PFWD检测细砂路基回弹模量的现场试验研究

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1、2013年3月第3期城市道桥与防洪科技研究179PFWD检测细砂路基回弹模量的现场试验研究文利。钱劲松，屠浩(1．上海城建市政工程(集团)有限公司，上海200065；2．同济大学道路与交通教育部重点实验室，上海201804)摘要：该文介绍了PFWD检测细砂路基回弹模量的现场试验研究的原理、方案及其结果。为检验PFWD用于细砂路基施工质量检测的适用性和可靠性，在细砂路基顶面，以及水泥砂、水泥土和石灰土顶封层顶面分别进行了现场测试。结果表明，由于干燥细砂黏聚力小、较为松散，采用PFWD进行测试单点离散性较大，而顶封层结构具备连续性和板体性，应用效果好；由

2、于水泥土中水泥掺量较小，所表现出的回弹模量低于高石灰掺量的石灰土，施工中应注重水泥的掺拌均匀。关键词：路基；便携式落锤弯沉仪；回弹模量；细砂；试验研究中图分类号：U416．1文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)03—0179—030前言路基回弹模量是设计和施工验收的重要参数。目前，我国路基回弹模量的测试方法主要包括承载板法(室内、室外)和弯沉测定法(贝克曼梁弯沉仪和FWD落锤式弯沉仪)IlJ，这类方法大多使用大型器械或重复加载、卸载，存在着操作繁琐、测试时间长、偏僻地方不宜到达的缺点f2】。便携式落锤弯沉仪(PortableFall

3、ingWeightDeflectometer，简称PFWD)是继FWD之后，国际上应用较多的无损检测仪器。与传统的检测方法相比，PFWD具有操作安全可靠，精度高，携带简便，操作简单，自动记录并能模拟汽车荷载作用等优点。国内外已有诸多学者对PFWD进行路基检测的适用性和实施方法进行了研究，涉及的路基包括细粒土【、填石材料【3J、土石混填[4]等。本文结合长图1PFWD构造示意图江口细砂路基施工质量检测，通过现场试验，探索PFWD应用于细砂路基及其不同顶封层结构(包括表1长江口细砂的筛分结果一览表水泥砂、水泥土及石灰土)的可靠性与合理性。1测试原理图1为

4、丹麦CarlBroPRIMA100型PFWD构造及工作原理示意图，其相应的性能参数见表1所列。PFWD由加载系统、数据采集系统和数据传输系统组成。其中，加载系统由落锤、滑杆、锁定杆和橡胶垫块等机械装置组成；数据采集系统由压在路基(或路面)表面的承载板及底座上产生冲击力传感器、位移传感器和采集装置等组成；数据传荷载，在冲击荷载作用下，承载板与路基(或路面)输系统由计算机、有线数据传输装置、无线数据传表面产生竖向位移。由此，压力传感器和位移传感输装置和数据处理软件等组成【51。器将荷载和位移的时程数据记录下来，并传输到PFWD的基本原理是将一固定重的落锤

5、提升计算机数据处理软件中，从而根据压力和位移的至一固定高度，然后释放自由下落，落锤冲击置放峰值确定路基动弹性模量。用PFWD进行路基模量现场快速检测时，其收稿日期：2012—11-14标准配置为：l0kg落锤重量，70～85cm落高，30cIn作者简介：文利(1984一)，男，湖北人，助理工程师，项目副经理。从事施工管理工作。直径承载板，1个位移传感器。由此，产生的冲击荷180科技研究城市道桥与防洪2013年3月第3期载峰值范围在8～10kN之间，相应的承载板压力直径为3Ocm，落锤落高采用85cm，每个测点连在0．1～0．15MPa之间，与汽车荷载

6、传递到路基顶续测试3次。面的压力接近，表明PFWD测试荷载大小与路基工作条件具有良好的一致性l6】。一—一唑⋯一．一一2现场试验方案．●——一行车方向现场试验在崇启高速公路进行。该路基填料中分带为长江口细砂，通过颗粒分析试验结果分析(见表1)，属于含细粒土细砂或土质细砂。细砂路基结构·—-———-◆⋯一⋯’⋯一⋯-⋯一一型式如图2所示，采用的顶封层包括水泥砂(3％水●oOOoo泥)、水泥土(3％水泥)及石灰土(7％石灰)。测点6测点7测点8捌点9测点10图3PFWD法现场测点布设示意图40Ct／水泥‘f3％水泥)3测试结果分析∞CI1水泥1：(3％水

7、泥)K江u细砂长江【_】细砂测试结果见表2所列。可见，对于细砂路基，同一测点三次测值相差较大，变异系数最大值达△低丝i也型式·!豳垃左结扭型式0．34，多为0．1～0．2；水泥砂、水泥土和石灰土顶封图2试验段结构示意图层，同一测点的三次回弹模量测定数值则相差不为验证PFWD在不同路基进行测试的适用性大，变异系数基本小于0．1。相同测点测试值的变及可靠性，在砂芯顶面和顶封层顶面各选l0个测异性可基本反映PFWD测试方法的可重复性，说点，分别进行试验。测点布设示意如图3所示，选明PFWD用于检测细砂回弹模量的可靠性最差。择较为平整且纵坡较小路段，横向每个

8、断面布设2究其原因，细砂填料由于其高渗透性，在检测个点，纵向按20m的间隔布设测点。PFWD承载板过程中基本