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PAGE PAGE 13 利用数值分析确定基层压实度 祝国华 张宁标 （江西省上饶市公路管理局 上饶 334000） 摘 要：江西省上饶市河雷公路沿线砂砾储量丰富，为了降低工程造价、合理利用资源，该公 路拟采用水泥稳定砂砾基层。基层组成设计时，经试验，基层无侧限抗强度达不到要求。为了 保证基层强度，须在砂砾中掺加碎石。由于施工变异，混合料最大干容重难以确定。本文利用 数值分析方法确定基层混合料碎石掺加量与最大干容重函数关系，并对其余项作了截断误差分 析，证明数值分析精度符合要求。 关键词：道路工程；水泥稳定砂砾掺碎石基层；数值分析；压实度 0 前言 河雷公路路面工程全长17 km，设计路面基层结构形式为20cm水泥稳定砂砾基层。基层7d无侧限抗压强度设计值≥2.8Mpa。沿线河床开阔，水力坡度小，砂砾材料储量丰富。上饶市公路局管理局试验检测中心在进行基层组成设计时，水稳砂砾7d无侧限抗压强度仅为2.5Mpa，基层强度达不到有关规范和设计文件要求。为合理利用资源、降低工程造价，根据相关试验规程，在试验基础上，拟在水稳砂砾中适当掺加碎石，经数值分析，确定最大干容重与碎石掺量的关系，从而确保基层压实度和强度。 1 碎石用量确定 1.1根据级配确定。要符合基层设计和施工规范规定的级配范围，碎石用量不超过45%、砂砾用量不低于55%较合适（参考江西公路科技2003年第4期） 水泥稳定砂砾掺碎石基层级配调整计算表 表1 碎石掺量 筛孔 35% 40% 45% 50% 55% 60% 规范标准 筛孔尺寸(mm) 通过百分率 通过百分率 通过百分率 通过百分率 通过百分率 通过百分率 通过百分率 37.5 100 100 100 100 100 100 90~100 31.5 94.96 94.24 93.52 92.80 92.09 91.36 66~100 19 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 54~100 9.5 47.58 43.92 40.26 36.60 32.94 29.28 39~100 4.75 37.83 34.92 32.01 29.10 26.19 23.28 28~84 2.36 26.00 24.00 22.00 20.00 18.00 16.00 20~70 0.60 20.02 18.48 16.94 15.40 13.86 12.32 14~57 0.075 16.50 15.24 13.97 12.70 11.43 10.16 8~47 筛底 0 0 0 0 0 0 0~30 1.2根据强度确定。在试验室中根据设计建议配合比，按规范要求做出试验标准配合比，即水泥：碎石：砂砾=4.5%：40%：60%，最大干容重2.26g/cm3，最佳含水量为4.5%，以此为基准，选取碎石含量分别为80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%（对应砂砾的含量分别为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%）进行重型击实试验，为统一试验标准，增加可比性，水泥剂量全部按外掺5.2%控制（拌和站控制水泥剂量比设计配合比多0.52%）。根据各个击实试验结果制作试件，同时做7d无侧限抗压强度试验，碎石掺量与最大干容重、无侧限抗压强度关系如表2。 综合基层级配、无侧限抗压强度等因素，河雷公路水稳砂砾掺碎石基层合理碎石掺量为40%。施工时可用40%碎石掺量的最大干容重计算压实度。但因碎石用量不可能准确在40%，牛顿插值数值分析不要求节点等距，插值函数连续，可确定基层混合料最大干重。 碎石掺量与最大干容重、无侧限抗压强度关系 表2 项目 类别 最大 干 容重 最佳 含水量 无侧限抗压强度 实测 平均值 平行试验 偏差系数 单位 g/cm3 % Mpa % 碎石含量 20% 2.15 7.2 2.21 13.2 30% 2.22 6.9 2.45 9.61 40% 2.26 4.5 2.98 8.62 50% 2.28 6.1 3.34 6.53 60% 2.32 6.0 4.20 12.0 70% 2.35 5.9 4.35 8.27 2 牛顿插值数值分析 2.1牛顿插值分析计算。根据上饶市公路管理局试验检测中心资料，碎石用量与最大干容重关系如下表。 碎石用量与最大干容重关系 表3 碎石用量% 20% 30% 40% 50% 60% 70% xi x0 x1 x2 x3 x4 X5 最大干容重g/cm3 2.15 2.22 2.26 2.28 2.32 2.35 f(xi) f(x0) f(x1) f(x2) f(x3) f(x4) f(x5) 说