一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法，首先通过建立老路基改良前PFWD所测模量Ep与贝克曼梁所弯沉L的幂函数关系方程，并检测、分析得到每填筑一层改良土对弯沉值的减少效果；然后测得未改良且土质相同的路段的老路基顶PFWD模量Ep，采用建立的老路基改良前Ep和L的关系，反算该段路基顶面弯沉L，根据老路基顶面弯沉L与新建路床验收设计弯沉值L0之间的差值以及每填筑一层改良土对弯沉值的减少效果，确定改良土处治层数。本发明专利技术操作简单、易于推广，能够解决公路改扩建工程中老路基处治深度确定的问题。

A method for determining depth of old roadbed treatment based on PFWD modulus

The invention discloses a method for determining the treatment depth of an old roadbed based on PFWD modulus. Firstly, the power function equation between the modulus Ep measured by PFWD and the deflection L of Beckmann beam before the improvement of the old roadbed is established, and the deflection reduction effect of each layer of improved soil filled is obtained by testing and analyzing. The PFWD modulus Ep of the old subgrade top is used to calculate the deflection L of the old subgrade top based on the relationship between Ep and L before the improvement of the old subgrade. According to the difference between the deflection L of the old subgrade top and the deflection value L0 of the acceptance design of the new subgrade, and the effect of reducing the deflection value by one layer of the improved soil for each filling, the number of treatment layers of the improved soil is determined. The invention has the advantages of simple operation and easy popularization, and can solve the problem of determining the treatment depth of the old roadbed in the highway reconstruction and expansion project.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法
本专利技术属于道路工程
，涉及一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法。
技术介绍
我国南方路网密度大，修筑时间早，很多公路急需通过改扩建提高通行能力。由于南方湿热多雨，老路基与周围环境的湿热交换导致其含水率逐渐从修筑时的最佳含水率增加到某一与气候、土质等相适应的平衡状态，含水率最大增加65％以上，导致路基刚度显著减低。对这些老路基进行拼接时，由于其刚度低，无法满足路床要求，需进行石灰或水泥等改良土换填，如何有效确定换填深度是老路基拼接的关键技术之一。目前对新建道路路床改良的研究较多，但与新建道路路床厚度提前已知不同，在对老路路床处治之前，尚需根据其工作性能确定处治深度，目前对此研究较少，路基的处治深度取值主要依赖于工程经验，无理论依据，或者取上路床或整个路床深度，由此可能造成以下不良后果：1)路基处治深度不够，处治后仍不能满足路面对路基的要求；2)路基处治深度过大，造成不必要的经济浪费。因此，设计一种老路基处治深度确定方法，具有重要的工程实践意义。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法，解决了现有技术中路基处治深度不够，处治后仍不能满足路面对路基的要求或路基处治深度过大，造成不必要的经济浪费的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法，具体按照以下步骤进行：步骤a：在相同土质路段选取一个试验段，在未改良老路基顶选取一定数目测点，各测点上依次用PFWD即便携式落锤弯沉仪所测模量Ep，采用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪所测弯沉L；步骤b：建立未改良路基PFWD所测模量Ep与所测弯沉L之间的幂函数关系，如式(1)所示：L＝AEpB；(1)其中：A、B为幂函数模型的参数，由所测弯沉L和所测模量Ep拟合得到；步骤c：从试验段老路基顶面向下开挖至新设计路床底部的标高位置，对底部进行整平碾压后选取测点利用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪采集未铺改良土层弯沉L1；再根据新设计路床厚度，分层填筑改良土，每层改良土厚度一致，直至填筑至路床顶设计标高；待每层改良土强度稳定后，选取与碾压后，测量弯沉L1位置对应的测点检测每层改良土的弯沉L2；步骤d：根据第一层改良土测点弯沉L2与弯沉L1的减少值和每填筑一层改良土弯沉值与上一层改良土弯沉值的减少值得到每一层的累计减少弯沉值，为减少误差，取各测点弯沉减少效果的平均值；步骤e：在未改良且与试验段土质相同路段的老路基顶测得PFWD模量Ep，按式(1)计算得到该段路基顶面弯沉L，根据弯沉L与新建路床验收设计弯沉值L0之间的差值ΔL和步骤d分析得到的每一层改良土的累计减少弯沉值来确定改良土层数，若ΔL小于每一层的累计减少弯沉值且大于上一层的累计减少弯沉值，需换填该层对应深度的改良土，则满足设计弯沉值L0的要求，从而根据老路基顶的模量Ep以确定路基处治深度。进一步的，所述步骤a中试验段长度为50～100m，测点数为15～25个。进一步的，所述步骤c中新设计路床底部测点为2～4个。进一步的，所述步骤c中试验段路床填筑的改良土为无机结合料改良土。本专利技术的有益效果是，与现有技术相比，本专利技术采用路基改良前的PFWD模量Ep与贝克曼梁弯沉L的函数关系和每填筑一层改良土对弯沉值的减少效果，来确定路基处治深度，方便快捷、成本较低、易于推广，可有效解决路基处治深度不够而无法满足要求或路基处治深度过大而造成的经济浪费问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法的流程图；图2是改良前路基PFWD模量Ep与弯沉L关系图；图3是改良土的弯沉减少效果图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法，流程如图1所示，具体按照以下步骤进行：步骤a：在相同土质路段选取一个试验段，在未改良老路基顶选取一定数目测点，各测点上依次用PFWD即便携式落锤弯沉仪所测模量Ep，采用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪检测弯沉L；其中，步骤a中，试验段长度为50～100m；测点数为15～25个，用以减少误差及保证样本数，在各测点上用PFWD所测模量Ep时取数据稳定后的模量数值；步骤b：建立未改良路基PFWD所测模量Ep与所测弯沉L之间的幂函数关系，如式(1)所示：L＝AEpB；(1)其中：A、B为幂函数模型的参数，由所测弯沉L和所测模量Ep拟合得到；步骤c：从试验段老路基顶面向下开挖至新设计路床底部的标高位置，对底部进行整平碾压后选取测点利用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪采集未铺改良土层弯沉L1；再根据新设计路床厚度，分层填筑改良土，每层改良土厚度一致，直至填筑至路床顶设计标高；待每层改良土强度稳定后，选取与碾压后测量弯沉L1位置对应的测点检测每层改良土的弯沉L2；其中，步骤c中，新设计路床底部测点为2～4个，用以减少误差和保证样本数；试验段路床填筑的改良土为无机结合料改良土，先通过碾压工艺确定适当的改良土压实层厚，再根据新设计路床厚度和改良土适宜压实层厚确定填筑层数；改良土强度稳定时间需根据无机结合料种类并经试验确定；步骤d：根据第一层改良土测点弯沉L2与弯沉L1的减少值和每填筑一层改良土弯沉值与上一层改良土弯沉值的减少值得到每一层的累计减少弯沉值，为减少误差，取各测点弯沉减少效果的平均值；步骤e：在未改良且与试验段土质相同路段的老路基顶测得PFWD模量Ep，按式(1)计算得到该段路基顶面弯沉L，根据弯沉L与新建路床验收设计弯沉值L0之间的差值ΔL和步骤d分析得到的每一层改良土的累计减少弯沉值来确定改良土层数，若ΔL小于每一层的累计减少弯沉值且大于上一层的累计减少弯沉值，需换填该层对应深度的改良土，则满足设计弯沉值L0的要求，从而根据老路基顶的模量Ep以确定路基处治深度。实施例以某一公路改扩建工程的含砂低液限黏土老路基路段为实施例，该路段新设计路床厚度1.2m，路床顶-15cm至路床顶为15cm碎石层，新设计路床顶-15cm设计弯沉值L0为178(0.01mm)，采用7％水泥改良方案，即水泥与土的质量比为7％，可通过现行规范得到。步骤a：在含砂低液限黏土老路基段选取一个100m的试验段，将老路面完全破除清理后，沿行车道或超车道中心线按等距5m在老路基顶面布置共20个测点，在各测点依次用PFWD检测模量Ep，采用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪检测弯沉L，其检测结果如表1所示；表1含砂低液限原状黏土弯沉L与模量Ep的检测结果测点号12345678910PFWD模量Ep(MPa)25.421.317.725.821.75.85.716.218.547.5弯沉L436360496448本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：步骤a：在相同土质路段选取一个试验段，在未改良老路基顶选取一定数目测点，各测点上依次用PFWD即便携式落锤弯沉仪所测模量Ep，采用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪所测弯沉L；步骤b：建立未改良路基PFWD所测模量Ep与所测弯沉L之间的幂函数关系，如式(1)所示：L＝AEpB；    (1)其中：A、B为幂函数模型的参数，由所测弯沉L和所测模量Ep拟合得到；步骤c：从试验段老路基顶面向下开挖至新设计路床底部的标高位置，对底部进行整平碾压后选取测点利用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪采集未铺改良土层弯沉L1；再根据新设计路床厚度，分层填筑改良土，每层改良土厚度一致，直至填筑至路床顶设计标高；待每层改良土强度稳定后，选取与碾压后，测量弯沉L1位置对应的测点检测每层改良土的弯沉L2；步骤d：根据第一层改良土测点弯沉L2与弯沉L1的减少值和每填筑一层改良土弯沉值与上一层改良土弯沉值的减少值得到每一层的累计减少弯沉值，为减少误差，取各测点弯沉减少效果的平均值；步骤e：在未改良且与试验段土质相同路段的老路基顶测得PFWD模量Ep，按式(1)计算得到该段路基顶面弯沉L，根据弯沉L与新建路床验收设计弯沉值L0之间的差值ΔL和步骤d分析得到的每一层改良土的累计减少弯沉值来确定改良土层数，若ΔL小于每一层的累计减少弯沉值且大于上一层的累计减少弯沉值，需换填该层对应深度的改良土，则满足设计弯沉值L0的要求，从而根据老路基顶的模量Ep以确定路基处治深度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于PFWD模量的老路基处治深度确定方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：步骤a：在相同土质路段选取一个试验段，在未改良老路基顶选取一定数目测点，各测点上依次用PFWD即便携式落锤弯沉仪所测模量Ep，采用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪所测弯沉L；步骤b：建立未改良路基PFWD所测模量Ep与所测弯沉L之间的幂函数关系，如式(1)所示：L＝AEpB；(1)其中：A、B为幂函数模型的参数，由所测弯沉L和所测模量Ep拟合得到；步骤c：从试验段老路基顶面向下开挖至新设计路床底部的标高位置，对底部进行整平碾压后选取测点利用5.4m贝克曼梁路面弯沉仪采集未铺改良土层弯沉L1；再根据新设计路床厚度，分层填筑改良土，每层改良土厚度一致，直至填筑至路床顶设计标高；待每层改良土强度稳定后，选取与碾压后，测量弯沉L1位置对应的测点检测每层改良土的弯沉L2；步骤d：根据第一层改良土测点弯沉L2与弯沉L1的减少值和每填筑一层改良土弯沉值与上一层改良土弯沉值的减少值得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军辉，刘杰，彭俊辉，李崛，黎峰，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43