浅谈道路工程弯沉值与压实度的关系

引言

压实度和弯沉值的现场试验检测是工程质量管理的一个重要内容，是保证工程质量的必要手段。工程质量的控制和评价是以各种试验检测数据为依据，为了确保数据采集的准确性，检测数据必须经过规范的试验步骤和操作来采集，试验检测采集得到的大量原始数据必须经过合理的分析处理，才能取得可靠的试验检测成果，才能得出两者之间的关系。

1. 压实度和弯沉值的数据采集

压实度是筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度的比值。压实质量与路基路面的强度、刚度、稳定性和平整度密切相关。弯沉值是在规定的荷载作用下，路基或路面表面产生的总垂直变形值或垂直回弹变形值。弯沉值的变化，反应了路基或路面的承载能力的情况。

本文数据的采集包含路床，级配碎石垫层，以及水泥稳定土底基层的数据。本文的试验段（KO+100～K0+500）位于厦门市翔安高新技术产业基地，属于浙闽沿海山地中湿区，呈东西走向，道路等级为城市主干路，设计使用年限15年，交通等级为重交通。

本文的数据采集的弯沉值在三个结构层中都是用贝克曼梁法，贝克曼梁测试弯沉值在本次数据采集需要注意贝克曼梁选择长度为5.4m的梁，它适用于各种类型的路面结构回弹弯沉的测试。而且当采用5.4m贝克曼梁测试弯沉时，一般可以不要进行支点的变形修正。另外，规范规定若启用新的加载车或加载车车轮发生较大的变化时应测试轮胎传压面面积，这边我们要求每次测试都要测试轮胎的胎压面积，确保数据的准确性。其余按照规范要求，以及单车道20m一个测点的频率来收集数据。由于本次试验未涉及沥青结构层，所以不需要测量路面温度。压实度的数据采集方法不是用同一种方法砂石换填分层压实，所以要注意的细节在以下三点数据采集中分别阐述。

1.1路床压实度和弯沉值的数据采集

本段路床的填料选用较好的砂类土等粗粒土作为填料，填料均匀，填料的含水率范围在最佳含水率的正负1%之间砂石换填分层压实，填料最大粒径小于100mm，其最小承载比（CBR）符合8%的要求。本段路床以每层30cm的厚度分层铺筑，碾压密实，压实度设计值符合大于或等于94%的要求，这段压实度是按重型击实试验所得最大干密度求得。弯沉值的设计值要求不大于310.5（0.01mm）。

本段根据现场情况选用环刀法来测压实度，环刀法是施工过程中现场测试最常用的试验方法，是标准方法。方法表面上看颇为简单，但实际操作时试验人员经常掌握不好，引起较大误差，因此应严格遵循试验方法的每个细节，以及选择合理仪器设备。以下表1是路床的压实度和弯沉值的数据。

表1压实度和弯沉值的数据

1.2级配碎石垫层压实度和弯沉值的数据采集

本段级配碎石垫层的石料的压碎值不大于30%，CBR值大于100。级配碎石垫层采用骨架密实型，其集料最大粒径不大于31.5mm，其级配碎石的塑性指数小于12，其级配满足设计要求。级配碎石是集中厂拌，然后在现场用摊铺机摊铺，并用20T的振动压路机来回碾压4至5遍。在摊铺碾压完成后，及时对其压实度和弯沉值的测试。压实度设计值不小于96%。弯沉值不大于281.4（0.01mm）。

级配碎石测定压实度的数据采集方法使用灌砂法。灌砂法是通过已知密度的标准砂灌入到挖好的试坑中，测出试坑的体积，然后和试坑中试样的质量和含水率来计算出结构层填料的压实度的方法。

灌砂法在本段试验中首先，要注意仪器设备的选择，中型灌砂设备：φ150灌砂筒、φ150标定罐、φ150基板（本文试验路段填料最大粒径＜31.5mm）；以及，量砂：使用标准的公路灌砂标准砂（粒径0.3～0.6mm）。使用前应洗净、烘干，筛分至符合要求并放置24h以上，使其与空气的湿度达到平衡，用塑料桶盛砂；最后，按照试验规范规定的方法和步骤采集数据，以及根据《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）的计算公式算出其结构层填料的干密度，根据其击实试验得到的最大干密度相比较得出其压实度。以下表2是级配碎石垫层的压实度和弯沉值的数据。

表2压实度和弯沉值的数据

1.3水泥稳定土底基层压实度和弯沉值的数据采集

本段的水泥稳定土底基层所选用的集料级配符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）表4.5.4中C-C-2或C-C-3的规定，且塑性指数小于7，液限小于28%，矿料最大粒径不大于26.5mm，采用的粗集料的压碎值小于26%,针片状颗粒含量小于22%，0.075mm以下粉尘含量不大于2%，软石含量小于5%。水泥稳定土是集中厂拌，然后在现场用摊铺机摊铺，并用20T的振动压路机来回碾压4至5遍。在碾压压实完后及时进行压实度的数据采集。在压实度采集完后重新整平压实后进行养护，养护七天后进行弯沉值的数据采集。压实度设计值不小于97%。弯沉值不大于81.6（0.01mm）。

水泥稳定土底基层测定压实度的数据采集方法也是灌砂法。水稳层比较密实，挖坑取样时，特别要防止样品掉出盘外。不然会影响压实度和含水率。其余在本段测试要注意的与级配碎石相似，按照规范操作。以下表3是水泥稳定土底基层的压实度和弯沉值的数据。

表3压实度和弯沉值的数据

2. 弯沉值和压实度的比对和分析

从表1到表3单看弯沉值，有18个位置的数据是从高到低，其余的2个位置是序号3由高到低再升高，序号9由低到高再降低；从表1到表3单看压实度，有19个位置的数据是从低到高的，其余1个位置是序号16由低到高再降低；从表1到表3结合两者来看，有18个位置的数据是弯沉值从高到低，而压实度却是从低到高，有2个位置的数据的规律不是这样，序号9的弯沉值是由低到高再降低，而压实度是由低到高，序号16的弯沉值是由低到高，而压实度是由低到高再降低。

通过数据分析可以看出，弯沉值的规律从表1到表3（即结构层由下往上）总体是由大变小（通过上述表格计算弯沉值从表1到表3看有90%的数据由大变小）；压实度的规律从表1到表3（即结构层由下往上）总体是由小变大（通过上述表格计算压实度从表1到表3看有95%的数据由小变大）。

3. 弯沉值和压实度的关系

通过以上数据的比对和分析，在同一测试路段中按结构层由下往上顺序来看弯沉值从大到小而压实度则从小到大（通过上述表格计算出有90%的数据符合这种规律），在我们的数据中还有10%的数据没有按上述的规律变化，但不难看出其实它们的总体变化趋势也是按照上述的规律来的，有可能是我们的数据还不够细致，也有可能是个体上的差异，我们不排除这种差异。所以我们可以得出结论：它们的总体关系是相反的，当弯沉值总体大的时候，那么压实度的值总体就小；当弯沉值总体小的时候，那么压实度的值总体就大。

参考文献

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[2]李健康.浅谈道路现场压实度的检测技术与分析[J].绿色环保建材,2019(01):92-93

[3]《公路路基路面现场测试规程》（-2019）.

[4]《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）.

[5]《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）.