路基工程土工试验检测技术
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路基检测方法范文
路基是公路设计中的重要组成部分,承载着车辆和路面荷载的作用。因此,对路基的稳定性和质量进行检测是保证公路安全运行的重要环节。下面将介绍几种常用的路基检测方法。
1.现场勘察方法
现场勘察是路基检测的首要步骤。勘察人员需要深入实地,观察路基的地形、土壤性质、水文地质情况等。通过对现场情况的观察和记录,可以初步判断路基的稳定性和潜在问题。
2.动力观测法
动力观测法是一种通过振动装置施加动荷载于路面来测试路基稳定性的方法。振动装置在路面上施加冲击或振动,通过观测路基的共振频率、反射波等参数,来评估路基的稳定性。这种方法适用于较大面积的路基检测,可以快速获取大量数据。
3.土工试验方法
土工试验是通过对路基土壤的物理力学性质进行测试,来评估路基的稳定性的方法。常用的土工试验包括颗粒分析试验、密度试验、压缩试验等。通过这些试验可以确定土壤的含水率、容重、抗剪强度等参数,以评估路基的承载力和稳定性。
4.运动监测方法
运动监测方法是通过安装运动监测设备,实时记录路基变形和应力情况的方法。常用的运动监测设备有倾斜计、应变计、位移计等。这些设备可以实时监测路基的变形和变化趋势,提供重要的数据支持。 5.非损检测方法
非损检测方法是一种通过无需对路基进行破坏性试验,通过表面或浅层测试来评估路基质量的方法。常用的非损检测方法包括地质雷达、声波探伤仪、红外热像仪等。这些仪器可以快速获取路基的结构和材料信息,对路基进行质量评估。
综上所述,路基检测是保证公路运行安全的重要环节。通过现场勘察、动力观测、土工试验、运动监测和非损检测等多种方法的综合应用,可以全面了解路基的状况和稳定性,为公路设计和维护提供科学依据。在实际应用中,需要根据具体场地和需求选择相应的检测方法,并结合多种方法的结果进行综合分析和判断。
路基填料试验检测标准
1.6.1 技术指标包括:界限含水量、颗粒分析、CBR 值
1.6.2 技术要求
〔1〕土质路堤填料
①含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为路基填
料。
②淤泥、泥炭、冻土、有机质含量大于 5%的土、膨胀土及含水量超过规定的土不得直接用于填筑路基;确需使用时, 必需承受技术措施进展处理,经检验符合设计要求前方可使用。
③液限大于 50%,塑性指数大于 26、含水量不适宜直接压实的的细粒土,不得直接用于填筑路基;需要使用时,必需承受技术措施进展处理,经检验符合设计要求前方可使用。
④粉质土不宜直接填筑于路床,不得直接填筑于浸水局部
的路堤及冰冻地区的路床。
⑤湿黏土、红黏土和中、弱膨胀土作为填料时,液限在40%~70%之间且 CBR 值符合表 10 规定。但不得用于路床区填料,碾压时填料稠度掌握在 1.1~1.3 之间。
⑥利用粉煤灰填筑路堤时,烧失量宜小于 20%,粉煤灰的粒径宜在 0.001~1.18mm 之间,小于 0.075mm 颗粒含量宜大于
45%。 填料应用部位 填料最小强度〔CBR〕〔%〕 填料最大
〔路床顶面以下部 高速大路、 二级及二级以 粒径
位〕〔m〕 一级大路 下大路 〔mm〕
上路床
〔0~0.30〕
下路床
〔0.30~0.80
填 〕
方 上路堤
路 〔0.80~1.50
基 〕
下路堤
〔>1.50〕 3.0 2.0 150*
零填及 0~0.30 8.0 6.0 100
挖方路 0.30~0.
基 5.0 1.0 100 80 ⑦路基填料最小强度和最大粒径应符合表 15 要求:
路基填料最小强度和最大粒径要求 表 15
8.0 6.0 100
5.0
1.0
100
1.0
3.0
150
注:*不适应填石路堤(2)填石路堤填料
①膨胀岩石、易溶性岩石不宜直接用于路堤填筑,强风化
岩石料、崩解性岩石和盐化岩石不得直接用于路堤填筑。 ②利用红砂岩作为路基填料,在施工前必需对红砂岩进展
序号 名称 试验或检验项目 抽样组批原则 备注
1 土 干密度、含水量、液限塑限、颗粒分析、有机质和硫酸盐含量(有怀疑时) 1)含水量:每天使用前测2个样品;
2)液限塑限:每种土使用前测2个样品,使用过程中每2000 m3测2个样品;
3)5000m3或土质发生变化时。 《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)
2 生石灰 有效钙及氧化镁总含量 生石灰以同一产地、同一批进厂,每200t一批,不足200t也按一批计[《水运工程质量检验标准》(JTS 257-2008)] 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG
E51—2009)
3
灰土 重型击实试验 6%石灰改善土只做一个,求其最大干密度、最佳含水量。 《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)
4 灰剂量 每2000m21次,至少6个样品,不小于设计值-1.0% 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》)JTG
E51—2009)
5
路基压实 压实度
(灌砂法) 每层、每一施工段且面积不大于2000m2取一点《水运工程质量检验标准》(JTS
257-2008);每层每200米4点[<公路工程质量检验评定标准>(JTGF80/1-2004)]。 底基层以下0~80cm的压实度大于93%,80~150cm的压实度大于90%(均重型击实标准),压实厚度控制在20cm为宜
6 无侧限抗压强度
土石混填路基压实质量检测方法
摘要:根据在控制路基压实质量中所起的作用,可将压实质量检测指标分为两类:物理性质指标和力学性质指标,分别对应的检测方法为密度检测法和抗力检测法。土石混合填料作为一种良好的填筑材料被越来越多的应用于工程实践中,若采用传统的检测方法检测其压实质量,则存在诸多问题。通过对这些检测方法的评价,分析其应用在土石混填路基中的不足之处,提出采用连续压实控制技术实现对土石混填路基压实质量的实时控制。
关键词:土石混合填料;路基;检测方法;控制指标;连续压实控制技术
我国西部地区多为山岭丘陵,其地形,地貌和地质水文条件复杂,修筑公路时为节约成本,往往就地取材,采用隧道、边坡等开挖得到的土石混合料填筑路基。和一般的细粒土相比,土石混合料的粒径变化大,含水状态极不均匀,如果仍采用细粒土的压实质量检测方法和评价标准,必然存在着检测评价指标的适用性、评价标准的合理性等问题[1]。随着土石混合填料在我国路基工程中的大量使用,通过对传统检测方法的对比分析,提出一种针对土石混填路基的快速、稳定、无损的压实质量评价方法。
1土石混填路基压实质量的控制指标
传统检测方法的压实质量控制指标往往可以分为两大类:物理性质指标和力学性质指标[2]。其中物理指标,例如压实度K和孔隙率n等,表征的是路基土的密实状况,间接的反应了路基的强度和变形。而力学指标,例如地基系数K30、动弹性模量Evd、变形模量Ev1、Ev2等,直接表征了路基的强度和变形性状。在实际工程中,根据不同的工程概况,将会选取不同的控制指标,见表1。
2不同控制指标下的压实质量检测方法
2.1物理指标下的压实质量检测方法
物理指标有压实度K和孔隙率n等,反映的是填土压实后的密实程度,而填土的密实程度和强度及变形密切相关。以物理指标控制压实质量的方法称为密度检测法。2.1.1压实度压实度K是现场土石混合填料碾压后的干密度和室内试验测得的最大标准干密度的比值,它反应的是土体的密实程度。(1)式中,ρd为填料的现场干密度,g/cm3;ρdmax为填料的标准干密度,g/cm3。从式(1)可以看出,针对土石混填路基需要解决三个问题:现场干密度ρd的确定、标准干密度ρdmax的确定以及现场干密度ρd和标准干密度ρdmax的对等性[3]要求。①现场干密度ρd的确定传统的方法有灌砂法和灌水法,使用灌砂(水)法采取样品时,需要手工操作如挖坑、称重等,其精度受人为因素影响,方怡洵[4]、李浩[5]结合工程实践,分析了影响灌砂法试验精度的因素。对于级配均匀的细粒土而言,这种影响尚能接受,但是对于土石混合填料而言,误差较大。由于土石混合填料的粒径大,可以通过扩大试坑体积来提高精度,但导致工作量和检测时间增加,难以满足规范要求的测试频率,还有可能影响施工进度。为了加快检测速度,并不破坏土层结构,工程中提出了核子密度仪法和瑞利波法,姚保才[6]将灌砂法和核子密度仪测得的干密度ρd进行对比分析,发现两者具有较好的相关性,李青山等人[7]通过室内试验建立了剪切波速Vs和干密度ρd的关系模型,并和传统检测方法的结果进行比较,一致性较好。核子密度仪法和瑞利波法虽然快速高效,但是其工作参数受土石混合填料的颗粒级配和粗颗粒含量影响较大,对于料源变化较大的路段需要多次标定。②标准干密度ρdmax的确定目前常见的确定标准干密度的方法有表面振动仪法、振动台法以及击实法。对于土石混合填料而言,确定其标准干密度ρdmax时有几个问题需要解决。1)粒径大:按照目前各国的规范,无论是表面振动和振动台法还是室内击实试验,被测土料都存在最大粒径的范围限制,例如,我国《土木工程试验规范》规定土料的最大粒径dmax燮60mm。而实际工程中土石混合填料的最大粒径明显超过了上述粒径范围。目前处理超粒径料的方法主要有三种:剔除法(超粒径料含量不大于10%),等重量替代法[8](超粒径料含量不大于50%),相似级配法[9](超粒径料含量大于50%的卵漂石、堆石)。2)含石量变化大:在土石混填路基中,每一点的含石量相差很大,测得的土石混合填料密度值呈离散性分布[10],若以某一含石量下的标准干密度来控制压实度,则很有可能出现压实度大于1的情况。考虑到土石混合填料的含石量变化大,闫秀萍[11]利用室内击实试验得到标准干密度和含石量(d叟5mm)的关系曲线来确定不同含石量下的标准干密度。3)非均质性:计算标准干密度时假设填料均质,即填料材质是同一种。而土石混合填料是非均质材料,即使含石量相同,标准干密度也会发生变化,周立新[12]提出了填料不同压实度对应的固体体积率控制指标建议值。③现场干密度ρd和标准干密度ρdmax的对等性室内外试验所用土石混合填料的颗粒组成、级配要有对等性且室内击实功数据和相应的压实机具应相匹配,这样式(1)的计算结果才有意义。但考虑到取样的代表性、材料的变异性等因素,直接的对等性很难得到满足。2.1.2孔隙率《时速200km新建铁路线桥隧站设计暂行规定》首次在我国铁路路基施工监测中采用孔隙率指标,孔隙率n的大小同样反映了土体的密实程度。所以,黄俊[13]从孔隙率的定义出发(土的孔隙体积Vv与土总体积V的比值),用灌砂法测得填料的总体积V,然后将填料烘干后用排水法测得填料的孔隙体积Vv,避免了土石分离。另外,李少波[14]通过试验建立了土石混合填料剪切波速Vs和孔隙率n的相关分析模型,提出应用剪切波速Vs评价土石混填路基压实质量的新方法。和压实度K相比,以孔隙率n为控制指标具有很多优点:①对于土石混合填料而言,标准干密度ρdmax的确定困难,而以孔隙率n为控制指标时,则不需要确定标准干密度ρdmax。②由于土石混合填料的非均质性,使得确定的压实干密度上下波动较大。但类似相关经验表明,对于非均质填料其孔隙率相对稳定有规律[15],能够较好的反映路基压实质量的整体性状。不足之处是:①颗粒密度G是使用视密度Gs还是毛体积密度Gm没有明确的规定,以至于不同检测者所计算结果产生较大偏差。唐沛[16]将这两种孔隙率的测试结果进行比较分析,发现将毛体积密度Gm看作填料的颗粒密度G更为合理。王龙炜[17]提出在填料内部孔隙填充量不足情况下,取视密度Gs和毛体积密度Gm两者的平均值作为填料的颗粒密度G。②土石混合填料级配变化较大,采用统一的孔隙率常定指标可能出现超过检测精度容许的误差。