàn)結(jié)果183.4小結(jié)22四、主要結(jié)論與建議244.1主要結(jié)論244.2建議24.一、前言路基是公路的基礎(chǔ),路基的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整個(gè)公路的使用品質(zhì)。提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是保證公路交通運(yùn)行的關(guān)鍵,而要達(dá)到這一目的,必須對路基進(jìn)行有效的壓實(shí)質(zhì)量控制,增加路基填料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,使路基在使用過程中不會(huì)由于進(jìn)一步的壓實(shí)而產(chǎn)生變形。土石混合料具有強(qiáng)度高、壓實(shí)密度大、沉降變形小、透水性能好、抗沖刷性能高以與可就近取材等優(yōu)點(diǎn)而被普遍采用作為路基填料。鑒于XX豐富的土石混合料資源,本項(xiàng)目路基選用天然土石混合料進(jìn)行填筑。但由于天然砂礫的均質(zhì)性差,0.075mm以下的顆粒含量均少于10%,是不具粘聚性的材料,路基的壓實(shí)指標(biāo)檢測較為困難。因此土石混合料路基壓實(shí)質(zhì)量的檢測和控制是確保路基具有良好的穩(wěn)定性和較小沉降的關(guān)鍵。路基壓實(shí)與檢測技術(shù)對細(xì)粒土而言,無論壓實(shí)理論、工程實(shí)踐與規(guī)X、檢測標(biāo)準(zhǔn)都己相當(dāng)成熟,但國內(nèi)外對土石混合料的研究還較少,現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)X關(guān)于土石路基的條文要求較籠統(tǒng),這給設(shè)計(jì)、施工、檢測與監(jiān)理等方面具體操作帶來了不小的困難,嚴(yán)重制約了土石混合料在實(shí)際工程中的應(yīng)用。因此,迫切需要研制與開發(fā)快速評定土石混填路基壓實(shí)質(zhì)量的方法,以便加快施工進(jìn)度、提高路基壓實(shí)質(zhì)量。近年來,隨著Evd動(dòng)態(tài)回彈模量測試儀的研究、引進(jìn)與應(yīng)用,我國對該項(xiàng)技術(shù)的了解和掌握也在不斷地深入。動(dòng)態(tài)回彈模量指標(biāo)無論從定義、原理,還是儀器的精度、可靠性以與操作等方面,較灌砂法測定壓實(shí)度具有合理性和優(yōu)越性。其中,Evd為動(dòng)態(tài)測試,符合土體實(shí)際受力狀況,且Evd儀器體積小、質(zhì)量輕、便于攜帶、安裝與拆卸方便、操作簡便、自動(dòng)化程度高、測試速度快、性能穩(wěn)定、測試精度高、檢測費(fèi)用低、適應(yīng)X圍廣,設(shè)計(jì)上以人為本,無任何核輻射、廢氣等污染,屬于環(huán)保型技術(shù)。動(dòng)態(tài)變形模量Evd標(biāo)準(zhǔn)的采用,可真正實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)方法的大幅度簡化、減輕試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高檢測效率,試驗(yàn)結(jié)果將更符合實(shí)際,更能保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確、客觀。目前,Evd動(dòng)態(tài)回彈模量測試在我國鐵路建設(shè)中開始應(yīng)用,在《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》〔TB10102-2004〕中,已說明Evd與地基系數(shù)K30的換算關(guān)系式,在20xx修編的《京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》、《京滬高速鐵路路基施工暫行規(guī)定》和《京滬高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》中,已規(guī)定了用Evd測定級配碎石、級配砂礫石、中粗砂壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。但是在公路工程中對動(dòng)態(tài)回彈模量Evd控制壓實(shí)質(zhì)量的應(yīng)用較少,各種材料沒有作系統(tǒng)的對比測試研究,也沒有統(tǒng)一的路基填料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以與動(dòng)態(tài)回彈模量測試路基壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的適用性和適用X圍。國道314線庫車－阿克蘇高速公路位于XX維吾爾自治區(qū)南疆的阿克蘇地區(qū)境內(nèi)。起點(diǎn)與已經(jīng)開工的G314線庫爾勒－庫車高速公路相接,終點(diǎn)為阿克蘇市建化廠,途經(jīng)庫車、新和、溫宿、阿克蘇市。主線路線全長258.645千米。項(xiàng)目的建設(shè)對完善XX和阿克蘇地區(qū)的公路網(wǎng),改善投資環(huán)境,加快南疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐,進(jìn)一步開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐牡V產(chǎn)旅游資源,緩解交通壓力具有重要意義。天然砂礫在XX儲(chǔ)量豐富,作為一種良好的筑路材料,可以用作路基填筑或低基層,國道314線庫車－阿克蘇高速公路路基填筑工程量達(dá)二千萬立方米,按目前工期要求,每天最少需填筑10萬M3砂礫石料,每層松鋪30CM,若按現(xiàn)有的壓實(shí)度檢測頻率2000m24個(gè)點(diǎn)計(jì)算,每天需檢測壓實(shí)度1000點(diǎn),全線共需要檢測壓實(shí)度16萬次,需花費(fèi)大量的人力物力,且嚴(yán)重影響到路基填筑速度與工期。鑒于此,迫切需要快速檢測方法來進(jìn)行路基壓實(shí)度的評定。通過二、試驗(yàn)方案2.1原材料本試驗(yàn)原材料選用XX阿克蘇地區(qū)天然土石混合料,根據(jù)對現(xiàn)場土石混合料的調(diào)查,分析沿線不同路段不同料源的土石混合料級配、材料性能等,按照最大粒徑的不同將土石混合料分類,選擇代表性路段土石原材料進(jìn)行試驗(yàn)。2.2試驗(yàn)方法本試驗(yàn)根據(jù)不同層位的設(shè)計(jì)要求,依照《公路路基路面現(xiàn)場測定規(guī)程》JTGE60-2008,選用《挖坑灌砂法測定壓實(shí)度試驗(yàn)方法》、《落錘式彎沉儀測定動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)方法》等進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。2.2.1灌砂法測定壓實(shí)度試驗(yàn)采用《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》〔JTGE60-2008〕規(guī)定中的灌砂法。灌砂法是用均勻顆粒的砂由一定的高度下落到一個(gè)規(guī)定容積的筒或洞內(nèi),根據(jù)其單位質(zhì)量不變的原理,來測定試洞的容積,用試洞的容積代表洞中取出材料的體積。然后計(jì)算壓實(shí)狀態(tài)試件的濕密度與其含水率w,用下式計(jì)算填土干密度：〔1〕式中：——試件的干密度〔g/cm3〕；——試件的濕密度〔g/cm3〕；w——含水率〔%〕。2.2.2手持式落錘彎沉儀〔FWD〕試驗(yàn)落錘式彎沉儀〔FallingWeightDeflectometer〕是目前國際上最先進(jìn)的一種路面彎沉強(qiáng)度無損檢測設(shè)備之一。手持式落錘彎沉儀是近年出現(xiàn)的檢測反映路基動(dòng)荷載特性承載力指標(biāo)--動(dòng)態(tài)回彈模量Evd值的一種新的檢測方法,它是通過動(dòng)力加載檢測路基的動(dòng)態(tài)回彈模量值來監(jiān)控和評價(jià)路基填筑質(zhì)量。Evd動(dòng)態(tài)變形模量測試儀也稱輕型落錘儀,是用于檢測土體壓實(shí)指標(biāo)動(dòng)態(tài)回彈模量的專用儀器。該儀器的工作原理是利用落錘從一定高度自由下落在彈簧阻尼裝置上,產(chǎn)生的瞬間沖擊荷載,通過彈簧阻尼裝置與傳力系統(tǒng)傳遞給30cm2的承載板,在承載板下面<即測試面>產(chǎn)生符合汽車動(dòng)態(tài)回彈模量Evd值由下式求得：〔2〕式中：λ——承重板形狀影響系數(shù),取1.5；σ——路基面最大動(dòng)應(yīng)力〔MPa〕,取0.1MPa；r——承重板半徑<mm>,取150mm；S——承重板的垂直沉陷值〔mm〕。Evd動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)彌補(bǔ)了靜力加載不能真實(shí)反映汽車高速運(yùn)行時(shí)動(dòng)荷載對路基的作用狀況的不足,更適合高速公路路基填筑質(zhì)量的監(jiān)控。Evd動(dòng)態(tài)回彈模量適用于粒徑不大荷載板直徑1／4的各類土、土石混合填料、非膠結(jié)路面基層與改良土,測試有效深度X圍為40—50cm《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》〔TB10102-2004〕規(guī)定的路基壓實(shí)指控標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》〔TB10102-2004〕規(guī)定的路基壓實(shí)指控標(biāo)準(zhǔn)本試驗(yàn)采用德國格哈德聰機(jī)械廠生產(chǎn)的ZFG2000型手持式落錘彎沉儀進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)中彎沉試驗(yàn)儀可自動(dòng)記錄動(dòng)態(tài)彎沉值和動(dòng)態(tài)回彈模量。其技術(shù)參數(shù)如下所示：落錘質(zhì)量：10kg；最大沖擊力：7.07kN；沖擊時(shí)間：18ms；承重板直徑：300mm；動(dòng)態(tài)彎沉測量X圍：0.2-30mm±0.02mm；傳感器加速度X圍：±100g；頻率X圍：0-500Hz；溫度X圍：0-50℃三、試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1原材料分析選取沿線具有代表性的兩種原材料,進(jìn)行試驗(yàn),其結(jié)果如下。原材料1,最大粒徑為100mm,天然含石量為66.7%,其級配曲線如圖1所示。試驗(yàn)選取路段為：K959+300--K959+500與K960+0--K960+300兩段。圖1原材料1級配曲線原材料2,最大粒徑為20mm,天然含石量為36.6%,其級配曲線如圖2所示。試驗(yàn)選取路段為：K767+600--K767+900。圖2原材料2級配曲線3.2最大干密度確定原材料1最大干密度試驗(yàn)對于土石混合料,由于試驗(yàn)設(shè)備的限制只能測定出最大粒徑在某一X圍時(shí)的最大干密度。我國《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTGE40-2007允許最大粒徑dmax<60mm。為了解決原材料1最大干密度確定問題,本試驗(yàn)采用相似級配延伸法。這種處理方法按照幾何相似條件等比例將原型級配縮小,以達(dá)到規(guī)X允許的最大粒徑要求。根據(jù)相似級配延伸法,擬定Mr=1.7、Mr=2.5、Mr=5.0三種模比。按照模比相似級配級配曲線,配制土石混合料試件,采用《表面振動(dòng)壓實(shí)儀法》中濕土法進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí),以得到不同相似模比對應(yīng)的最大干密度,其數(shù)據(jù)如表1所示。三種模比相似級配如圖3所示。圖3原材料1相似模比級配曲線表2原材料1相似模比對應(yīng)最大干密度試驗(yàn)結(jié)果相似模比最大干密度〔g/cm3〕1.72.372.52.325.02.26根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對其進(jìn)行線性回歸,得到相似模比與最大干密度相互關(guān)系的回歸預(yù)測方程,如圖4所示：圖4相似模比—最大干密度關(guān)系圖相似模比與最大干密度的回歸預(yù)測方程與實(shí)際測定數(shù)據(jù)存在線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)R2=0.9574。其預(yù)測公式為：〔3〕式中：y——最大干密度〔g/cm3〕；x——相似模比。根據(jù)公式〔3〕,可得到真實(shí)土石混合料的最大干密度,即相似模比為1.0時(shí)的最大干密度。原材料1的最大干密度為：2.38g/cm3。不同含石量的最大干密度試驗(yàn)根據(jù)不同含石量的振動(dòng)擊實(shí)結(jié)果,得到土石混合料最大干密度與含石量的關(guān)系。在試驗(yàn)中對含石量的定義如式〔4〕所示：〔4〕式中：——含石量〔%〕；——大于5mm粒徑以上干土質(zhì)量〔g〕；——干土總質(zhì)量〔g〕。根據(jù)式〔4〕的定義,按照土石混合料的級配曲線,配制不同含石量〔30%、40%、50%、60%、70%、80%〕的土石混合料試件,采用《表面振動(dòng)壓實(shí)儀法》中濕土法進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí),以得到不同含石量下的最大干密度。不同含石量〔30%、40%、50%、60%、70%、80%〕對應(yīng)的最大干密度試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下所示：表3不同含石量對應(yīng)最大干密度試驗(yàn)結(jié)果含石量〔%〕最大干密度〔g/cm3〕302.24402.27502.30602.36702.41802.42根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對其進(jìn)行線性回歸,得到的含石量與最大干密度相互關(guān)系的回歸預(yù)測方程和相關(guān)系數(shù)如圖5所示：圖5含石量—最大干密度關(guān)系圖含石量與最大干密度的回歸預(yù)測方程與實(shí)際測定數(shù)據(jù)存在線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)R2=0.9816。其預(yù)測公式為：〔5〕式中：y——最大干密度〔g/cm3〕；x——含石量〔%〕。現(xiàn)場檢測時(shí)根據(jù)不同的含石量,將含石量帶入公式〔5〕以確定對應(yīng)的最大干密度,為壓實(shí)度檢測提供適合的最大干密度標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)場含石量測定試驗(yàn)由于現(xiàn)場試驗(yàn)中,采集的試樣一般為潮濕狀態(tài)下的土樣,判定含石量需要烘干等繁瑣的程序,為了提高現(xiàn)場檢驗(yàn)的效率,對式〔4〕進(jìn)行修正。修正后的公式如式〔6〕所示：〔6〕式中：——現(xiàn)場含石量〔%〕；——大于5mm粒徑以上濕土質(zhì)量〔g〕；——濕土總質(zhì)量〔g〕。為驗(yàn)證修正后公式的適用性,對試驗(yàn)段隨機(jī)抽取5點(diǎn)用式〔4〕與式〔6〕進(jìn)行對比試驗(yàn),其數(shù)據(jù)如下：表4現(xiàn)場含石量檢測結(jié)果編號干土總質(zhì)量〔g〕大于5mm粒徑以上干土質(zhì)量〔g〕含石量〔%〕濕土總質(zhì)量〔g〕大于5mm粒徑以上濕土質(zhì)量〔g〕現(xiàn)場含石量〔%37785546670.228749576365.98931592066.338858627770.99002644271.646507409062.96800432963.758902637471.69230669672.5從數(shù)據(jù)中可以看出,修正后測定的現(xiàn)場含石量與烘干狀態(tài)下的含石量相差不大,使用現(xiàn)場濕土法測定的含石量一般較烘干狀態(tài)下的含石量大,提高幅度在1個(gè)百分點(diǎn)以內(nèi),可以反映試樣真實(shí)的含石量。因此,出于方便檢測,提高現(xiàn)場檢測效率的目的,在現(xiàn)場含石量的測定中,采用修正后的式〔6〕進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)算。在現(xiàn)場試驗(yàn)中,含石量使用公式〔6〕進(jìn)行計(jì)算,然后將算得的含石量帶入含石量與最大干密度相互關(guān)系的預(yù)測公式〔5〕確定對應(yīng)的最大干密度,為壓實(shí)度檢測提供適合的最大干密度標(biāo)準(zhǔn)。3.2.4原材料2最大干密度試驗(yàn)由于原材料2最大粒徑較小〔20mm〕,含石量較小,填筑材料較為均質(zhì)。在試驗(yàn)中,在天然含石量條件下對其使用表面振動(dòng)儀法測定最大干密度。其表面振動(dòng)儀法測得的最大干密度為：2.17g/cm3。3.3壓實(shí)度與Evd相關(guān)性分析結(jié)果3.3.1原材料1試驗(yàn)結(jié)果原材料1兩段試驗(yàn)段填筑土石混合料所處層位的壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求為95%,填筑30cm厚土石混合料,碾壓6遍〔其中靜壓1遍,振動(dòng)壓實(shí)4遍,靜壓1遍〕后,根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試隨機(jī)選定方法》,隨機(jī)選取60點(diǎn)。對其分別測試壓實(shí)度與動(dòng)態(tài)回彈模量Evd。為了便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析將壓實(shí)度分為：94-95；96-97；98-99；100-101；102-103；>103六個(gè)X圍,將同一壓實(shí)度X圍內(nèi)的Evd動(dòng)態(tài)回彈模量作為相同條件下平行試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過程中,全部采用格拉布斯法剔除可疑數(shù)據(jù),以保證采用數(shù)據(jù)的可靠性。格拉布斯法具體介紹如下：在條件相同、檢測方法一致的平行試驗(yàn)中,有個(gè)別的檢測值可能出現(xiàn)異常。如檢測值過大或過小,這些過大或過小的檢測值是不正常的,可稱其為可疑數(shù)據(jù)。格拉布斯法假定檢測結(jié)果服從正態(tài)分布,根據(jù)順序統(tǒng)計(jì)量確定可疑數(shù)據(jù)的取舍。進(jìn)行n次平行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果為x1、x2、…、xi、…、xn,而且服從正態(tài)分布。為了檢驗(yàn)xi〔i=1,2,…,n〕中是否有可疑值,可將xi按其值由小到大順序重新排列,得。根據(jù)順序統(tǒng)計(jì)原則,給出標(biāo)準(zhǔn)化順序統(tǒng)計(jì)量g：當(dāng)最小值x〔1〕可疑時(shí),則當(dāng)最大值x〔n〕可疑時(shí),則為樣本平均值,S為標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)格拉布斯統(tǒng)計(jì)量的分布,在指定的顯著性水平β〔一般β=0.05〕下,求得判別可疑值的臨界值,格拉布斯法的差別標(biāo)準(zhǔn)為：。當(dāng),該可疑值是異常的,應(yīng)予以舍去。格拉布斯法每次只能舍棄一個(gè)可疑值,若有二個(gè)以上的可疑數(shù)據(jù),應(yīng)該一個(gè)一個(gè)對數(shù)據(jù)進(jìn)行舍棄,舍棄第一個(gè)數(shù)據(jù)后,試驗(yàn)次數(shù)由變?yōu)閚-1,以此為基礎(chǔ)再判別第二個(gè)可疑數(shù)據(jù)。經(jīng)過剔除可疑數(shù)據(jù)4組后,檢測數(shù)據(jù)如表5所示。表5原材料1壓實(shí)度-Evd試驗(yàn)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕195.845.12998.353.1295.850.13098.353.3395.950.13198.353.4496.247.93298.353.8596.252.73398.357.8696.258.73498.549.5796.741.43598.753.8896.759.73698.754.9997.141.93799.246.91097.148.83899.259.21197.149.33999.649.11297.149.74099.949.31397.150.241100.050.91497.156.442100.051.81597.160.543100.054.71697.545.944100.446.91797.550.945100.854.51897.554.946100.864.81997.747.347101.752.12097.942.748102.054.72197.945.449102.158.72297.945.550102.552.32397.946.251103.359.82497.948.652103.856.02597.948.653105.549.72697.956.054106.157.42798.349.355106.359.42898.350.756107.664.3由于各種因素的影響,試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)不可避免的總會(huì)含有誤差。根據(jù)上述試驗(yàn)采集得到的數(shù)據(jù),對每一壓實(shí)X圍組對應(yīng)不同Evd值進(jìn)行格拉布斯法處理后平均,并且對與之相對應(yīng)的組壓實(shí)度取平均值,以得到每種壓實(shí)度所對應(yīng)的Evd值。上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)在處理中通過誤差分析后,為了更合理的反映工程質(zhì)量狀況,本文參照《土工試驗(yàn)規(guī)程》又采取誤差分析指標(biāo)變異系數(shù)進(jìn)行分析,即在平行試驗(yàn)中,變異系數(shù)≤12%。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)在通過處理后所得變異系數(shù)均≤12%,結(jié)果表明所選取的數(shù)據(jù)具有可信性和合理性。各壓實(shí)X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下所示。表6原材料1壓實(shí)度94-95X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕195.845.12.895.96295.850.1395.950.1平均值95.848.4表7原材料1壓實(shí)度96-97X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕195.845.15.5310.86295.850.1396.247.9496.252.7596.258.7696.741.4796.759.7897.141.9997.148.81097.149.31197.149.71297.150.21397.156.41497.160.51597.545.91697.550.91797.554.91897.747.31997.942.72097.945.42197.945.52297.946.22397.948.6平均值97.350.0表8原材料1壓實(shí)度98-99X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕198.349.33.506.68298.350.7398.353.1498.353.3598.353.4698.353.8798.357.8898.549.5998.753.81098.754.91199.246.91299.259.21399.649.11499.949.3平均值98.752.4表9原材料1壓實(shí)度100-101X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕1100.050.95.5510.352100.051.83100.054.74100.446.95100.854.56100.864.87101.752.1平均值100.553.7表10原材料1壓實(shí)度102-103X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕1102.054.73.035.382102.158.73102.552.34103.359.85103.856.0平均值102.756.3表11原材料1壓實(shí)度>103X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕1105.549.76.0710.522106.157.43106.359.44107.664.3平均值106.457.7從整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果看出,壓實(shí)度和動(dòng)態(tài)回彈模量Evd之間有著一一對應(yīng)的關(guān)系,為了進(jìn)一步研究與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,通過軟件對每種數(shù)值對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行擬合,得出相應(yīng)的擬合關(guān)系圖,具體結(jié)果見圖5。表12原材料1壓實(shí)度-Evd數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕95.848.497.350.098.752.4100.553.7102.756.3106.457.7采用了4種回歸分析模型：,,,,y——壓實(shí)度〔%〕,x——?jiǎng)討B(tài)回彈模量Evd〔MPa〕。其擬合結(jié)果和相關(guān)系數(shù)分別為：；；；。4種模型擬和曲線如圖6所示。圖6原材料1壓實(shí)度—Evd關(guān)系圖通過比較,選擇相關(guān)系數(shù)最大的第4個(gè)模型,即：〔4〕式中：y——壓實(shí)度〔%〕；x——?jiǎng)討B(tài)回彈模量Evd〔MPa〕。將所測得的56組數(shù)據(jù)代入該模型,其誤差最大為11.15%,大部分誤差X圍在1%-4%之間。3.3.2原材料2試驗(yàn)結(jié)果原材料2試驗(yàn)段填筑土石混合料所處層位的壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求為94%,填筑30cm厚土石混合料,碾壓6遍〔其中靜壓1遍,振動(dòng)壓實(shí)4遍,靜壓1遍〕后,根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試隨機(jī)選定方法》,隨機(jī)選取25點(diǎn)。對其分別測試壓實(shí)度與動(dòng)態(tài)回彈模量Evd。為了便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析將壓實(shí)度分為：95-96；97；98；99；100五個(gè)X圍,將同一壓實(shí)度X圍內(nèi)的FWD動(dòng)態(tài)回彈模量作為相同條件下平行試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過程中,全部采用格拉布斯法剔除可疑數(shù)據(jù),以保證采用數(shù)據(jù)的可靠性。經(jīng)過剔除可疑數(shù)據(jù)4組后,檢測數(shù)據(jù)如表13所示。表13原材料2壓實(shí)度-Evd試驗(yàn)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕195.426.11298.628.7296.322.61399.126.7397.224.81499.127.4497.227.41599.129.0597.228.41699.135.8697.723.11799.527.5797.726.31899.532.2897.726.51999.533.4997.726.920100.030.51098.230.421100.035.11198.626.6參照《土工試驗(yàn)規(guī)程》采取誤差分析指標(biāo)變異系數(shù)進(jìn)行分析,即在平行試驗(yàn)中,變異系數(shù)≤12%。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)在通過處理后所得變異系數(shù)均≤12%,結(jié)果表明所選取的數(shù)據(jù)具有可信性和合理性。各壓實(shí)X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下所示。表14原材料2壓實(shí)度95-96X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕195.426.12.4710.16296.322.6平均值95.924.4表15原材料2壓實(shí)度97X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕197.224.81.756.69297.227.4397.228.4497.723.1597.726.3697.726.5797.726.9平均值97.526.2表16原材料2壓實(shí)度98X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕198.230.41.906.66298.626.6398.628.7平均值98.528.6表17原材料2壓實(shí)度99X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕199.126.73.5211.62299.127.4399.129.0499.135.8599.527.5699.532.2799.533.4平均值99.330.3表18原材料2壓實(shí)度100X圍數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果編號壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)〔%〕1100.030.53.259.922100.035.1平均值100.032.8從整個(gè)試驗(yàn)過程可以看出,壓實(shí)度和動(dòng)態(tài)回彈模量Evd之間有著一一對應(yīng)的關(guān)系,為了進(jìn)一步研究與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,通過軟件對每種數(shù)值對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行擬合,得出相應(yīng)的擬合關(guān)系圖,具體結(jié)果見圖6。表19原材料2壓實(shí)度-Evd數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果壓實(shí)度〔灌砂法〕〔%〕Evd〔MPa〕95.924.497.525.698.526.799.227.1100.227.7采用了4種回歸分析模型：,,,,y——壓實(shí)度〔%〕,x——?jiǎng)討B(tài)回彈模量Evd〔MPa〕。其擬合結(jié)果和相關(guān)系數(shù)分別為：；；；。4種模型擬和曲線如圖7所示。圖7原材料2壓實(shí)度—Evd關(guān)系圖通過比較,選擇相關(guān)系數(shù)最大的第2個(gè)模型,即：〔5〕式中：y——壓實(shí)度〔%〕；x——?jiǎng)討B(tài)回彈模量Evd〔MPa〕。將所測得的21組數(shù)據(jù)代入該模型,其誤差最大為2.29%,大部分誤差在2%之內(nèi)。3.4小結(jié)〔1〕現(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對于粒徑較大的原材料1,由于施工中攤鋪的不均勻?qū)е卢F(xiàn)場土石混合料的含石量不均,造成出現(xiàn)13組壓實(shí)度超百數(shù)據(jù)。對于粒徑較小的原材料2,現(xiàn)場施工較為均質(zhì),壓實(shí)度未出現(xiàn)超百數(shù)據(jù)?！?〕原材料1試驗(yàn)路段的壓實(shí)度數(shù)據(jù)多數(shù)在97%-98%之間,最小值為95.8%,符合設(shè)計(jì)規(guī)定95%的要求。原材料2試驗(yàn)路段的壓實(shí)度數(shù)據(jù)多數(shù)在97%-99%之間,最小值為95.4%,符合設(shè)計(jì)規(guī)定94%的要求。〔3〕路基動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度存在相關(guān)關(guān)系。4種回歸分析模型：,,,〔y：壓實(shí)度,x：動(dòng)態(tài)回彈模量〕均可描述原材料1、2的動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度相互關(guān)系?！?〕優(yōu)選出原材料1的動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度相互關(guān)系擬合公式；原材料2的動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度相互關(guān)系擬合公式〔y：壓實(shí)度,x：動(dòng)態(tài)回彈模量〕?！?〕從帶入擬合公式后預(yù)測值的誤差分析看,原材料1的誤差較原材料2大,動(dòng)態(tài)回彈模量Evd檢測壓實(shí)度對于較均質(zhì)的原材料2更為適用。這一現(xiàn)象說明隨著粒徑的增加,其誤差也越大,這和土石混填混合料均勻性有關(guān)。四、主要結(jié)論與建議4.1主要結(jié)論〔1〕通過大量的室內(nèi)外試驗(yàn),分析路基動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度的相關(guān)性,結(jié)果表明,針對原材料粒徑為100mm的混合料,采用,原材料粒徑為20mm的混合料,采用〔y：壓實(shí)度；x：動(dòng)態(tài)回彈模量Evd〕,均能很好的描述路基動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度的相關(guān)關(guān)系?！?〕現(xiàn)場試驗(yàn)表明,通過建立具體工程動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度的關(guān)系,采用動(dòng)態(tài)回彈模量Evd檢測技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法來檢測路基的壓實(shí)度方便快捷,既能滿足精度要求,又能大面積檢測的快速無損檢測?！?〕在應(yīng)用路基動(dòng)態(tài)回彈模量Evd檢測路基壓實(shí)度的過程中,路基動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度的關(guān)系模型的確定是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),它是實(shí)際工程中測定路基壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn),只有首先確定了動(dòng)態(tài)回彈模量Evd與壓實(shí)度的關(guān)系模型,才能在工程實(shí)測中實(shí)現(xiàn)路基壓實(shí)度快速的動(dòng)態(tài)無損檢測。由于土質(zhì)千變?nèi)f化,不同地區(qū)建立的相關(guān)模型具有一定的差別,不能盲目互相套用?！?〕現(xiàn)場壓實(shí)質(zhì)量檢測中,采用手持式落錘彎沉儀和灌砂法雙重檢測的方法對壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行控制。首先使用手持式落錘彎沉儀對路基不同測試點(diǎn)的動(dòng)態(tài)回彈模量Evd進(jìn)行檢測,以找出薄弱點(diǎn)。對于動(dòng)態(tài)回彈模量超過控制指標(biāo)的測試點(diǎn),視為壓實(shí)度合格。對于動(dòng)態(tài)回彈模量小于控制指標(biāo)的薄弱測試點(diǎn),再通過灌砂法驗(yàn)證壓實(shí)度,如薄弱點(diǎn)壓實(shí)度合格,則認(rèn)為此次手持式落錘彎沉儀普查路段的壓實(shí)質(zhì)量合格。4.2建議〔1〕對于粒徑較大的原材料1,針對不同含石量下制定EVD與壓實(shí)度和