袁海燕
江苏大通建设工程有限公司 江苏 224100
摘要:市政道路在建设阶段,必须对路基在使用过程中的受力情况进行考虑。因此,做好市政道路路基压实度的检测和控制尤为关键。文章首先阐述市政道路路基压实度的检测方法,然后提出几点检测市政道路路基压实度的控制要点,希望为相关行业提供借鉴。
关键词:市政道路;路基压实密度;检测;措施
引言
随着我国经济不断稳步提升,对道路通行效率的要求也与日俱增,而公路作为我国城镇化和工业化发展的主要组成部分,发挥着重要的交通运输作用,其质量问题也引起了人们的重视。压实作为公路施工质量控制至关重要的一道工序,显著影响公路的服务质量和使用寿命。合格的压实度可以使路基路面具有良好的承载力,防止出现沉陷、雨水渗透,进而避免道路出现坑槽、唧浆等问题。保证良好的压实度,除了要加强公路施工过程中各项工艺的把控以外,最主要是应对其压实度采取行之有效的检测和评价,这是预防压实度不足的最后一道保障。根据《公路路基路面现场测试规程》(JTG3450—2019)推荐的压实度检测方法主要有环刀法、灌砂法、核子密度仪法,然而各个工程实际项目面临的主观和客观条件不同,采用的检测评价方法也不尽相同。因此,本文主要探讨如何选择适宜的方法,根据实际工程实践的检测数据的分布规律,结合其原理、优缺点进行对比,得出三种检测方法的适用范围,以期为工程应用提供参考。
1市政道路路基压实度的检测方法
1.1密度法
密度检测法比较简便。该方法首先测量出压实体中取样的质量和体积,其次再由专业的技术人员依照测量的参数计算样品的密度,并估测压实体的密度,参照压实体中的含水量,进而计算出现场的干密度。较为常用的有灌水法。由于土石混合料中的物质粒径大、容易受到多种因素的影响,专业技术研究人员对此检测方法进行了调整。另外,核子密度仪法也是道路施工中常采用的间接测量现场干密度的方法。使用密度法测量时,需借助标定和对比试验掌握设备的相关参数,之后再利用相关公式进行计算,从而得出压实度。
1.2含水率检测
含水率是保证路基土体压实度合格的重要物理指标。也是实验室测定土的干密度与孔隙率的重要指标,土体含水量的高低直接影响了土体各项力学指标的变化,包括渗透系数、压缩系数、内摩擦角等。根据已有的试验表明,土体存在最优含水率的情况下,当实际含水率小于最优含水率时,土体颗粒之间缺少作为润滑剂的水分,在压实过程中土颗粒之间存在相对滑动,而颗粒表面粗糙不平会产生内摩擦力,由于缺少润滑剂的作用易使土体的内摩擦阻力增大,土体不易于压实;同时,当实际含水率大于最优含水率时,由于土体中的自由水在压实过程中很难排出,形成较大的孔隙水压力,导致颗粒之间间隙较大,使得土体的实际干密度减小,进而减小了其压实度。
1.3灌砂法
灌砂法作为应用频率最高的检测方法,其检测原理为利用均匀颗粒砂子,对相同体积的测洞进行置换,应用结果表明,这种方法在检测市政道路路基时,适用性较强,可以对任意土质和路面材料的密度进行检测。值得注意的是,应用这种检测方法,在携带砂的同时,还要提前称量砂的重量,以此来保证检测结果的准确性。在量砂时,工作人员必须遵守规范,如果所携带的砂需要重复使用,在使用前应烘干处理,在更换砂时,不仅要明确密度,还要完成对地表的处理,同时将碾压层厚度看作成检测厚度。
1.4核子密度仪法
(1)操作原理。
核子密度仪法是国际上广泛应用的压实度和含水量检测方法,将核子探头放入预先打好的小洞,由放射源发出的射线,经过康普顿散射后接收返回的射线的数量,可以测定材料的密实度。核子仪自带有显示屏,可以方便测量出材料的干湿密度、含水率、孔隙率、压实度。(2)优缺点及适用范围。优点是可用于所需检测人员少,对路基的损害较小,检测结果直观可见。其缺点:①仪器带有放射性,会对人体健康和环境产生影响;②反射源存在衰变,所以仪器使用前需要标定,操作步骤较为繁琐;③检测费用较高。
2市政道路路基压实度控制措施
2.1表面振动仪法确定土石混合料标准干密度
根据《公路土工试验规程》(JTGE40—2007)可知:振动台法和表面振动仪法是测量粗粒土和巨粒土干密度的常用方法。振动台法原理为在混凝土上放置振动台,并将其固定好,该振动台可承受的最大负载需满足工程质量要求,最低限度为200kg,可调频,其范围为0-60Hz。在试筒中放入试样,将其放置于振动台,并在试样表面上放置静压力为13.8kg的加重块。通过振动台振动和加重块产生的静压力的双重作用,将试样挤压紧密。此外,振动台的振动频率可达到45-50Hz,激振力为2.5-4.5kg,试样同时受到垂直振动力的作用。在这三种力的作用下,试样达到紧密状态,可测量出试样的标准干密度。表面振动仪法是在混凝土基础上固定好装有试样的试筒,将钢制夯放置于试样表层,使之与振动台相连,钢制夯与振动电机的静压力需达到13.8kg,在振动电机的振动中,钢制夯也受到同频率的振动,在双重力的振动中,试样可被紧密压实,从而得到试样的标准干密度。振动力通过试样表层直达里层,这种测量方式的效果更接近于实际施工。因而在实际测量中,表面振动仪法应用更为普遍。路基标准干密度的数值大小一定程度上会受到混合料中含石量多少的影响,换言之路基的干密度值并不是固定不变的。不同含石量下路基的标准干密度值的确定需借助于标准干密度与含石量的关系曲线图。
2.2仪具和材料技术
灌砂法的设备主要为标定罐、灌砂筒和基板。在选择完成后,还要确保灌砂筒各项参数与规定相符。灌砂筒由多个部分构成,分别为漏斗、储砂筒和开关,其中开关位于漏斗顶端铁板和筒底的中间位置。标定罐应该为金属材质,其型式与尺寸应该与规定相符。基板的材质与标定罐相同,其形状为方盘状。在选择灌砂筒之前,需要将填料粒径和测试层厚度作为依据,在此基础上,对灌砂筒尺寸进行明确。此外,除上述几种仪具之外,在检测过程中所使用的仪具还包括玻璃板、试样盘、铝盒、电子秤、电子天平、量砂、温度计、塑料桶等等,总之,检测人员应依据最新的规范,做好各类仪具的选择。
2.4压实度现场检测管理
在施工过程中通常使用灌砂法测量路基某一个点的密度。其测量方法如下:(1)测量测量点的试坑体积V2;(2)称出试坑内所有试料的重量M;(3)选用相应的筛子,筛选出直径在40mm以上的颗粒,并称重M1;(4)用石料的视比重计算出颗粒直径大于40mm以上所占的体积V1;(5)用V减去V1,计算出颗粒直径小于40mm所占体积为V2;(6)直径小于40mm的颗粒重量M2=M-M1;(7)根据步骤6计算出的结果可以计算出直径小于40mm以下颗粒的密度;(8)使用专业的筛子筛出直径小于40mm中直径大于5mm的颗粒,并称重M3;(9)计算出小于40mm以下颗粒土石混合料的含石量;(10)依照含石量和标准干密度的关系曲线可以确定需要的含石量标准干密度,从而可以计算出测量点的压实度。
结语
综上所述,在新时期背景下,人们对市政道路的质量愈加重视,但就实际情况来看,国内市政道路质量问题不容忽视。因此,加强对市政道路路基压实度的检测尤为关键。以环刀检测法和灌砂检测法为对象,展开深入研究,有助于解决市政道路的质量问题,并在此基础上延长道路的使用寿命。
参考文献
[1]陈春宏,王翔.基于半变异函数的路基压实度均匀性评价方法[J].公路工程,2017(03):86-89.
[2]李跃军.路基强度的快速无损检测、评价与控制研究[D].中南大学道路与铁道工程,2011.