公路工程的土体和路面基层材料试验检测研究 李远航

发表时间:2020/3/13   来源:《基层建设》2019年第30期   作者:李远航
[导读] 摘要:影响公路工程质量的一个重要检测标准就是公路路基用土和路面基层材料检测,本文通过分析路基用土和基层材料检测的重要意义的同时,还详细分析了相关的检测方法,为我国公路工程事业的发展及相关研究提供了一定的参考价值。
        武汉华中科大土木工程检测中心  湖北武汉  430100
        摘要:影响公路工程质量的一个重要检测标准就是公路路基用土和路面基层材料检测,本文通过分析路基用土和基层材料检测的重要意义的同时,还详细分析了相关的检测方法,为我国公路工程事业的发展及相关研究提供了一定的参考价值。
        关键词:公路;土体;路面基层;检测;材料
        引言:公路工程施工质量的一个重要参数就是公路施工中的路基用土和路面基层材料的实际含水量和密度等指标,这会影响到公路施工的填料的压实度,并影响到公路整体工程质量。因此公路施工过程汇总中一定要认真检测路基用土的各项标准,严格把关各项材料的参数,使其符合公路施工标准。公路工程质量的重要参考内容就是路基用土和基层材料的检测,只有采用科学有效的检测才是公路工程质量的重要保证。因此国家和相关部门不仅严格制定了公路工程行业的一些规范和标准,更为科学合理检测路基用土和基本材料提供了蓝本和依据。
        1 公路工程土体试验检测
        1.1 土的试验检测分类
        检测路基用土试验一般分为物理性能检测和力学性能检测。物理性能检测主要包含检测土的含水量、颗粒密度和检测液塑限;力学性能检测主要包含检测土的击实、压实和承载力等。并且在公路路基建设过程中,检测工作也要根据不同的土质进行分类,根据检测的结果选择比较适合的施工方案,这是有效保证路基用土质量的重要方法。
        1.2 土体试验检测
        1.2.1 筛分
        筛分首先是按照粒子群的大小、带电性、磁性和比重等粉体学的性质进行分离;其次是将不同筛孔尺寸的筛子把固体物料按照需求进行大小颗粒的分离操作。大多数情况下筛分是和粉碎相结合的,这样可以保证粉碎后物料颗粒的大小基本保持一致,所以这种办法可以保证与要求一致,并且不会粉碎过度。最后一步就是称取试样,让筛分的试样先通过2mm的筛,然后将2mm以上的物料根据大小再依次通过2mm以上的粗筛,并且称量筛上土。由于2mm以下的物料比较多,因此可以采用四分法平均为100~800g,再按照从小到大的顺序依次通过2mm以内的筛。这里需要注意的是要用摇筛机持续振摇10-15min后再在白纸上轻轻叩击筛,大概在单位时间内筛下的数量不要多余剩余量的1%左右,然后再把白纸上漏下的土放到下一级筛中,这个过程需要用毛刷将筛上的土刷干净,保证在各级筛上和筛底土总质量与筛前质量误差不超过1%。当然如果有特殊情况,比如2mm筛下土的总量小于试样的10%,就不需要再用细筛去分析了,如果2mm筛上土的总量小于试样10%就不再用粗筛去分析了。
        1.2.2 标准击实
        一般的情况下,涉及回填土工程的,一是要保证回填土方密实度要达到最大要求,再有就是要保证含水率和最大干密度达到最佳。对于击实材料一般没有要求,但是需要要求回填土承载量,即回填的压实程度要达到95%以上。在做分层回填之前需要测定好土样的最佳状态,包括含水率、最大干密度值等情况,然后再进行回填。一般情况下,这样的试验可分为两种,一是轻型击实试验,一是重型击实试验。轻型击实试验大多是适用于颗粒径不大于5mm的粘性土,单位体积击实功能为592.2k J/m3;重型击实试验一般适用于颗粒径不大于20mm土,其单位体积击实功能为2683.9kJ/m3。
        1.2.3 塑、液限
        细粒土一般是指颗粒径不超过0.5mm,其有机质的含量小于试样总质量5%的土。细粒土的特点是因其含水率不一样,所以大多是处于流动状态、可塑状态,或者是半固体状态、固体状态。当细粒土含水率达到可塑状态的上限时就是液限,当细粒土含水率达到下限时就是塑限。因此,这个试验就是用来测定细粒土的含水率是达到液限还是塑限状态,从而确定好土的使用状态。
        这里我们简单介绍一下用光电式液限、塑限联合测定土在三种不同含水率情况下圆锥的入土深度。在双对数坐标纸上绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线。

在直线上查得圆锥入土深度为17mm(水利规范、土工试验方法、《公路土工试验规程》JTGE30-2007)或10mm(建筑地基基础设计规范)处相应含水率为液限,入土深度为2mm处的相应含水率为塑限。
        2 公路基层材料试验检测
        公路路面基层是公路工程建设中路面结构层的主体部分,对于路面整体结构和路面强度的形成具有决定性的影响作用。特别在分散荷载、传递负荷、支撑重力等方面具有不可替代的功能,其是否具有良好的质量,紧密关系到路面的使用效果。首先,单纯的就公路施工的流程而言,公路路面基层施工只是其中的一个环节,十分简单,看似简单的一个流程,其中包含了极其精细的操作技巧,若施工技术不够专业或是施工器械不够精悍,都极有可能导致路面发生病害。其次,公路施工的整个过程是十分浩大的,战线长、范围广,各个路段的土质、地理环境等情况差异极大,施工过程中材料的选择十分困难。此外,施工环境的复杂性,有可能是平原区,也有可能是山岭重丘区。特别在山岭重丘区公路建设过程中施工设备难以进入,材料供应极其困难,气候十分恶劣、施工环境条件差,这些情况都会对整个公路路面基层施工造成极大的困难。
        2.1 水泥
        根据水泥含有的不同成分,可将水泥分为普通硅酸盐水泥,掺有一定混合材料的硅酸盐水泥和一些特殊水泥。由于水泥属于硬质结合料,因此它提高了混合材料的黏滞性。为了更好地提高路面基层的牢固程度,需要在混合水泥和碎石的时候要按照科学配比来进行,这样才可以加大承载能力。
        2.2 石灰
        石灰的种类很多,一般主要分为块状生石灰、生石灰粉、消石灰和石灰浆等种类。判断是否是优质石灰,主要看石灰表现出的颜色就可以,一般优质的石灰质量轻,有很高的细度,颜色会呈洁白或者是带点灰色,这种优质石灰一般主要用在高速路或者是一级公路的使用上。
        2.3 粉煤灰
        粉煤灰主要是指通过火力发电厂的煤在充分燃烧后产生的,在路面基层建设中并不是所有的粉煤灰都可以使用,煤在燃烧过程中会有一定的烧失量,这主要是指干灰中碳和硫等可燃物部分,烧失量小于20%的粉煤灰才可以应用在道路基层的铺建上。
        3 检测底基层和基层材料的试验
        3.1 混合材料试验
        为了检测材料的密实度一般会采用无机结合料的标准击实,这个试验一般会借助击实仪器来进行,从而达到检测出材料中水含量和最大干密度。为了检测材料抗压能力,一般采用无机结合料的无侧限抗压试验,并且通过科学正确的配比混合材料,从而不断提高公路工程的质量。
        3.2 如何检测无机结合料配合比试验及水泥剂量
        在具体的工程施工时,我们一定要科学配比无机结合材料,并严格控制水泥、石灰的剂量,使其符合具体工程施工的要求,并达到验收质量标准。路基工程底层施工环节的技术水平和质量对公路工程的整体质量的影响较大,因此要提高相关工作人员的技术水平,提高对试验检测工作的重视度,保证试验数据真实、可靠。
        结束语
        综上所述,负责公路路基材料的工作人员在测试路基材料时,要不断提高相关专业技术水平,并且检测标准一定要符合国家要求。当然,在检测过程中,一定要重点考虑路基用土的种类,路基用土要符合相关标准,同时还要考虑路基用土的相关物理性能和力学性能。
        参考文献:
        [1]韩洲.公路工程材料试验检测影响因素的研究[D].中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院),2017.
        [2]彭仙安.基于公路工程材料试验检测技术的几点思考[J].交通世界,2017(Z2):174-175.
        [3]彭拥民.公路施工材料试验检测管理探讨[J].化工管理,2013(08):104.
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