瀝青路面設(shè)計與施工中彎沉指標的初探

瀝青路面制定與施工中彎沉指標的初探1．概述我國現(xiàn)行的柔性路面制定規(guī)范是以制定容許彎沉為控制指標，但在施工規(guī)范中則采納壓實度作為驗收控制指標，而將彎沉檢驗作為參照值。在實際操作中：壓實度表示某一有限厚度的路面結(jié)構(gòu)層經(jīng)碾壓后的相對密實程度；彎沉表示被測路面結(jié)構(gòu)層以下各層〔包括路基〕在汽車標準軸載下產(chǎn)生的總位移。兩者均可反映路基、路面的碾壓質(zhì)量，但在理論上卻沒有關(guān)聯(lián)。由于路面結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，不能使制定與施工采納相同的控制指標顯然是一件憾事。工程監(jiān)理方出于對工程質(zhì)量的嚴格要求，總希望多一些檢測手段，以便于將檢驗資料進行對比和互相印證。而且彎沉檢驗在實施過程中也比壓實度檢驗更為方便、快捷，故許多工程監(jiān)理方很愿意采納“雙控〔即控制壓實度和彎沉〕指標〞來掌握路基、路面的碾壓質(zhì)量。然而大量的施工施行告訴我們：經(jīng)碾壓后的路基、路面在通過彎沉檢驗時遠比通過壓實度檢驗容易的多，以蘇州市南環(huán)西路工程驗收記錄資料為例〔見表1〕：當(dāng)壓實度滿足要求后，實測彎沉值已比制定容許彎沉值小了許多。因此，名為“雙控〞，實際上只要滿足壓實度驗收指標就可以了。按理壓實度和彎沉指標是從兩個不同角度來衡量筑路材料的碾壓質(zhì)量，檢驗手段雖不同而目的是一致的。因此，關(guān)于同一路面〔或路基〕結(jié)構(gòu)層在相同碾壓條件下的檢驗結(jié)論應(yīng)該基本一致或相近才是，為什么會產(chǎn)生較大差異呢？本文對此進行分析并提出建議，不妥之處請同行批評指正。2．路面制定公式〔或參數(shù)〕不能照搬用來計算施工檢驗彎沉柔性路面結(jié)構(gòu)體系比較復(fù)雜，首先它是以層狀結(jié)構(gòu)支撐在無限深的路基上，各層材料性質(zhì)多變，實際具有彈－粘－塑和各向異性，特別還受到四周環(huán)境的氣候、水文、地質(zhì)的影響。其次，作用在路面上汽車荷載的輕、重、多、寡以及分布不均勻等。所有這些因素都造成了試圖建立一個準確的、通用的路面結(jié)構(gòu)制定數(shù)學(xué)模型幾乎是不可能的，因此我們現(xiàn)在采納的路面制定理論是經(jīng)過某些假定、簡化過程的半理論、半經(jīng)驗的制定方法。此外，雖然路面計算公式中沒有明確給出安全系數(shù)，但數(shù)學(xué)公式在推導(dǎo)過程中的假定、簡化以及經(jīng)驗資料的分析取值都是偏安全合計的。也就是說：在通常狀況下采納現(xiàn)行的路面制定方法是可靠和安全的。但是從制定角度來說是可靠和安全的計算方法〔包括采納的制定參數(shù)〕假設(shè)照搬來計算施工檢驗彎沉卻是不可靠。例如確定筑路材料回彈模量的大?。宏P(guān)于制定而言取小一些計算出的路面結(jié)構(gòu)偏厚，偏安全，這是合理的。但較小的回彈模量計算出的彎沉值偏大，假設(shè)以此彎沉作為施工檢驗指標無疑是在人為降低路基、路面的強度指標，與真實狀況不符。但如果適當(dāng)加大路基、路面的回彈模量值再重新計算檢驗彎沉，則顯然當(dāng)計算至路表頂面彎沉?xí)r必定與原制定容許彎沉值不符，這與制定又產(chǎn)生了矛盾。舊路面補強亦同理。由舊路面計算彎沉公式：L0＝〔L0＋λ·б〕·k1·k2·k3可知：舊路面計算彎沉L0在合計了保證率系數(shù)及季節(jié)影響等諸因素后，總是大于舊路面實測平均彎沉值，由此舊路面計算彎沉制定出的補強厚度是有強度保證的。但是絕不能以此舊路面計算彎沉來推算各補強層的檢驗彎沉，否則也是在人為地降低路面材料本身具有的強度指標，這同樣也是毫無道理的。由此可見，套用路基、路面制定計算公式〔或參數(shù)〕來計算路基、路面各層次的施工檢驗彎沉是不妥當(dāng)?shù)摹?．路表制定容許彎沉不能用于施工檢驗美國各州公路工協(xié)會ＡＡＳＨＯ耗巨資進行的試驗路資料〔見圖1〕說明：路面結(jié)構(gòu)強度〔更廣義的說是“現(xiàn)有路面經(jīng)用性指數(shù)ＰＳＩ〞〕在完工后至制定年限末〔即相當(dāng)于Ｎ次累計當(dāng)量軸載〕是一個因疲憊而逐步衰減的過程。另外，從北京市建立網(wǎng)級路面管理系統(tǒng)過程中實測的資料〔見圖2〕同樣反應(yīng)出：隨著路面結(jié)構(gòu)強度的逐年衰減路表彎沉值是在不斷增大。依據(jù)路表制定容許彎沉公式：可以知道：路表制定容許彎沉值是指當(dāng)汽車累計當(dāng)量軸載次數(shù)達到Ｎ次后〔即制定年限末〕所容許的彎沉值，而非路面完工時的彎沉值。因此，路面完工不能以此制定容許彎沉值作為檢驗指標。4．一點異議在《華東公路》１９９２年第６期中有一文“柔性路面強度衰減對制定彎沉的影響〞，對路表制定容許彎沉不能用于施工檢驗這一觀點有詳盡的描述，本人基本贊同。但對該文末尾“結(jié)語〞段認為“······現(xiàn)行的路面制定方法按容許彎沉制定路面，是基于強度不發(fā)生變化的概念，與客觀事實相背離，因而隱藏著不安全因素。故路面應(yīng)按初始彎沉進行制定。為此現(xiàn)行柔性路面制定規(guī)范尚有修訂的必要······〞表示異議。本人認為現(xiàn)行的路表容許彎沉制定公式是依據(jù)大量統(tǒng)計資料歸納出來的，是經(jīng)驗總結(jié)而非理論推導(dǎo)，有事實為依據(jù)，因而不存在“隱藏著不安全因素〞的可能。問題的關(guān)鍵在于：制定容許彎沉和施工檢驗彎沉的計算方法〔包括參數(shù)〕不能互相混淆，制定采納的計算公式或取用的參數(shù)關(guān)于制定而言是安全的，而關(guān)于施工檢驗彎沉來說反而是不可靠的。路面制定公式中的回彈模量與彎沉互成反比關(guān)系足以證實這一點。5．提出三種選擇方案彎沉檢測雖在施工驗收規(guī)范中未列入主要驗收項目，但由于它簡便易行仍受到監(jiān)理和施工技術(shù)人員的歡迎。如何看待施工檢驗彎沉，本人有如下設(shè)想：a)．參照路面制定公式并加以修改，反向改正一些從制定角度合計屬偏安全的因素，從而建立一套專用于計算施工檢驗彎沉的數(shù)學(xué)公式?，F(xiàn)舉舊路面計算彎沉公式對比如下：〔用于制定〕L0＝〔L0＋λ·б〕·k1·k2·k3〔用于施工檢驗〕L0＝L0－λ·бb)．進行相關(guān)分析。各地區(qū)按照本地的路基和路面材料類型，選擇假設(shè)干組具代表性的路面結(jié)構(gòu)，通過不斷的資料積存和分析回歸，逐步建立起一套適用于本地區(qū)的壓實度與檢驗彎沉的相關(guān)曲線。c)．倘假設(shè)一時還不能確立一種頗具權(quán)威的施工檢驗彎沉計算法則，則還不如暫時從施工規(guī)范中取消為好。取消一種“軟指標〞其實更能特別壓實度指標的權(quán)威性。本人在施行中碰到過各別對壓實度指標帶有排斥心理的施工技術(shù)員，他們常以“既然路面制定是以彎沉為控制指標，那么施工驗收達到該指標不就行了嗎？〞作辨解，為不做或少做壓實度檢驗尋找托詞。6．結(jié)束語