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诌议公路工程路基压实度试验检测方法

来源:职称驿站所属分类:交通运输论文
发布时间:2012-08-10浏览:20次

  摘要:路基压实度的满足,是道路强度和稳定性的保证,也是道路能够较长使用寿命的关键。本文作者结合多年施工经验,对压实度做了简要介绍,分析了影响压实度的因素,对路基压实度试验检测方法进行一些粗浅的探讨。
  关键词:路基;压实度;检测
  前言
  随着我国经济的迅速发展,修建了大量高速公路。但是在高速公路建设过程中,公路的质量控制与检测一直困扰着公路施工整个过程,而路基的强度与稳定性对路面工程质量影响最大,能够反映路基强度的重要指标是路基压实度。路基压实度的满足,是道路强度和稳定性的保证,也是道路能够较长使用寿命的关键。
  1土壤的压实度
  随着我国经济建设的迅速发展,公路车辆交通量和运载负荷在日益增大,这将导致路面的使用寿命达不到设计的使用寿命,致使路面出现过早破坏。路面的破坏与路基和车辆有大关系,目前我国高等级公路沥青路面主要是按半刚性基层沥青路面的强基薄面模式设计的。基层是路面结构的主要承重层,也是是路面结构整体强度的核心层,基层的强弱对整个路面的使用质量和使用寿命都有十分重要。压实度是衡量基层的重要的指标,它的的检查和控制成为进一步发展压实技术的一个重要而紧迫的内容。压实度的计算公式如下式:
  
  δ———土壤压实后的干密度与该土壤的标准干密度之比值,用百分比表示;
  γd实测———实际干密度
  2压实度的影响因素
  在对土壤进行压实时,只有土壤在最佳含水量的情况下压实效果最好。最佳含水量和最大干密度是由重型击实试验根据土样得到的,并且最佳含水量是施工控制的重要依据,最大干密度则是现场压实度的标准。含水量控制的越严格,越接近最佳含水量,则碾压效果一般越好。
  在击实功相同条件下,不同的土类及级配其压实性也是不一样的。在工程施工中优先选用的填方用土是级配良好的土类。不同填方要求选择的土类也是不同的,当我们填筑路堤时,砂砾土、砾土及亚砂土是最适合选用的,其原因是这类土的内摩阻力小、粘结力小、渗水性强,并且土壤中的含水量空间较大,这就会使土壤更加容易压实,并且有足够的稳定性与强度,遇水不致过分软化,并且能有效的抵抗路基的沉陷;而在填筑路堤若选用粉质土和细砂土,虽然这类土的土质稍差些,但是也比较容易压实,可是在饱和状态下,这类土容易变成流塑状并失去承载能力,所以当选用这种土填筑路堤时,当其在良好的水文地质条件下是足够稳定的,但是若不做与之配套的防护工程,这类土是容易受水冲刷的;若选用亚粘土和重亚粘土,其被压实比较难,但与粉质土相比较它们仍是比较有利的土,这类土具有较高的粘性与不透水性;粘土是最难压实的土,在潮湿状态下,这类土不稳定,塑性较差,容易发生剪切,并且在干燥状态下,这类土更加容易丧失水分,从而会导致土体龟裂,这类土还有个特点是液限大最佳含水量大,从而其最大干密度小,并且当路基碾压时,及易形成“软簧”,故这类土不宜选用。
  3压实度的检测方法
  目前,国内外对压实度的检测方法有很多种,主要可以分为破坏性试验和非破坏性试验两大类,所谓破坏性试验,是指在测量土层或材料层的压实度和含水量之前,需要对被检测土层进行一定程度的破坏,进行采样。非破坏性试验是利用科技产品通过探头针对被检测层直接进行检测。
  3.1破坏性试验检测方法
  常用的破坏性试验主要有灌砂法、水袋法、环刀法、灌水法、腊封法,下面将对这几种方法进行简单介绍。
  (1)灌砂法
  首先在拟测量压实度的地点挖掘出来一个圆形试洞,洞深一般应等于碾压层的厚度。注意在挖洞过程中,需要使洞壁尽可能垂直,避免洞径上大下小。仔细收集洞中挖出的全部土或材料,不要丢失,并采取措施一定的保护措施来保证其含水量不受损失,并需急时称取洞中挖出的全部土或材料的质量,并需要取出有代表性的样品做含水量试验。下一步就是用均匀的颗粒(或单一颗粒)的砂,由一定高度下落到规定容积的筒或洞内,根据其单位质量不变原理,来测量出试洞的容积,从而可以测出试洞的体积。
  (2)水袋法
  首先在准备测量压实度的位置挖掘一个圆形试验用的洞,对洞深的要求以及对称量洞中挖出的土或材料和取样品测量含水量的要求,均与上面所述的灌砂法相同。测量试洞的容积时,将水袋法中使用的薄橡皮袋放入试洞内,在规定压力下将水压入橡皮袋中,使橡皮袋扩张到与试洞底和壁相接触,根据所用水量确定试洞体积。
  (2)环刀法
  在采用环刀法测试前,首先清除干净试验地点表面及未压实土层,并需要将压实土层铲平一部分;根据土质干湿和紧密程度的不同,采用直接落锤打入法、或压入法将环刀压入或打入到土中;然后将环刀及土样挖出,称出环刀、湿土重和刀重;根据环刀中取出具有代表性的试样测定其压实度。它是较简单和较快捷的一种试验方法,但它的破坏性较灌砂法和水袋法大得多。
  3.2非破坏性试验检测方法
  无损检测压实度的方法可以作为一种间接检测压实度的测试方法越来越受到操作人员和研究人员的重视,无损检测方法减少了对压实路基的破坏,并对环境影响比较小,通过对国内外参考文献的参阅可知,现在国内外对路基压实度的无损测试方法进行了很多试验与研究,并取得了相当满意的研究成果,这些研究成果已经成功的应用到了工程实际当中,现就目前常用的无损检测方法进行如下简单的介绍:
  (1)核子密度仪检测法
  核子密度仪检测法是利用放射性元素产生的射线测量路基土或路面结构层材料的密度,同时利用中子来测量它们的含水量。其原理是根据放射线穿过物质时要发生衰减,并且其衰减量的大小与被穿透物质的密度成正比,这样我们就可以通过放射性射线的衰减量根据相关公式就可以反推出物质的密度。这种无损检测压实度的方法的优点很突出:测量速度快,需要的人员少并且不破坏土的结构,但是长期使用对人体造成的辐射伤害,而且该此种检测方法价格高,对环境条件的要求高,并需要严格的可控制放射性对人体伤害。
  (2)瑞雷波检测法
  瑞雷波法进行压实度检测主要是利用瑞雷波在不同层介质中具有的频散现象和不同波长的穿透深度不同这两种特性对压实度进行测定压实度。其工作原理是在介质表面施加一个恒定的瞬态激振力,使被测土体内会产生不同频率的瑞雷面波,根据不同频率的瑞雷面波的变化情况,来判定压实度的变化。近几年,瑞雷面波法广泛应用于公路工程质量检测中,达到了较好的使用效果,虽然Rayleight波测试方法可以达到无损、快速检测路基压实度,但是它不能对土体的含水量进行测试,因此这种检测方法还是有缺陷的。
  (3)探地雷达测压实度技术
  应用探地雷达检测压实度的工作原理是通过向地下发射高频脉冲电磁波,电磁波在地下介质中传播时,当遇到有电性差异的物体就会产生反射,反射回来的电磁波再经天线接收,根据接收的回波振幅、波形和双程时间等参数就可以推断出地下目标体的结构、空间位置、电性及几何形态,从而达到探测地下结构的目的。
  结束语
  试验检测在路基工程的施工中,压实度的控制是施工质量管理中最为重要的一项重要指标,它直接关系到整个工程的质量、进度;关系到已建成公路的强度、使用寿命和行车安全。因此,为了满足当今公路施工工程的建设,需要同行们发展一种简捷、快速、无损而有效的压实度检测手段,来满足公路建设的需要。
  参考文献
  [1]李大心.公路工程质量的探地雷达检测技术[J].中国地质大学学报:地球科学,1996
  [2]丁红军.路基土施工压实度检测方法探讨[J].山西建筑,2008
  [3]赵江.路基压实度动测方法的研究[D].湖南大学,2005

《诌议公路工程路基压实度试验检测方法》

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