论文部分内容阅读
【摘要】为了能够对于复合土工膜本身对于路面结构承载力所产生的影响进行研究，本篇文章采取了贝克曼梁法来进行了相应的研究，并且依据天气状况的不同，来针对路面结构加入了种不同的符合土工膜进行相应的弯沉值测定工作。从试验的结果来看，复合土工膜能够提升路面结构承载力，并且在雨天条件下，复合土工膜本身能够阻断雨水为道面的地基提供保护，所产生的加固作用极为明显。
【关键词】复合土工膜；路面结构；贝克曼梁法；弯沉值；承载力
引言
内蒙古乌兰察布机场的跑道道面长度达到了3200米，宽度为48米，跑道厚度为40cm，其昼夜温度为15°-38°，虽然当前的工程质量已经处于一个较高的水准，无需其他防护措施，但是为了能够最大限度的提升工程质量，避免断板、龟裂、起皮的现象出现，依然要对于复合土工膜所具有的性能提升进行试验。本篇文章在内蒙古乌兰察布机场的道面工程上，对使用涿鹿金隅水泥有限公司P·O 42.5号水泥的路面结构使用了相应的复合土工膜，得出的试验效果极为良好，能够起到较好的防护作用。
1、现场试验方法与概况
1.1试验方法
在我国目前的道路工程之中，主要使用的路基结构承载力方式为间接测试法、贝克曼梁法、承载板法。在这一类试验方法之中，通过路面弯沉值测试能够有效的反映出各个方面的结构强度以及道路的刚度，同时也精确的显示出了路面结构本身所具有的承载力。
现目前，我国的各种道路在设计上，都是直接以路面弯沉来作为相应的设计目标。其路面的弯沉结果能够充分的反映出道路自身的变形能力，也就是整个道路所呈现出来的总体刚度。在同一种路面结构之下，路面弯沉大小能够明确的反映出路面结构之上所呈现出来的相应能力，路面的弯沉值大小，几乎对于道路本身的使用寿命以及道路本身的承载力起到决定性的作用。因此，使用贝克曼梁法来对于内蒙古乌兰察布机场的跑道进行符合路面的结构会弹弯沉进行计算，能够精确的考察道路在使用复合土工膜路面的强化之下所具有的承载力。
1.2试验概况
本试验中跑道道面结构施工工艺如下：道槽土方开挖→挖填作业（分层夯实）→砂砾石垫层→铺设水泥稳定碎石基层→铺设复合土工膜→浇筑道面混凝土。本现场试验在水泥稳定碎石基层铺设完成并养护满7天后进行。
本文在进行试验的过程中，主要将跑道场地分为了五块，其场区一是作为普通的基础来进行设置的传统路面结构，而其中所包含的施工工艺除了未进行相应的复合土工膜未执行以外，其他方面的施工基本与符合路面结构的施工步骤一致；其机场场区的二和三则是土质地基结构，在场区二的道路修建过程中，加入了适量的短期安慰针刺复合土工膜，从而修建成为了符合路面结构，场区三则是加入了相应的使聚酯长丝复合土工膜，也同样形成了复合路面结构；在本次试验过程中，主要是在场区一、二、三上来进行，四、五由于本身都是使用复合土工膜铺设所形成的结构，便无需再进行相应的分析。
2、现场试验步骤
2.1试验检测准备工作
在各个场区的路面水泥稳定碎石基层修筑完成至少，至少要养护7天，才能够开始下一部的承载力试验工作。在进行试验之前，所主要需要重视的准备工作就是要对试验车辆的各项性能指标进行确定，并且对于弯沉测量仪器的精确度进行调整，在实际进行准备工作的过程中，主要涉及到以下几个方面的工作。
1）检查并保持测定用标准车况及刹车性能良好，轮胎内胎符合规定充气压力。
2）向汽车车槽中装载集料，用地磅称量后轴总质量，并符合要求的轴重规定，汽车行驶及测定过程中，轴载不得变化。
3）检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。
3、试验工况及测试结果
本试验分别在模拟晴天、雨天的工况下对路面承载力进行测试。
3.1模拟晴天工况下路面结构承载力全部试验场区采用贝克曼梁法测试二灰基层弯沉。
3.2模拟降雨工况下路面结构承载力为了模拟水对复合路面结构承载力的影响，分别对土质地基场区一、二、三实施人工洒水，洒水量以表层湿润为准，且恰逢整夜小雨，路面结构得到充分湿润，并于24小时后测弯沉值。
1）场区一、二、三所建设的结构均为土质地基，通过对于压实度分析的结果，也就是压实度大于98%的场区弯沉值来进行分析，能够明显的看出，与以往传统的路面结构进行比较来看，复合路面结构的弯沉值降低了8%-10%左右的幅度，这代表着复合道路结构的承载力得到了提升，那么这也就说明了，复合土工膜在这其中起到了极为良好的加固效果。
2）再比较不同复合土工膜的加固效果，由表4可以看出，与传统路面结构相比，加入短纤针刺复合土工膜的路面结构（场区二）弯沉值降低了约8%，加入聚酯长丝复合土工膜的路面结构（场区三）弯沉值降低了约10%，说明两种复合路面结构的承载力都有了一定程度的提高，提高幅度相差不大。
3）按场区二、三不同压实度的测点分析，场区二中90区测点的弯沉值比94区高约13.4%，场区三中90区测点的弯沉值比94区高约14.1%，说明地基压实度对基层弯沉值即其承载能力影响较大。分析其具体影响因素：在载重汽车的动态作用下路基在低压实度区域容易产生不均匀沉降，使得土工膜受到的较大的剪拉应力，在薄弱位置如焊缝处很容易出现拉伸、剥离等破坏，从而无法满足复合土工膜加固路面提高承载力的要求。
3.3雨天工况下路面结构承载力试验结果分析
为了模拟水对复合路面结构承载力的影响，分别对土基场区一、二、三实施人工洒水，使路面结构得到充分湿润，并于24小时后测得弯沉代表值。
1）场区一路面洒水后弯沉值增加22.2%，说明雨水通过路面结构渗透至土质为具有弱崩解性页岩的路基中，路基土层含水量增加后，土颗粒之间结合水膜加厚，在荷载作用下产生滑移，使得其承载力显著下降。
2）场区二、三的弯沉值在洒水前后变化幅度为-4%～6%，相对场区一的传统路面结构变化值较小，说明复合土工膜阻隔了水分对土质地基的崩解作用，起到保护地基的作用。试验同时发现，洒水后场区二、三94区域复合路面结构的弯沉值比传统的路面结构分别降低40%与32%。而洒水前复合路面结构的弯沉值比传统的路面结构降低仅10%。
4、结语
综上所述，内蒙古乌兰察布机场的跑道在使用了复合土工膜之后，呈现出了极为优越的性能提升，不仅对于抗渗性能进行了优化，还帮助机场跑道的承载力提升起到了良好的效果。从这方面的实验情况来看，复合土工膜的强化技术能够使用到各个不同的行业领域之中，并且必然能够呈现出极大的提升效果。
参考文献
[1]江苏省交通科学研究院.路基路面试验检测技术手册[M].北京：人民交通出版社，2009：286-290.
[2]JTJ/T01998道路土工合成材料应用技术规范[S].
[3]JTJ034—93道路路面基层施工技术规范[S]
【关键词】复合土工膜；路面结构；贝克曼梁法；弯沉值；承载力
引言
内蒙古乌兰察布机场的跑道道面长度达到了3200米，宽度为48米，跑道厚度为40cm，其昼夜温度为15°-38°，虽然当前的工程质量已经处于一个较高的水准，无需其他防护措施，但是为了能够最大限度的提升工程质量，避免断板、龟裂、起皮的现象出现，依然要对于复合土工膜所具有的性能提升进行试验。本篇文章在内蒙古乌兰察布机场的道面工程上，对使用涿鹿金隅水泥有限公司P·O 42.5号水泥的路面结构使用了相应的复合土工膜，得出的试验效果极为良好，能够起到较好的防护作用。
1、现场试验方法与概况
1.1试验方法
在我国目前的道路工程之中，主要使用的路基结构承载力方式为间接测试法、贝克曼梁法、承载板法。在这一类试验方法之中，通过路面弯沉值测试能够有效的反映出各个方面的结构强度以及道路的刚度，同时也精确的显示出了路面结构本身所具有的承载力。
现目前，我国的各种道路在设计上，都是直接以路面弯沉来作为相应的设计目标。其路面的弯沉结果能够充分的反映出道路自身的变形能力，也就是整个道路所呈现出来的总体刚度。在同一种路面结构之下，路面弯沉大小能够明确的反映出路面结构之上所呈现出来的相应能力，路面的弯沉值大小，几乎对于道路本身的使用寿命以及道路本身的承载力起到决定性的作用。因此，使用贝克曼梁法来对于内蒙古乌兰察布机场的跑道进行符合路面的结构会弹弯沉进行计算，能够精确的考察道路在使用复合土工膜路面的强化之下所具有的承载力。
1.2试验概况
本试验中跑道道面结构施工工艺如下：道槽土方开挖→挖填作业（分层夯实）→砂砾石垫层→铺设水泥稳定碎石基层→铺设复合土工膜→浇筑道面混凝土。本现场试验在水泥稳定碎石基层铺设完成并养护满7天后进行。
本文在进行试验的过程中，主要将跑道场地分为了五块，其场区一是作为普通的基础来进行设置的传统路面结构，而其中所包含的施工工艺除了未进行相应的复合土工膜未执行以外，其他方面的施工基本与符合路面结构的施工步骤一致；其机场场区的二和三则是土质地基结构，在场区二的道路修建过程中，加入了适量的短期安慰针刺复合土工膜，从而修建成为了符合路面结构，场区三则是加入了相应的使聚酯长丝复合土工膜，也同样形成了复合路面结构；在本次试验过程中，主要是在场区一、二、三上来进行，四、五由于本身都是使用复合土工膜铺设所形成的结构，便无需再进行相应的分析。
2、现场试验步骤
2.1试验检测准备工作
在各个场区的路面水泥稳定碎石基层修筑完成至少，至少要养护7天，才能够开始下一部的承载力试验工作。在进行试验之前，所主要需要重视的准备工作就是要对试验车辆的各项性能指标进行确定，并且对于弯沉测量仪器的精确度进行调整，在实际进行准备工作的过程中，主要涉及到以下几个方面的工作。
1）检查并保持测定用标准车况及刹车性能良好，轮胎内胎符合规定充气压力。
2）向汽车车槽中装载集料，用地磅称量后轴总质量，并符合要求的轴重规定，汽车行驶及测定过程中，轴载不得变化。
3）检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。
3、试验工况及测试结果
本试验分别在模拟晴天、雨天的工况下对路面承载力进行测试。
3.1模拟晴天工况下路面结构承载力全部试验场区采用贝克曼梁法测试二灰基层弯沉。
3.2模拟降雨工况下路面结构承载力为了模拟水对复合路面结构承载力的影响，分别对土质地基场区一、二、三实施人工洒水，洒水量以表层湿润为准，且恰逢整夜小雨，路面结构得到充分湿润，并于24小时后测弯沉值。
1）场区一、二、三所建设的结构均为土质地基，通过对于压实度分析的结果，也就是压实度大于98%的场区弯沉值来进行分析，能够明显的看出，与以往传统的路面结构进行比较来看，复合路面结构的弯沉值降低了8%-10%左右的幅度，这代表着复合道路结构的承载力得到了提升，那么这也就说明了，复合土工膜在这其中起到了极为良好的加固效果。
2）再比较不同复合土工膜的加固效果，由表4可以看出，与传统路面结构相比，加入短纤针刺复合土工膜的路面结构（场区二）弯沉值降低了约8%，加入聚酯长丝复合土工膜的路面结构（场区三）弯沉值降低了约10%，说明两种复合路面结构的承载力都有了一定程度的提高，提高幅度相差不大。
3）按场区二、三不同压实度的测点分析，场区二中90区测点的弯沉值比94区高约13.4%，场区三中90区测点的弯沉值比94区高约14.1%，说明地基压实度对基层弯沉值即其承载能力影响较大。分析其具体影响因素：在载重汽车的动态作用下路基在低压实度区域容易产生不均匀沉降，使得土工膜受到的较大的剪拉应力，在薄弱位置如焊缝处很容易出现拉伸、剥离等破坏，从而无法满足复合土工膜加固路面提高承载力的要求。
3.3雨天工况下路面结构承载力试验结果分析
为了模拟水对复合路面结构承载力的影响，分别对土基场区一、二、三实施人工洒水，使路面结构得到充分湿润，并于24小时后测得弯沉代表值。
1）场区一路面洒水后弯沉值增加22.2%，说明雨水通过路面结构渗透至土质为具有弱崩解性页岩的路基中，路基土层含水量增加后，土颗粒之间结合水膜加厚，在荷载作用下产生滑移，使得其承载力显著下降。
2）场区二、三的弯沉值在洒水前后变化幅度为-4%～6%，相对场区一的传统路面结构变化值较小，说明复合土工膜阻隔了水分对土质地基的崩解作用，起到保护地基的作用。试验同时发现，洒水后场区二、三94区域复合路面结构的弯沉值比传统的路面结构分别降低40%与32%。而洒水前复合路面结构的弯沉值比传统的路面结构降低仅10%。
4、结语
综上所述，内蒙古乌兰察布机场的跑道在使用了复合土工膜之后，呈现出了极为优越的性能提升，不仅对于抗渗性能进行了优化，还帮助机场跑道的承载力提升起到了良好的效果。从这方面的实验情况来看，复合土工膜的强化技术能够使用到各个不同的行业领域之中，并且必然能够呈现出极大的提升效果。
参考文献
[1]江苏省交通科学研究院.路基路面试验检测技术手册[M].北京：人民交通出版社，2009：286-290.
[2]JTJ/T01998道路土工合成材料应用技术规范[S].
[3]JTJ034—93道路路面基层施工技术规范[S]