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重载铁路路基填筑压实质量检测的K_(30)试验技术研究

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表 4 加载稳定不同标准下 K30 试验数据汇总
试验点编号
1% 变形标准下 K30 值
/ （ MPa·m －1 ）
试验点编号
3 分钟时间标准下 K30 值
/ （ MPa·m －1 ）
20110713 － 5 20110713 － 7 20110716 － 1 20110716 － 2 20110716 － 3 20110717 － 1 20110717 － 2 20110717 － 3
（ 1）
式中 P 为油压表读数，MPa； σ0 为压力板底荷载
强度，MPa。
图 2 压力表读数与压力板底荷载强度关系曲线
2. 2 标准条件下的 K30 试验 对 DK92 + 064 ～ + 475 范围内基床以下路堤填土
层进行了标准条件下的 K30 试验，共测试了 15 个点， 试验数据见表 2。
最大值 平均值 变异系数
105. 1 151. 4 53. 9 60. 2 100. 0 41. 6 104. 9 93. 3 97. 9
176 96. 4 0. 332
加载稳定时间 2 分钟条件下的 K30 试验路段与标 准条件下 K30 试验路段相隔约 1 km，路基填料来源于 同一取土场，碾压机械和碾压工艺相同，试验数据 有较好的可比性。由表 2 与表 3 可知，加载时间间 隔 2 分钟条件下得到的 K30 均值为 96. 4 MPa / m ，而 试验规程给出的 1 % 变形稳定标准条件下对应的 K30 均值为 94. 3 MPa / m，前者约为后者的 102 % 。可见 两种试验条件下的测试值差异并不显著。但二者对 应的 加 载 稳 定 时 间 相 差 较 大，前 者 仅 为 后 者 的 40 % ，检测效率大为提高，这对机械化大规模路基 快速填筑施工具有重要意义。
·66·
路基工程
Subgrade Engineering
2013 年第 1 期 （ 总第 166 期）
1. 2 试验方案 为研究 K30 试验的预压荷载大小、分级加载的时
间间隔、填土含水状态等因素对 K30 指标的影响，制 定了如下试验方案：
（ 1） 结合现场施工进度，按照文献 ［5］ 的要 求，选取基床以下路堤的若干土层，进行粉质粘土 填料在标准条件下的 K30 试验，共进行了 15 个点的 测试。
为进一步验证适当缩短 K30 检测的荷载稳定时间 标准的可行性，在 DK92 + 064 ～ + 182 范围内选择了 基床以下路堤 3 个土层共 8 个标准条件 （ 1 % 变形 稳定标准） 下的 K30 试验点的相邻位置处 （ 相邻测点 距离小于 2 m） ，进行了加载时间间隔 3 分钟条件下 的 K30 试验。测试数据见表 4。
工况条件下的 K30 试验对比分析。研究表明: K30 试验的分级加载改为 2 ～ 3 分钟的时间控制法，对测 试值的影响不超过 5 % ，但测试时间将减少 40 % ～ 60 % ，可大幅提高检测效率; K30 试验的测试值 与预压荷载之间呈现正相关性，预压荷载不超过 0. 04 MPa 引起的 K30 值变化在 10 % 以内; 细颗粒 土填料由处于最优含水率附近的施工碾压状态浸水至接近饱和状态，K30 值将会降低 50 % 以上，因 此，加强路基的防排水十分必要。
1 试验设计 1. 1 路基填料土工参数
现场试验工点选在山西中南部 30 t 轴重重载铁 路 DK92 + 064 ～ + 475、DK93 + 526 ～ + 759 等两段 路堤填筑区域。该路段地势平坦，线路以填方通过， 路堤中心高度约 5 ～ 6 m，填料就地取自线路沿线， 室内土工试验测得填料基本物理性质如表 1。
关键词： 重载铁路; 路基填筑; 粉质粘土; K30 检测
中图分类号： TU411. 99
文献标志码： A
文章编号： 1003 － 8825（ 2013） 01 － 0065 － 05
0 前言 地基系数 K30 能够反映路基的强度与变形，是当
前铁路路基压实的核心检测项目之一［1 － 4］。其测试 过程在一定程度上模拟了运营期间路基的应力状态， 并以力 学 参 数 测 试 值 评 价 路 基 的 压 实 状 态。文 献 ［5］中规定，地基系数 K30 每级荷载下的沉降稳定 标准： 每级荷载作用下 1 分钟的沉降量不大于该级荷 载产生的沉降量的 1 % ，且稳定时间不小于 3 分钟。 以下简称为 “1 % 变形稳定标准”。这一标准对应的 稳定时间较长，每完成一个测点的试验时间大约需 要 30 ～ 60 分钟，这样的检测速度严重地制约了路基 的施工进度［6］。另外，K30 检测结果及检测效率还受 试验装置、试验人员及试验场地等因素的影响，包 括试验场地的平整度、砂垫层的厚度、密实及均匀 程度、仪器仪表的稳定性、荷载稳定性及沉降稳定 标准、气候环境条件等。其中，加载变形稳定标准 不仅影响测试值的大小，还显著影响测试效率； 场 地平整度及砂垫层直接影响荷载板与测面的接触是 否紧密； 气候环境条件主要表现为路基含水量对测 试值有显著影响。如何在保证测试精度的条件下提 高测试效率，是当前铁路路基工程地基系数 K30 检测 急需解决的关键问题之一。
73. 4
4. 8
20110716 － 1
93. 5
4. 6
20110716 － 2
100. 5
4. 8
20110716 － 3
85. 5
5. 0
20110717 － 1
78. 5
5. 0
20110717 － 2
75. 2
5. 8
20110717 － 3
67. 3
4. 8
20110719 － 2
115. 4
（ 3） 其他： 承载板、横梁、加长杆件、支撑座、 量程 10 mm 百分表两个及量程 50 mm 百分表两个、 水平尺、刮刀、毛刷等。
2 试验数据与分析
2. 1 压力表标定
通过压力表标定建立的回归方程，如图 2，可
得压力表读数与压力板底荷载强度的关系式为
P = 45. 15 σ0 + 0. 156
李建华： 重载铁路路基填筑压实质量检测的 K30 试验技术研究
·65·
重载铁路路基填筑压实质量检测的 K30 试验技术研究
李建华
（ 中国铁工建设有限公司，北京 100055）
摘 要： 为掌握铁路路基填筑压实质量检测的 K30 试验值随分级加载时间间隔、预压荷载、填 土含水状态等因素的变化规律，结合山西中南部 30 t 轴重重载铁路粉质粘土路堤填筑，进行了不同
加载稳定时间 2 分钟条件下的 K30 试验数据
K30 / （ MPa·m － 1 ） 编 号 K30 / （ MPa·m － 1 ）
75. 8 97. 1 100. 1 60. 8 118. 5 116. 2 96. 4 100. 3 82. 7 176. 0 19 个 41. 6
32. 0
D －3 F －3 B －4 C －4 D －4 F －4 B －5 C －5 D －5
由表 2 可知，DK92 + 064 ～ + 475 范围内基床以下 路堤填土层的 K30 试验检测平均值约为 94. 3 MPa / m， 加载过程中每级荷载的平均稳定时间约为 5 分钟。 2. 3 分级加载时间间隔不同条件下的 K30 试验
对 DK93 + 526 ～ + 759 范围内基床以下路堤填土
（ 2） 结合现场施工进度，选取基床以下路堤的 若干土层，进行粉质粘土填料在不同加载变形稳定 时间标准条件下的 K30 试验，具体开展了 2 分钟、3 分钟两种加载间隔标准的 K30 试验，共完成了 8 组 16 个点的测试。
（ 3） 结合现场施工进度，选取基床以下路堤的 若干土层，进行粉质粘土填料在不同预压荷载条件 下的 K30 试 验，共 开 展 了 0. 02，0. 04，0. 06，0. 08 MPa 等四种预压荷载下的 K30 试验，共完成了两组 8 个点的测试。
收稿日期： 2012 － 08 － 28 作者简介： 李建华 （ 1971 － ） ，男，山东金乡人。高级工程师，硕
士，主 要 从 事 路 基、 桥 梁 施 工 和 相 关 理 论 研 究。 E-mail： ljh8154@ 126. com。
为考察 K30 检测的加载变形稳定标准、预压荷载 大小、填料含水量变化等因素对路基碾压施工地基 系数检测值的影响规律，结合山西中南部 30 t 轴重 重载铁路路基基床以下路堤粉质粘土的填筑，进行 了大量标准条件及改进条件下的 K30 检测，并对测试 数据进行了分析，以期为 K30 检测的改进提供思路。
图 1 浸水试验
1. 3 试验设备 现场检测试验采用的主要试验设备如下： （ 1） 液压千斤顶： 型号 CP － 700，最大输出压
力 700 kg / cm2 ，行程 5 cm，油压表量程 40 MPa，精 度 0. 4 级。
（ 2） 反力装置： 采用的反压机械有洒水车 （ 装 满水） 、平地机、装载机、压路机，路拌机等。
表 2 标准条件下的 K30 试验数据表
编号
K30 / （ MPa·m － 1 ）
加载稳定时间均值 / min
20110713 － 1
73. 4
8. 8
20110713 － 2
84. 6
4. 8
20110713 － 5
121. 8
4. 6
20110713 － 6
76. 8
4. 0
20110713 － 7
（ 4） 结合现场施工进度，选取基床以下路堤的 若干土层，进行粉质粘土填料在不同含水状态条件 下的 K30 试验，共测试了浸水与正常碾压条件 （ 不浸 水） 下共 3 组 6 个点的 K30 试验。现场浸水的具体措 施是： 在路基填土表面用方木条围成一个边长约为 1. 5 m 的正方形区域，上铺一张钻有很多均匀分布 小孔的塑料布，然后倒入清水，使水缓慢渗入填土 层中，浸水时间大约 6 小时，浸水深度在 30 cm 以 上，如图 1。

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路基K30平板载荷试验

路基K30平板载荷试验


仍沿用“地基系数”作为基本用语。并明确用语定义，即“地基系数”： 系指
以某一下沉量除与其相对应的荷载强度所得出的值，以标准值k30 作为 标记。当限于被测土体的粒径尺寸而需要采用直径为60cm、75cm的荷载
板 K3进0值行:试验时，则应K加30以注明K。75 所测得的K地30基系数K应60按下列公式换算成
实现。 应用该法进行压实质量的检测与评定，需要解决三个问题，即：标准
干容重的确定、现场干容重的测定、压实度标准的取值。这三个问题对 于均质的细粒土来说可获得比较满意的效果，但对于粗粒土来说（尤其
是土石混合的非均质填料）其效果就不是那么如意。为此，各国研究人 员 针对大粒径组粒土影响因素复杂的特点，对密实度法进行了改进，例 如： 在现场干容重的测定上，扩大了试坑的体积（目前最大的试坑体积
（3）、对于被测土体含水率的影响，虽然日本JIS A 1215-1995和德 国DIN18134（1993）标准中均强调了这一点，但却未有明确的规定。例 如日本标准说明中只强调应避免在路基、基床过湿或乾燥的情况下进行 试验。（参见JIS A 1215条文说明）为了探索K30 值与含水率之间关系， 铁十七局秦沈客运专线检测中心曾在室内进行模拟试验，证明 K30 值与含 水率之间存在着类似于密实度与含水率之间的关系。 K30 最大值时的含水 率要低于密实度的最佳含水率，而且随着含水率的增加 K30 值将急剧下 降（参见“路基填筑压实度、地基系数与含水率关系探索”一文）。
1．为了不影响检测精度，规定千斤顶与手动油泵应为分体式,采用高 压 软胶管连接，千斤顶顶端应设置球铰，并配有不同长度的加长杆件， 以便与各种不同高度的反力装置相对应。
2．强调了对荷载板下沉量的测量，应使用3只测表在距荷载板中心点 相等距离的三点上测定荷载板平面法线方向的位移。以便于求出其中心 点的沉降值。这是 因为早期引进的日本平板荷载试验装置上只配置两只 百分表，而实际上却忽略了其使用说明,按照日本JISA1215-1995条文说 明中“4.4（3）”：用于测定下沉量的位移计，应沿荷载板的周边等分设
铁路路基施工现场K30检测与实验研究

铁路路基施工现场K30检测与实验研究

铁路路基施工现场K30检测与实验研究铁路是国家重要的交通运输方式之一，而铁路路基是支撑整个铁路运输系统的基础设施。

为了确保铁路路基施工质量和安全性，K30检测技术和实验研究成为了铁路建设中的重要环节。

本文将介绍铁路路基施工现场K30检测与实验研究的相关内容。

一、K30检测技术的基本原理K30检测技术主要用于检测和评估路基工程质量，其原理是通过对路基土壤的密实度、强度、含水量等指标进行测试，以判断路基土壤的工程性质和适用性。

K30检测技术主要包括场地勘察、取样、试验室分析和现场检测四个步骤。

1. 场地勘察：首先需要对施工现场进行详细的勘察，了解土地的地质特征、地形状况等信息，为后续的取样和试验提供基础数据。

2. 取样：在施工现场进行土壤取样，一般取样点应覆盖整个施工区域，并在深度上进行分层取样，以反映不同深度的土壤工程性质。

3. 试验室分析：将取样的土壤样品送至试验室进行密实度、含水量、抗压强度等指标的测试，从而得出土壤的工程特性。

4. 现场检测：通过专用的K30检测仪器，在施工现场对路基土壤进行实时检测，确定路基土壤的工程性能。

二、K30检测技术在铁路路基施工中的应用铁路路基施工是铁路建设的重要环节，路基的质量直接关系到铁路的运行安全和舒适性。

K30检测技术在铁路路基施工中的应用显得尤为重要。

1. 基础资料建设：K30检测技术能够提供土壤的密实度、含水量、强度等工程性能的基础资料，为铁路路基的施工提供理论依据和技术支持。

2. 施工监控：通过现场K30检测仪器的使用，可以实时监测路基土壤的工程参数，及时发现施工过程中的质量问题，及时进行调整和处理，确保施工质量。

3. 施工质量评价：K30检测技术能够对路基土壤的工程性能进行准确评价，对施工质量进行定量化分析，为施工质量的评价提供科学依据。

1. 现场应用技术：研究K30检测技术在铁路路基施工现场的应用技术，包括现场检测仪器的选择、操作方法、数据分析等方面的研究。

K—30路基检测操作规程

K—30路基检测操作规程

K30路基检测操作规程——张利1、检测原理：在检测填土压实后的路基密实度时，由千斤顶上所对应的压力值及压力表与承载板载荷强度的换算关系（如附表一），确定承载板的载荷强度；由百分表的读数确定路基的沉降量。

根据各荷载强度（P）值和对应的下沉量（S，两个百分表的平均值）绘制荷载强度——下沉量曲线（P-S曲线），找出沉降量为1.25mm时的荷载强度，计算地基系数K30值。

二、检测过程：1、仪器的安装①、将横梁用支座立柱固定好，以距地面250mm，为宜，两个支座要放平，立柱要在同一条直线上，横梁在两个支座上的高度要相同。

②、接好油泵、压力表、高压油管、千斤顶。

③、将两根外横梁分别插入内横梁，到位后拧紧旋钮。

1、将荷载板放置在已整平的试验点上如颗粒孔过大要先铺一层薄薄的细砂。

④、将配合试验的载重车开至离试验点一定距离的地方，此距离不应少于1m，并使载重车后部大梁位于荷载板正上方。

⑤、将千斤顶放置在荷载板上。

⑥、安装测桥，使之处于大致以实验点对称的位置。

⑦、转动千斤顶的降升丝杆，使之与载重车后部大梁接触。

高度不够时，使用加长杆。

⑧、将百分表安装在百分表支架上，并使百分表测杆垂直落至荷载板测的点上。

2、试验方法：①、为稳定荷载板，先加一定的荷载（0.035Mpa），然后卸除。

将两个百分表归零，卸载时先放松千斤顶油阀，再放松油泵油阀。

②、按需要达到的载荷强度逐级加压（即按附表一加压）。

每增加一级荷载，等该荷载下沉量终止后读出该荷载强度对应的下沉量读数（百分表值）。

当一分钟的下沉量不大于该级荷载强度下产生的总下沉量的1%时，即可以认为下沉已终止。

加载后要保持荷载稳定，即保持住压力表读数。

③、将测试后的数据对应的填入附表三中。

④、当荷载强度超过所需要的荷载强度的下一级或沉降已超出1.25mm时，即认为试验可以终止。

如基床底层要求地基系数K30值为1.0Mpa/cm，则在沉降1.25mm时对应荷载强度为0.125MP，当荷载强度已达到0.140Mpa 时，沉降量还没有达到1.25mm，可终止试验。

铁路路基施工现场K30检测与实验研究

铁路路基施工现场K30检测与实验研究

铁路路基施工现场K30检测与实验研究一、引言二、K30检测技术原理K30检测技术是指通过测试铁路路基的动态模量K值来评估其压实程度和质量。

动态模量K值是指铁路路基在受到一定的振动荷载时的应变和应力关系，一般采用回弹式动力触头仪来进行测试。

测得的K值越大，说明路基材料的压实程度越高，质量越好。

K30检测技术主要过程包括：选择检测点位、清理路基表面、安装传感器、开展测试并记录数据、分析测试结果等步骤。

通过这些步骤可以对路基的压实质量进行客观准确的评估。

三、铁路路基K30检测现场应用情况目前，铁路路基K30检测技术在现场应用已经较为普遍，在铁路施工现场以及维护养护中都有着广泛的应用。

施工单位在进行路基填筑、压实等工程时，通过K30检测技术可对施工质量进行及时的监控，保证施工质量满足要求。

在铁路维护养护中，K30检测技术也可以发挥重要作用，对于老化、破损或者质量差的路基进行检测并及时修复，保证铁路运行的安全和稳定。

但是在现场应用中，也存在一些问题，比如测试效率不高、测试数据准确性不高等。

如何在实际应用中克服这些问题，提高K30检测技术的准确性和可靠性，是一个亟待解决的问题。

针对现场K30检测技术存在的问题，一些科研机构和高校开展了相关的实验研究。

通过实验研究，他们探索了一些新的检测技术和方法，提高了K30检测技术的准确性和可靠性。

以下是一些研究成果的介绍。

（1）新型传感器的研制有研究人员针对K30检测技术中的传感器不灵敏、易损坏等问题，进行了新型传感器的研制。

通过选用新材料和新工艺，研发出了具有更高灵敏度、更高耐久性的传感器。

这些新型传感器在实际应用中可以更加稳定、可靠的进行K30检测，提高了检测的准确性。

（2）数据分析算法的优化针对K30检测技术中数据分析算法不够准确、反应速度较慢等问题，一些研究人员进行了相关的研究。

通过对数据处理算法进行优化，提高了数据处理的效率和准确性。

在实际应用中，这些优化后的算法能够更及时、更精准的完成数据分析，更好的反映出路基的压实质量。