绵阳市城市道路粉土路基换填深度计算和探析

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1、绵阳市城市道路粉土路基换填深度计算和探析　　【摘要】根据绵阳市近几年市政道路设计与建设经验，道路工程中有一半以上的变更涉及路基粉土换填处理，这部分造价往往占到工程总投资的5%～10%，稍有不慎就有可能突破工程预备费用，因此在设计及后期现场服务中根据地质勘查报告，合理计算出粉土路基换填处理厚度，不仅能保证路面强度与稳定性，而且能控制工程造价。【关键词】粉土；路基换填；换填深度绵阳市根据《公路自然区划标准》为V2区（即四川盆地中湿区），该区域粉土粉粒含量高，虽该区域日降水量小，但持续期长，渗透量大，往往粉土路基呈中湿～过湿状态，路基强度低，做路基持力层一般需进行换填处理，根据当地实际

2、情况，级配较好的天然砂砾石是换填处理粉土路基的良好材料，但其造价也达到70～100元/m?，往往是控制路基工程造价的重要因素，因此合理确定粉土路基的换填深度不仅是路面强度与稳定性的保证，而且能控制工程造价。一、工程概况6已知绵阳市某工业园区城市次干道，其车行道结构层为4cm厚细粒式改性沥青混凝土AC-13C面层（抗压回弹模量1200Mpa）+6cm厚中粒式沥青混凝土AC-16C底面层（抗压回弹模量1100Mpa）+36cm厚水泥稳定碎石基层（抗压回弹模量1400Mpa）+25cm厚级配砂砾石底基层（抗压回弹模量150Mpa），共厚71cm，顶面控制弯沉28（1/100mm），其下

3、卧土基层为粉土，平均含水量W（——）=24.5%，液限Wy=33.3%，塑限Wp=18.6%，土容重γ=19.3KN/m3，道路路面基本与两侧地面平齐（即填土高度为0），现根据上述条件，计算路基换填深度。二、换填深度的计算1、根据路面结构设计软件HDPS计算，道路土基顶面控制弯沉需达到l0=310（1/100mm）=0.31cm。2、按BZZ-100检测荷载反推路基顶面抗压回弹模量E0：E0=2pδ（1-μ2）×0.712/l0（1）式中：p——BZZ-100检测荷载后轴轮压，p=0.7Mpa；δ——BZZ-100检测荷载换算成触地当量圆半径，双圆模式，δ=10.65cm；μ——

4、土基泊松系数，取μ=0.25；代入上式：E0=2*0.7*10.65*（1-0.252）*0.712/0.31=32.1Mpa。3、根据地勘资料估计粉土顶面抗压回弹模量值E0‘：6路基土的回弹模量值一般采用承载板检测试验或弯沉测定得到的荷载——弯沉关系确定，但在路基尚未修建的情况下，无法进行上述试验，往往通过经验方法来估定，根据大量试验，路基土在最不利季节的回弹模量可通过土的相对含水量（土的平均含水量W（——）/土的液限Wy）通过下表内插求得。表1：粉土路基回弹模量E0建议值（Mpa）本例W（——）/Wy=24.5/33.3=0.74，查上表预估土基顶面抗压回弹模量E0‘=19M

5、pa，小于结构层要求的E0=32.1Mpa，故需对路基进行加固处理，或加厚路面结构层中级配砂砾石底基层厚度（其原理是一致的）。处理方式为换填天然砂砾石，天然砂砾石抗压回弹模量E=130Kpa。4、路基工作区分析法确定换填厚度：1）、路基工作区深度的计算：路基工作区深度Z按下式计算：Z=（P/2nγ）1/3（2）式中：P——BZZ-100车轮荷载，P=100KN；n——与道路等级有关的系数，二级及二级以下公路取0.2，一级及一级以上公路取0.1，本道路为城市次干路，偏安全取0.1；γ——土的容重，根据地勘报告，γ=19.3KN/m3；代入上式：Z=[100/（2×0.1×19.3）

6、]1/3=2.96m=296cm；2）、路面结构层厚度换算成路基土等代厚度Hi：6按下式计算：H=hi×（Ei/E0）1/2.5（3）式中：hi——路面第i层结构厚度；Ei——路面第i层结构顶面抗压回弹模量（Mpa）；E0——根据计算求得路基土顶面需要达到的抗压回弹模量，根据前述计算取32.1Kpa；代入上式：H=4×（1200/32.1）1/2.5+6×（1100/32.1）1/2.5+36×（1400/32.1）1/2.5+25×（150/32.1）1/2.5=17+24.7+163+46.3=251（cm）；3）、1cm换填砂砾石换算成路基土等代厚度Δhz：按式（3）计算，

7、取换填砂砾石顶面抗压回弹模量Ei=130Mpa；Δhz=（130/32.1）1/2.5=1.75（cm）；4）换填砂砾石厚度hz：道路工作区深度为296cm，路面结构换算成路基土工作深度为251cm，故路面结构层下需换填等代土厚度为296-251=45cm，换算成换填砂砾石厚度hz=45/1.75=25.7cm，偏安全取40cm，分两层各20cm碾压。三、理论与实际结合6本项目位于工业园区，由于重车、超重车较多，采用BZZ-100标准与实际情况有较大出入，BZZ-130比较符合道