[摘要]目前公路路基施工僅僅用密實度指標(biāo)檢測和判斷路基壓實質(zhì)量存在局限性。動態(tài)變形模量測試在鐵路路基工程中已取得了很大進(jìn)展。本文介紹動態(tài)變形模量檢測在鐵路路基工程中的發(fā)展，探討其在公路路基壓實質(zhì)量控制中應(yīng)用意義。
　　[關(guān)鍵詞]動態(tài)變形模量測試
　　
　　公路路基的施工質(zhì)量關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、進(jìn)度和車輛運(yùn)行安全，科學(xué)、合理的監(jiān)控測試方法是保證路基施工的重要措施。在路基施工中，土體壓實是一個最基本的問題，世界各國對土體壓實質(zhì)量執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，檢測方法也各異。各國現(xiàn)行路基壓實標(biāo)準(zhǔn)有10種以上，均是以各個國家或部門根據(jù)自己多年經(jīng)驗累積而得的。這些壓實指標(biāo)互相關(guān)聯(lián)，可歸納為兩大類，即測試土的物理指標(biāo)和測試土的力學(xué)指標(biāo)。力學(xué)指標(biāo)是反映土的強(qiáng)度和變形的綜合指標(biāo),如地基系數(shù)K30、二次變形模量Ev2等；物理指標(biāo)是為滿足力學(xué)性能的輔助指標(biāo)，如壓實系數(shù)K、孔隙率n。目前我國公路路基土體壓實主要以密實度（壓實度）指標(biāo)即壓實系數(shù)K來檢測和判斷路基的壓實質(zhì)量。雖然壓實度為參數(shù)的路基壓實質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有擊實試驗指導(dǎo)現(xiàn)場施工、現(xiàn)場檢測簡便等優(yōu)點，但在公路路基施工中發(fā)現(xiàn)僅僅用密實度指標(biāo)來檢測和判斷路基壓實質(zhì)量有其局限性：從土體性能方面，由于路基填土的施工方法不同，含水量的差異和擊實標(biāo)準(zhǔn)的差別，相同密實度的土體其力學(xué)性能指標(biāo)有較大差異；從施工控制方面，對于某個路基工程，少則幾公里，多則幾十公里，不同土層，不同段落土樣變化大，增加了擊實試驗，存在多個土的最大干容重，在回填壓實過程中，特別是在路基改建工程中，不同土容易混雜一起，造成實際回填土與擊實試樣土的最大干容重不對應(yīng)，壓實度難以控制，給工程施工增加麻煩。因此，在檢測密實度的基礎(chǔ)上，將強(qiáng)度及變形指標(biāo)作為反映路基承載力的壓實標(biāo)準(zhǔn)，是國內(nèi)外路基施工質(zhì)量檢測技術(shù)的發(fā)展方向。
　　目前我國鐵路行業(yè)已經(jīng)將強(qiáng)度及變形指標(biāo)作為壓實質(zhì)量檢測指標(biāo)。《鐵路路基工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(TBl0414—2003)[1]和《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TBlOOOl一2005)新建時速160km客貨共線鐵路基床壓實標(biāo)準(zhǔn)中[2]已把壓實系數(shù)K、孔隙率、相對密度Dr物理指標(biāo)和地基系數(shù)K30土的力學(xué)指標(biāo)配合使用。
　　在路基工作區(qū)內(nèi)，路基實際承受的荷載不僅有靜荷載，還有車輛行駛時對路基產(chǎn)生的動荷載，并且以動載荷引起的應(yīng)力為主。車輛行駛速度愈高，動荷載產(chǎn)生的沖擊力對路基的影響更為明顯，也就是說，路基的穩(wěn)定性和變形問題主要是由于動荷載引起的，所以，采用模擬車輛行駛時產(chǎn)生的動應(yīng)力及動應(yīng)變指標(biāo)作為路基的填筑質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)將更科學(xué)合理、更符合實際情況。動態(tài)變形模量Evd自1999年秦沈客運(yùn)專線路基檢測中被引入，經(jīng)過幾年的試驗研究，在Evd動態(tài)變形模量測試儀器、方法等方面取得了進(jìn)展。動態(tài)變形模量檢測方法也已經(jīng)納入鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路工程土工試驗規(guī)程》(TBl0102—2004)[3]，動態(tài)變形模量Evd已成為《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定(上、下)》(鐵建設(shè)(2004)157號)[4]、《新建時速200—250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定(上、下)》(鐵建設(shè)（2005)140號)[5]和《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路設(shè)計指南》(鐵建設(shè)函[2005]754號)[6]中控制基床表層和過渡段路基壓實質(zhì)量的指標(biāo)之一。在這里，通過介紹動態(tài)變形模量檢測在鐵路路基工程中的發(fā)展，探討其在公路路基壓實質(zhì)量檢測中的應(yīng)用，以供公路行業(yè)參考。
　　1動態(tài)變形模量概念
　　動態(tài)變形模量Evd(dynamicmodulusofdeformation)是指土體在一定大小的豎向沖擊力和沖擊時間作用下抵抗變形能力的參數(shù)。由彈性各項同性半空間體上圓形局部荷載的公式計算模量：
　　Evd=ω（1-μ2）dσ/s(MN/m2)[7]（1-1）
　　式中：End—動態(tài)變形模量(MPa)，計算至0.1MPa；
　　ω---沉降影響系數(shù)，對剛性載荷圓形板取0.79;
　　μ---土的泊松比，取值0.21
　　d----圓形剛性荷載板的直徑，取值300mm
　　σ---荷載板下最大動應(yīng)力，它是通過在剛性基礎(chǔ)上，由最大沖擊力F＝7.07kN；荷載脈沖沖擊時間r＝18ms時標(biāo)定得到的，即σ＝O.1MPa
　　s----實測荷載板下沉幅值mm
　　Evd=0.79*（1-0.212）*2rσ/s=1.5rσ/s=22.5/s(MN/m2)(1-2)
　　r-----圓形剛性荷載板半徑，取值150（mm）
　　2Evd動態(tài)平板荷載試驗及特點
　　Evd動態(tài)平板載荷試驗法是采用動態(tài)變形模量測試儀來監(jiān)控檢測土體壓實指標(biāo)——動態(tài)變形模量Evd值的試驗方法。動態(tài)平板荷載試驗是一種新的檢測方法，與其他傳統(tǒng)的試驗方法相比，具有以下特點：
　　1.用Evd動態(tài)平板載荷試驗方法檢測路基的動態(tài)變形模量Evd指標(biāo)，操作簡單、測試速度快，檢測一點只需三分鐘。所以，在施工中可以增加檢測點的數(shù)量，使試驗數(shù)據(jù)更全面、更有代表性;并且還可以隨時跟蹤檢測，真正實現(xiàn)施工過程中的質(zhì)量監(jiān)控。
　　2.該檢測方法是模擬列車高速行駛時對路基產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)進(jìn)行動態(tài)測試，與靜載試驗相比，更能反映路基土的實際受力情況，所以這種測試方法特別適合鐵路、公路、機(jī)場等受動荷載作用的地基質(zhì)量監(jiān)控測試。
　　3.檢測儀器體積小、重量輕(總重量不超過35公斤，單件重不超過15公斤)、安裝攜帶方便，且不需外加附屬設(shè)備。在路基的狹窄地段，如路橋過渡段、邊坡附近檢測也非常方便﹑適用。
　　4.通過在細(xì)粒土、碎石土、粗粒土、級配碎石等土類，幾百組與靜載測試的對比試驗，試驗結(jié)果表明：在同一路段，填料相同時，兩者具有良好的相關(guān)關(guān)系。測試數(shù)據(jù)數(shù)字顯示且現(xiàn)場打印，確保測試結(jié)果準(zhǔn)確、客觀。
　　5.無核輻射及廢氣等污染，操作使用安全、環(huán)保。
　　3動態(tài)變形模量測試儀及工作原理
　　3.1動態(tài)變形模量測試儀結(jié)構(gòu)
　　動態(tài)變形模量測試儀也稱輕型落錘儀(德文縮寫：LFG)，是用于檢測土體壓實指標(biāo)動態(tài)變形模量值的專用儀器，主要有落錘儀和沉陷測定儀組成。落錘儀包括：脫鉤裝置、落錘、導(dǎo)向桿、阻尼裝置、承載板等；沉陷測定儀主要包括傳感器、放大器、數(shù)據(jù)處理器、打印機(jī)和電源。見圖21.3.1
　　
　　3.2動態(tài)變形模量測試儀的工作原理

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