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摘要:压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。压实度的测定主要包括室内标准密度确定和现场密度试验。在公路检测中路基压实度的检测十分重要,对路基压实度检测一般采用灌砂法,本文对压实度的检测方法进行了阐述,和压实度现场施工中的一些问题进行阐述。
关键词:路基路面;压实度;检测
中图分类号: U213.1 文献标识码: A 文章编号:
1.前言
现场压实质量用压实度表示,对于路基土及路面基层,压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大于密度的比值;对沥青路面,压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。压实度是公路工程中做的最多的检测项目,也是工程质量管理最重要的内在指标之一,只有对路基、路面结构层进行充分压实,才能保证路基、路面的强度。刚度及路面的平整度,并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。本文结合作者在实际施工中的压实度检测经验,对路基路面压实度检测的方法及问题,做出简要的分析和探讨。
2.现场施工中压实度检测的应用
目前公路的路基路面常见压实度的检测方法有灌砂法、环刀法、核子密度湿度仪法、钻芯法测定沥青面层密度。本文根据作者的工作经验主要对灌砂法和核子密度湿度仪法进行对比介绍。
2.1核子密度含水量测定仪工作原理
施工质量检测所用的核子密度仪,一般用铯137放射源,r射线的能量为0.66ZMEV。对这种中等能量r射线,其透过建筑材料时射线的衰减,主要为光电效应和康普顿―吴有训散射。核子水份密度仪,除了能测量物料的密度值,还可测量含水量。当被测物质中含氢量大时,中子慢化得快,中子源周围形成的“热中子云球”的半径就小,热中子密度就越大,水是由氢原子和氧原子 构成的,利用上述原理就可测出含水量。表面型核子水分密度仪测量含水量的深度一般是125mm 测量深度是含水量大小的函数,随着含水量的增大,测量深度就减小。
现场测试方法为:1)选一块光滑的测试地,按规定方法将仪器就位,将放射源定位到预定的测试深度,放射源应达到压实层的底部,启动仪器进行测试计数时,操作人员退到2m以外的安全区;2)测试结束,应立即将放射源退回安全位置,并记录或存测试数据;3)同一测点,仪器应在初始位置进行第一次读数,然后将仪器绕测试孔旋转180°进行第2次读数,取两次读数的平均值。
2.2挖坑灌砂法测定压实度试验方法
该检测试验方法主要用到的仪具与材料有:灌砂筒,金属标定罐基板玻璃板试样盘天平或台秤,铝盒,烘箱,量砂,朔料桶等,试验方法为:首先,在试验地點选一块平坦表面,并将其清扫干净。将基板放回清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞,并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中,不使水分蒸发。全部取出材料的总质量为 mw,准确至1g;然后,从挖出的全部材料中取有代表性的样品,放在铝盒中,测定其含水量ω;最后,将基板安放在试坑上,将灌砂筒安放在基板中间,使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞,打开灌砂筒的开关,让砂流入试坑内。直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。仔细取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量 m4,准确至1g。
该方法的基本计算公式如下:
mb=m1-m4-m2;ρw=×γs;ρd=ρw/(1+0.01ω);K=ρd/ρc×100
式中:mb—填满试坑的砂的质量,g;m1—灌砂前灌砂筒内砂的质量,g;m4—灌砂后灌砂筒内剩余砂的质量,g;mw—填满试坑的砂的质量,g;γs——量砂的单位质量,g/cm3;ρw-试样的湿密度,g/cm3;ρd-试样的干密度,g/cm3;ρc-由击实试验得到的试样的最大干密度,g/cm3;ω—试坑材料的含水量,%;K—测试地点的施工压实度,%;
2.3两种方法的施工对比
核子仪测路基压实度之前要对核子仪用特定的标定块进行标定,然后再做对比试验,求得密度,含水量的偏移量,输入仪器,当无偏移量时应输入0。核子仪对路基压实度的测定受路表面湿度的影响较大,有点路基或低剂量灰土在压完后表面洒水,这时候用核子仪测定压实度,则实际测定的含水量过大,导致压实度严重失真。对此我们经过一组实测数据供的参考,测定路段为低剂量灰土,表面洒了水,看起来就是略显湿润,而灌砂法则不存在这样的影响。同时,核子仪是像电锯或焊枪一样的工具,若不采取适当的安全措施则会造成伤害。
3.路基压实度的影响因素及控制方法
对于填方工程,把土压实是最重要的工作,填方的质量也是由土的压实程度来判断的。在公路施工中,影响路基压实度的因素有填土的好坏、地基处理、含水量控制、松铺厚度以及施工机械设备的配套情况等。作者根据某高速公路进场道路,分析研究路基压实度的影响因素及质量控制。
(1)施工季节的选择
气候因素影响着路基施工的质量,不同地区应根据本地气候特点选择合理的施工季节。例如龙陵地区四月中旬雨季来临,路基填土含水量难以控制,故不是理想的施工季节。
(2)路基填土的选择
我国的地域辽阔、地形复杂,能用于土方路基填筑的自然建筑材料大体可分为:粘性土、亚粘性土、粉性土、砂性土、夹石土等,这些自然建筑原材料在性能及其本身的特点不同,施工单位和建设单位又是处于经济效益方面考虑的因素,大多数都是遵循就地取材的原则,来进行公路路基建设。在路基施工中,如果土质不良,即使松铺厚度适中,碾压合乎规范,仍然很难达到压实度标准。所以,一切路基填土都必须经过试验。
(3)土的含水量
影响土方压实的主要因素是含水量。由击实曲线可知,严格的控制最佳含水量是关键。含水量的大小直接影响着土的压实度,含水量越大,干密度越小。在施工中,将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内,压实效果比较理想。土的含水量过大,压实度必然小,会造成路基稳定性降低,有时甚至出现弹簧土。含水量过小,难于碾压,压实度也难以达到规范要求。对于偏湿土可以采取晾晒方法,使接近最佳含水量再碾压,对于过湿土,也可掺入适量石灰处理。
(4)松铺厚度
为保证路基的强度和稳定性,使路面有一个必要的稳固土基,在填筑土质路堤时,应将填土分层压实。《公路路基施工技术规范》中明确要求必须根据道路的设计断面分层填筑、分层压实。采用机械压实时,分层的最大松铺厚度,高速公路和一级公路不应超过30cm。其他公路按土质类别、压实机具功能、碾压遍数等,经过试验确定,但最大松铺厚度不宜超过50cm。
(5)不同压实机械对压实的影响
振动机械形式是多种多样的,在施工中应采用哪种压实机械最有效,还是要结合各种压实机械的特点和性能,根据施工时土壤类别的实际情况及其物理力学性能,以及现场客观的和自然环境以及建设的公路等级、压实度要求等等,选用压实机械必要时还应通过试验段取得的实际数据和效果来决定使用的压实机械,才能达到既保证质量,又经济快速的效果。
结论
公路路基的压实并达到合理的密实度,是公路施工的重要工序,也是达到有关公路施工的国家标准,实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度,减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形,同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性,增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命
参考文献
[1]中华人民共和国交通部.公路土工试验规程.北京:人民交通出版社,2007.
[2]中华人民共和国交通运输部.公路路基路面现场测试规程.北京:人民交通出版社,2008.
[3]中华人民共和国交通部.公路路基设计规范.北京:人民交通出版社,2004.
[4]中华人民共和国交通运输部.公路路基施工技术规范.北京:人民交通出版社,2006.
[5]中华人民共和国交通部.公路工程施工监理规范.北京:人民交通出版社,2006.
关键词:路基路面;压实度;检测
中图分类号: U213.1 文献标识码: A 文章编号:
1.前言
现场压实质量用压实度表示,对于路基土及路面基层,压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大于密度的比值;对沥青路面,压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。压实度是公路工程中做的最多的检测项目,也是工程质量管理最重要的内在指标之一,只有对路基、路面结构层进行充分压实,才能保证路基、路面的强度。刚度及路面的平整度,并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。本文结合作者在实际施工中的压实度检测经验,对路基路面压实度检测的方法及问题,做出简要的分析和探讨。
2.现场施工中压实度检测的应用
目前公路的路基路面常见压实度的检测方法有灌砂法、环刀法、核子密度湿度仪法、钻芯法测定沥青面层密度。本文根据作者的工作经验主要对灌砂法和核子密度湿度仪法进行对比介绍。
2.1核子密度含水量测定仪工作原理
施工质量检测所用的核子密度仪,一般用铯137放射源,r射线的能量为0.66ZMEV。对这种中等能量r射线,其透过建筑材料时射线的衰减,主要为光电效应和康普顿―吴有训散射。核子水份密度仪,除了能测量物料的密度值,还可测量含水量。当被测物质中含氢量大时,中子慢化得快,中子源周围形成的“热中子云球”的半径就小,热中子密度就越大,水是由氢原子和氧原子 构成的,利用上述原理就可测出含水量。表面型核子水分密度仪测量含水量的深度一般是125mm 测量深度是含水量大小的函数,随着含水量的增大,测量深度就减小。
现场测试方法为:1)选一块光滑的测试地,按规定方法将仪器就位,将放射源定位到预定的测试深度,放射源应达到压实层的底部,启动仪器进行测试计数时,操作人员退到2m以外的安全区;2)测试结束,应立即将放射源退回安全位置,并记录或存测试数据;3)同一测点,仪器应在初始位置进行第一次读数,然后将仪器绕测试孔旋转180°进行第2次读数,取两次读数的平均值。
2.2挖坑灌砂法测定压实度试验方法
该检测试验方法主要用到的仪具与材料有:灌砂筒,金属标定罐基板玻璃板试样盘天平或台秤,铝盒,烘箱,量砂,朔料桶等,试验方法为:首先,在试验地點选一块平坦表面,并将其清扫干净。将基板放回清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞,并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中,不使水分蒸发。全部取出材料的总质量为 mw,准确至1g;然后,从挖出的全部材料中取有代表性的样品,放在铝盒中,测定其含水量ω;最后,将基板安放在试坑上,将灌砂筒安放在基板中间,使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞,打开灌砂筒的开关,让砂流入试坑内。直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。仔细取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量 m4,准确至1g。
该方法的基本计算公式如下:
mb=m1-m4-m2;ρw=×γs;ρd=ρw/(1+0.01ω);K=ρd/ρc×100
式中:mb—填满试坑的砂的质量,g;m1—灌砂前灌砂筒内砂的质量,g;m4—灌砂后灌砂筒内剩余砂的质量,g;mw—填满试坑的砂的质量,g;γs——量砂的单位质量,g/cm3;ρw-试样的湿密度,g/cm3;ρd-试样的干密度,g/cm3;ρc-由击实试验得到的试样的最大干密度,g/cm3;ω—试坑材料的含水量,%;K—测试地点的施工压实度,%;
2.3两种方法的施工对比
核子仪测路基压实度之前要对核子仪用特定的标定块进行标定,然后再做对比试验,求得密度,含水量的偏移量,输入仪器,当无偏移量时应输入0。核子仪对路基压实度的测定受路表面湿度的影响较大,有点路基或低剂量灰土在压完后表面洒水,这时候用核子仪测定压实度,则实际测定的含水量过大,导致压实度严重失真。对此我们经过一组实测数据供的参考,测定路段为低剂量灰土,表面洒了水,看起来就是略显湿润,而灌砂法则不存在这样的影响。同时,核子仪是像电锯或焊枪一样的工具,若不采取适当的安全措施则会造成伤害。
3.路基压实度的影响因素及控制方法
对于填方工程,把土压实是最重要的工作,填方的质量也是由土的压实程度来判断的。在公路施工中,影响路基压实度的因素有填土的好坏、地基处理、含水量控制、松铺厚度以及施工机械设备的配套情况等。作者根据某高速公路进场道路,分析研究路基压实度的影响因素及质量控制。
(1)施工季节的选择
气候因素影响着路基施工的质量,不同地区应根据本地气候特点选择合理的施工季节。例如龙陵地区四月中旬雨季来临,路基填土含水量难以控制,故不是理想的施工季节。
(2)路基填土的选择
我国的地域辽阔、地形复杂,能用于土方路基填筑的自然建筑材料大体可分为:粘性土、亚粘性土、粉性土、砂性土、夹石土等,这些自然建筑原材料在性能及其本身的特点不同,施工单位和建设单位又是处于经济效益方面考虑的因素,大多数都是遵循就地取材的原则,来进行公路路基建设。在路基施工中,如果土质不良,即使松铺厚度适中,碾压合乎规范,仍然很难达到压实度标准。所以,一切路基填土都必须经过试验。
(3)土的含水量
影响土方压实的主要因素是含水量。由击实曲线可知,严格的控制最佳含水量是关键。含水量的大小直接影响着土的压实度,含水量越大,干密度越小。在施工中,将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内,压实效果比较理想。土的含水量过大,压实度必然小,会造成路基稳定性降低,有时甚至出现弹簧土。含水量过小,难于碾压,压实度也难以达到规范要求。对于偏湿土可以采取晾晒方法,使接近最佳含水量再碾压,对于过湿土,也可掺入适量石灰处理。
(4)松铺厚度
为保证路基的强度和稳定性,使路面有一个必要的稳固土基,在填筑土质路堤时,应将填土分层压实。《公路路基施工技术规范》中明确要求必须根据道路的设计断面分层填筑、分层压实。采用机械压实时,分层的最大松铺厚度,高速公路和一级公路不应超过30cm。其他公路按土质类别、压实机具功能、碾压遍数等,经过试验确定,但最大松铺厚度不宜超过50cm。
(5)不同压实机械对压实的影响
振动机械形式是多种多样的,在施工中应采用哪种压实机械最有效,还是要结合各种压实机械的特点和性能,根据施工时土壤类别的实际情况及其物理力学性能,以及现场客观的和自然环境以及建设的公路等级、压实度要求等等,选用压实机械必要时还应通过试验段取得的实际数据和效果来决定使用的压实机械,才能达到既保证质量,又经济快速的效果。
结论
公路路基的压实并达到合理的密实度,是公路施工的重要工序,也是达到有关公路施工的国家标准,实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度,减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形,同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性,增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命
参考文献
[1]中华人民共和国交通部.公路土工试验规程.北京:人民交通出版社,2007.
[2]中华人民共和国交通运输部.公路路基路面现场测试规程.北京:人民交通出版社,2008.
[3]中华人民共和国交通部.公路路基设计规范.北京:人民交通出版社,2004.
[4]中华人民共和国交通运输部.公路路基施工技术规范.北京:人民交通出版社,2006.
[5]中华人民共和国交通部.公路工程施工监理规范.北京:人民交通出版社,2006.