浅论EV2/EV1比值在基床表层级配碎石检测中的作用

摘要：本文通过哈大客运专线路基基床表层级配碎石施工讨论了Ev2/Ev1比值对路基基床表层压实质量的控制作用。关键词：路基基床表层、级配碎石、静态变形模量Ev2、Ev2/Ev1比值、压实度1、前言

我国现在迎来一个铁路客运专线发展的一个高峰期，全国大力建设设计速度为350Km/h，并大量采用无砟轨道的客运专线，这对路基填筑质量的检测技术提出了特别高的要求。借鉴外国高速铁路建设经验，我国客运专线无碴轨道路基压实质量的检测与评价采用了静态变形模量指标，也就是EV2检测技术。

2、静态变形模量EV2概念

静态变形模量Ev2属于路基土体的强度指标，由平板载荷试验二次加载，测得承载板下应力σ和与之相对应的承载板中心沉降量S来计算得到。

应力―沉降量关系方程：

式中，――承载板下应力(MPa)

S――承载板中心沉降量（mm）

――常数项

――一次项系数（/ MPa）

――二次项系数（/ MPa2）

应力―沉降量曲线方程的系数是将测试值按最小二乘法计算得到的。用于计算系数的方程式为：

Si―每级对应的承载板中心沉降量（mm）

σi―每级对应的应力 （MPa）

在测试Ev2的同时，利用第一次加载试验可测得一次变形模量Ev1，EV1和EV2的计算公式为：

EVi=1.5r/(+σ1max)

式中：

Evi―变形模量（MPa）；

r―承载板半径（）；

σ1max---第一次加载的最大应力（MPa）；

3、基床表层的填料及试验检测要求

在我国铁路客运专线的基床表层填料中一般采用级配砂砾石或级配碎石等材料填筑。在哈大铁路客运专线基床表层的填料采用的是0～5mm、5～10mm、10～20mm、20～40mm四级掺配的级配碎石。

(1) 材料性能要求为：

大于1.7mm集料的洛山机磨耗率不大于30%。

大于1.7mm集料的硫酸纳溶液浸泡损失率不大于6%。

小于0.5mm细集料的液限不大于25%，塑限指数不大于6。

不得含有粘土及其它杂质。

不均匀系数U=D60/D30不得小于15，0.02mm以下颗粒质量百分率不得大于3%，颗粒粒径d≤0.075mm含量不得大于5%（质量比），同时满足压实后颗粒粒径d≤0.075mm含量不得大于7%（重量比）。

级配碎石的粒径级配范围应符合下表要求：

基床表层级配碎石级配范围表

(2) 压实质量采用孔隙率、压实系数K、地基系数K30、动态变形量Evd、静态变形模量Ev2控制，检测标准见下表：

4、路基基床表层施工及试验检测

按照哈大客运专线TJ-2标段路基图纸基床表层厚度为60cm，其中级配碎石为55cm，防水隔断保护层中粗砂为5cm。按照图纸设计，基床表层级配碎石分成三层来施工，底下一层为15cm，铺在防水隔断层中粗砂上面的40cm分成二层进行，每层20cm。在级配碎石施工过程中，严格控制级配碎石的含水率为5%。碾压时先静压后弱振再强振最后静压收光，先慢后快，横向轮迹重叠不少于40cm，各区段交接处，纵向搭接压实长度不应小于2m，上下两层填筑接头应错开不小于3.0m。做到无漏压、无死角，碾压均匀，达到施工图及质量标准规定的压实度。通过试验段工艺总结，确定路基基床表层级配碎石施工采用静压2遍、弱振2遍，再静压2遍收面的碾压组合方式，共计碾压6遍。但具体碾压遍数各工点可根据试验得出参数后适当修改指导施工。

5、讨论总结

(1) 随着时间的增长，不管是按照标准施工工艺施工还是非标准工艺施工，Evd和Ev2单项值变化比较大，一般都能达到设计要求，但是Ev2/Ev1的比值变化较小。开始比值偏大的在一定的时间段内很难达到设计要求。说明路基压实质量好坏与Ev2/Ev1值的相关性很大，应把它作为控制基床表层压实质量的指标之一。

(2) Ev2/Ev1值的大小，是决定路基压实质量的重要指标，哈大客专技质[2008]116号《哈大客专路基检测和质量控制指导意见》中提出“参照德铁标准Ev2/Ev1≤2.3”，根据Ev2/Ev1定义，路基碾压的好坏是决定Ev2/Ev1比值的一个重要环节，碾压遍数和级配碎石施工含水量是控制能否碾压密实的关键。严格按照工艺标准施工的过渡段，Ev2/Ev1比值都偏小，比值越小，说明压的越密实。没有压密实的，Ev2/Ev1比值都偏大。

(3) 超过一定时间段后Ev2/Ev1比值下降比较明显，这是因为级配碎石中含有大量的石粉，随着时间的增长，级配碎石在表面形成板结。使得级配碎石的强度增加，第一次加载的沉降量减小， Ev1值增加。这时的数据更多反映的是级配碎石的强度。因此，在基床表层检测时，有个时间限制。在越及时进行检测，越能反映压实数据的真实性。

6．、结语

基床表层在无砟轨道建设客运专线路基结构中相当于从柔性段（路基本体，及路基基床底层）到刚性段（基床底座、轨道板）的过渡段，使得整个路基结构形成一个良好的整体。而Ev2/Ev1的比值对路基床表层压实质量的控制相当关键，它能真实反应压实质量是否合格。切实按照标准施工工艺进行施工，严格控制压实度，保证工程质量。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看