浅析路基土干湿类型的判定

1. 前言
路基是道路的一个重要组成部分，是路面的基础，它协同路面一起承受行车荷载。道路的强度和稳定性除取决于路面结构外，还直接受路基强度和路基稳定性的影响。路基必须具有足够的强度和抗变形能力，现行建设部行标《城市道路设计规范》中规定：“土基设计回弹模量宜大于或等于20MPa”。这是因为我国柔性路面与水泥混凝土路面设计方法都是以弹性理论为基础，如果土基过于软弱，将严重偏离弹性理论的基本假设。同时，也为软弱土基的加固处理提供定量界限依据。路基强度和稳定性在很大程度上决定于岩土性质、路基土层的湿度和密度、水文状况及气温条件等。因此，在道路勘察、设计中，准确判定路基土的干湿类型，对路基强度和稳定性有很大影响。

2. 目前规范规定判定标准
2.1 现行建设部行标《城市道路设计规范》（CJJ37-90）规定：土基的干湿类型，根据不利季节路槽底以下80cm深度内土的平均稠度Bm，按表一确定：

土基干燥、中湿和潮湿状态的水位临界高度应由各城市根据当地情况确定。
2.2 现行建设部行标《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）条文说明规定：土质路基的干湿类型，根据不利季节路槽底面最低点以下0~80cm深度内土的平均液性指数按下列规定确定：平均液性指数大于1.00，为过湿类型；平均液性指数0.75~1.00，为潮湿类型；平均液性指数0.50~0.75，为中湿类型；平均液性指数小于0.50，为干燥类型。

3. 存在的问题及几点认识
3.1 勘察时间与不利季节的问题
在目前道路勘察过程中，由于现场条件以及工期紧等因素，勘察人员对“不利季节”的概念认识有了很大的局限，致使一些工程路基开挖情况与勘察报告提供的资料出入很大，原有路基设计处理方案无法进行，从而造成重复施工，增加工程投资。例如在兰州市某路整治工程中，道路勘察是在3月份进行，地下水位埋深大于4.5~5.0米，经取样试验判定，路基土干湿类型为干燥。但8月份开工建设时，地下水位升高至2.0~3.0米，由于上部路基土的含水量过大，路基土无法压实，原道路路基设计方案不宜实施，最后对路基土进行了翻晒夯实，同时增大了路基结构层厚度。因此，现场勘察工程师在采取现场第一手资料的情况下，同时要充分考虑不利季节对道路路基土层含水量的影响，综合判定路基土干湿类型。
3.2 液性指数与稠度的关系

由式（3）推算，《城市道路设计规范》（CJJ37-90）与《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）的路基土干湿类型的判定标准范围区间就有了差异，同一组数据用两本规范判定，其判定结果就有可能不同，从而直接影响路面结构和厚度设计。例如某孔平均稠度为0.4，液性指数为0.6，据《城市道路设计规范》判定路基土为过湿类型，而据《市政工程勘察规范》判定路基土仅为中湿类型，而这两种情况下路基结构设计就有很大不同。总体来说，《城市道路设计规范》（CJJ37-90）的规定比《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）的相关规定更为严格，因此，采用《城市道路设计规范》（CJJ37-90）的相关条文进行路基土干湿类型判定更为合理。
3.3 取土试验深度的问题
根据《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）的相关规定，兰州地区目前城市道路主、次干道勘探孔间距一般为100~150米，与实测地下水位的勘探孔间距基本一致，取土试样的竖向间距在原地面或路面设计标高以下1.5米内，其取样间距为0.5米，1.5米以下一般为1~2米。这是因为道路在行车荷载作用下，路面以下将产生显著的应力状态，一般载重汽车影响深度为1.2~1.5米，这与取样深度相吻合。但随着社会经济的发展，大多数重型车辆的影响深度可达3米左右，有些超重型车辆的影响深度甚至可达4.5米左右，这也是目前大多数城市道路包括公路路基破损、使用年限降低的主要原因之一。因此，勘察工程师在道路勘察中应当在重视路面以下1.5米范围内土层的物理力学性质的前提下，同时也应重视下部土层的物理力学性质，在评价路基土干湿类型时，应在2米以内土层数据的基础上，同时综合考虑5米以内路基土层的含水量状况，综合判定道路路基土的干湿类型，为设计人员提供合理的设计参数。
3.4 与地层岩性结构的关系
路基土地层岩性结构对土层含水量影响较大，一般情况下，上部土层所包含水分应向下部强透水的砂卵石层疏干，若中间存在弱透水的粘性土层时，阻碍了上部土层水分的正常疏干，使大量水分汇聚在弱透水层以上，有时会形成上层滞水。我们在兰州市安宁区某道路工程中发现，该道路路基土地层结构一般上部为湿~饱和状粉土层，其下部有一层弱透水的粘性土层，底部为砂卵石层。在3月份勘察时，地下水位埋深大于5.0米，路基土属干燥类型，但在丰水季节道路施工时路基土翻浆，无法压实。因此，在评价路基土干湿类型时应综合考虑地基土层的地层岩性结构特征，尤其是路基土中存在弱透水层及隔水层时，应结合室内试验数据，作出合理判定，以服务于工程设计及施工。
3.5 地层的含水性与地下水
地基土层的含水性能与地下水的升降对路基土层含水情况影响较大，一般来说，粗颗粒砂性土的含水性较差，地下水毛细上升高度较小，一般约几十公分，受水位升降的影响较小，地层吸水及失水疏干较快；细粒粉性土及粘性土地下水毛细上升高度较大较快，可达2~3米，受水位升降的影响较大，地层吸水及失水疏干较慢。在路基干湿类别判定时，在以室内试验数据为依据的前提下，应考虑地层含水性及不利季节由于水位幅动对地基土含水量的影响，综合评价。
3.6 人类活动对路基土干湿类型的影响
人类活动对路基土干湿类型的影响也比较大。如绿化浇水、农田灌溉、管线渗漏等，都容易使路基土的干湿类型判定形成假象，造成误判。因此，勘察工程师在评价路基土干湿类型时，还要充分考虑由于人类活动对道路路基土层含水量的影响，综合判定路基土干湿类型。

4. 结束语
由于路基土干湿类型的判定直接影响路面结构和和路基厚度的设计，直接影响道路工程的长期安全使用，因此，勘察工程师在现场勘察及判定时，应综合考虑不利季节、判定标准、地层岩性结构、取土试验深度、人类活动等各个方面的因素，对道路路基土干湿类型作出合理的判定，为设计及施工人员提出合理的参数，更好地服务于工程项目。

参考文献：
1.《城市道路设计规范》（CJJ37-90）
2.《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）