公路路基压实度试验检测技术分析

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年第4月第11期   作者:岳鑫
[导读] 随着经济发展和社会的进步,我国道路交通工程建设取得了快速的发展,
        岳鑫
        四川朝阳公路试验检测有限公司  四川省成都市 邮编:610200
        摘要:随着经济发展和社会的进步,我国道路交通工程建设取得了快速的发展,对工程施工质量和安全性提出了更高的要求。路基工程是公路工程建设的基础,直接影响整个工程的建设进度和质量,因此应加强路基工程施工质量管理,加强路基压实度检测,提高公路路基稳定性,保障整个公路工程施工质量。
        关键词:公路;路基;压实度;试验检测
        引言
        为提升公路工程质量,除确保原材料质量合格,加强每道工序质量管理外,还需按要求进行试验检测,以获取详细的数据指标,了解施工材料性能和工程施工质量,为公路工程质量控制提供数据依据。作为试验检测工作人员,应加强自身学习,把握试验检测要点,严格按要求操作,获取准确的试验检测数据,促进试验检测水平提升。
        1公路工程试验检测的重要性
        (1)科学评定材料质量,推动新材料和新技术应用
        公路工程施工前需评定材料质量,只有合格的材料才能用于现场施工,通过试验检测,能掌握材料性能,客观、科学、公正评定材料质量,推动新材料和新技术的应用。
        (2)保障施工进度计划,节约工程建设成本
        试验检测能保障施工进度计划,防止延误工期。材料质量在很大程度上影响施工进度。施工前进行材料试验检测,选用合格的材料,能推动施工顺利进行,提高施工质量及效率,保障施工进度正常推进。进而防止延误工期,节约公路工程施工成本。
        (3)促进工程质量提升,提高竣工验收水平
        试验检测能帮助相关各方了解原材料、成品、半成品质量,及时发现问题。(交)竣工验收阶段开展试验检测,能检测出不合格项目,帮助施工方及时修复缺陷,提高(交)竣工验收水平,促进公路工程质量提升。
        2公路路基压实度检测技术手段
        2.1灌砂法
        灌砂法是公路工程路基压实度检测的标准方法,也是最常用的方法,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。基本原理是利用粒径0.30~0.60mm清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试坑内,按其单位质量不变的原理来测量试坑的容积(即用标准砂来置换试坑中的集料),并根据集料的含水率来推算出试坑内取出土样的实测干密度。此方法表面上看来颇为简单,但实际操作时试验人员经常掌握不好,引起较大误差,又因为它是测试压实度的依据,所以是质量检测部门与施工单位之间发生矛盾的主要环节,因此应严格遵循试验方法的每个细节。提高试验精度。尽量注意以下环节:
(1)量砂要规则,每换一批次量砂,都需要重新测试圆锥体内砂的质量和松方密度。试坑内回收 的量砂未经处理不得重复使用,因此量砂宜事先多准备,切勿到试验时临时找砂。
(2)灌砂筒的选择应遵循以填料粒径为主,测试层厚度为辅的原则。《公路路基施工技术规范》 (JTG F10-2006)中规定“一般情况下,路基填料最大粒径应为 100mm(路床、零填或挖方路基)或 150mm (路堤)”,本方法规定了填料最大粒径小于等于 100mm 时灌砂筒尺寸,当最大粒径在 100mm~150mm 之间时,检测机构一般根据实际情况选用直径超过 250mm 的灌砂筒或采用灌水法测试压实度,如果挖坑过程中发现超过规范规定粒径 10%填料时一般另选点重做;对于粒径允许值更大的土石路基或填石 路基一般选用沉降差法控制压实质量。 超粒径现象在实际测试过程中时有发生,遇到这类问题时,测试人员需首先分析属于离析现象还是属于偶发性现象或属于普遍性现象。对于离析现象需通知施工人员进行处理;对于偶发性现象需根据超粒径尺寸百分率确定是否另外选点,不建议依据《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)对超粒径颗粒进行校正(原因:方法复杂、代表性差、无数据支持);对于普遍性现象可采用其他方法测试压实质量,或重新做击实试验,而对于粒径规律性强的填料,也可通过多组击实试验找到压实度修正系数和填料不同级配间关系,从而对压实度测试结果进行校正,但需注意仅限于地区或具体建设项目。
(3)量砂的松方密度标定结果直接影响压实度测试结果,因此在标定时尽量使标定罐深度与试坑 深度相近;但现场试验数据表明,当标定罐深度每增加 5cm 时,量砂松方密度增加 0.15%左右,对现 场测试结果无实质影响,所以在大规模施工检测中可以用深度为 15cm 的标定罐标定的量砂松方密度测试不同厚度的压实层,但层厚不应超过 30cm。
        2.2环刀法
        这是对路基现场密度进行测定的常规方法,是利用环刀的体积与打入环刀内土的质量关系,计算出土的湿密度,再根据含水率计算干密度,结合击实试验得到材料最大干密度来计算施工压实度,以评价结构层的压实质量。因碾压土层实际密度通常是上大下小,所以使用该方法进行密度测定的过程中,应确保测试结果可以代表整个层位的密度。此外,该方法的适用面相对较窄,适用于现场测试细粒土及龄期不超过2天的无机结合料稳定细粒土结构的密度,如果土体中含有粒料或较为松散,则不能使用这一方法。
        2.3核子密度检测技术
        本方法适用于用核子密湿度仪测试路基、路面材料的密度和含水率,并计算施工压实度,以评价结构层的压实质量。 可采用散射和直接透射两种方式进行。其中,散射方式宜用于测试沥青混合料面层的压实密度或硬化混凝土等难以打孔材料的密度。直接透射方式宜用于测试厚度不大于 30cm 的土基、基层材料或非硬化水泥混凝土等可以打孔材料的密度及含水率。

用核子密度检测仪进行公路路基路面的检测,技术应用效率较高,在检测期间能够尽可能的避免公路损伤的问题。从现阶段的公路建设产业发展实际来看,该技术已被界定为无损检测技术的构成部分。
        核子仪在检测过程中有方便、快捷的特点,但易受测试层温度及多种环境因素的影响,测值波动性较大,因此测试过程中通常需要经过标定,同时在压实度过程测试时要保证与试验段测试时温度一致,对于纹理较大的路面,测试前还需用细砂填平以保证测值准确。 核子仪对靠近表层材料的密度最为敏感,当测试材料的表面与仪器底部之间存在空隙时,测试结果 可能存在表面偏差(仅对散射法)。如果采用直接透射法测试,表面偏差不明显。材料的粒度、级配、 均匀度以及组成成分等因素对密度的测试结果影响较小。但是对一些如:高岭土、云母、石膏、石灰等 可能会对水分的测试有明显的影响,测试时需要与其它可靠的方法进行对比,对测试结果进行调整。因此,核子仪法不适合用于现场测试含有结晶水或有机物化学成分材料的含水率。
        2.4土石路堤或填石路堤压实沉降差测试方法
        本方法适用于通过测量土石路堤或填石路堤碾压过程中的沉降变化量,结合施工工艺参数,测试土石路堤或填石路堤的压实程度。长期以来,石方路基或土石混填路基压实质量评价一直是个难题,主要原因是现场压实密度难以测量,用压实度指标评价操作性不强,测试效率低下。工程上有的采用沉降差法控制压实质量,还有的采用碾压遍数来控制等等。这些方法虽然评价结果较为可靠,但方法本身严密性不够,且缺乏统一的定量指标,更多的靠施工经验判断。随着我国社会和交通事业的发展,大型机械设备和测量设备装备水平不断提高,越来越多的建设项目倾向于使用沉降差法控制大量石方路基或土石混填路基压实质量.但是沉降差法在使用过程中存在测试方法、控制标准、评定标准不统一的问题,影响了路基压实质量的提高。为了提高石方路基或土石混填路基压实质量控制方法的规范性、准确性、针对性,同时减少对施工的影响,提高工效,依据《公路路基设计规范》(JTG D30)、《公路路基施工技术规范》(JTG∕T 3610)、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1)等标准规范,结合工程实践经验和广东、福建等省的有关科研成果,编制了“土石路堤或填石路堤沉降差测试方法”。由于该方法是与工艺参数相结合的双控测试方法,通过监测沉降变形的稳定来表征压实程度,因此在使用过程中,既要考虑到工艺参数的匹配和持续恒定,也要考虑整体变形的均匀,以保证路基稳定、永久。大规模施工时,在确定填料无明显变化的情况下,可不进行孔隙率测试。石方路基或土石混填路基压实沉降差的要求一般参照设计文件或相关规范,孔隙率的要求可参照《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)。对于土石混填路基,工程上也常采用表面振动压实仪法或振动台法测试最大密度,现场采用灌水法测试密度以评价路基压实度。
        3公路试验检测的质量控制对策
        3.1完善公路试验检测机制
        公路试验检测工作贯穿于工程整个生命周期,从项目准备阶段到施工环节到竣工验收环节,都需要开展各项试验检测工作,以确保工程整体质量。为有效落实试验检测工作,发挥试验检测工作的作用,必须完善试验检测机制,制定完善的制度,明确项目各个环节试验检测项目,并根据国家关于公路建设的相关规范要求明确试验检测合格范围。以确保试验检测工作的稳定性与持续性。
        3.2采用先进的试验检测技术与设备
        影响公路试验检测质量的因素主要涉及两方面,其一是试验检测人员的专业知识水平,其二是试验检测技术与设备。科学技术的发展进步会带动各个领域的发展,公路试验检测技术以及设备也在不断更新换代。新型技术与设备更加先进便捷,检测结果更科学、可靠。为确保公路试验检测的质量以及效率,必须采用先进试验检测技术与设备。在公路建设过程中,工程试验检测机构要积极引进新型技术和设备,不断提升专业水平。
        3.3路基质量管控工作
        路面路基要具有良好的使用性能,不仅取决于合理、正确的结构设计,还取决于极为重要的施工技术与施工质量的控制。为确保路面路基工程质量,实现良好的路面结构设计,应遵照以下要求:
        1)施工中必须进行质量控制。
        2)对路面结构层与组成材料的技术性能进行测定与检查。
        3)严格执行施工质量标准。
        同时还要做到:
        1)在路基用地和取土坑范围内,要认真清除地表植被、杂物、积水、淤泥和表土,处理坑塘,并对基底按路基施工规范要求进行认真压实。
        2)不得采用设计或规范规定的不适用土料作为路基填料。
        3)路基必须分层填筑压实,每层表面平整,路拱合适,排水良好。
        综上所述,公路路基压实度检测中,检测技术的应用,必须结合公路路基具体施工情况科学选择。通过具体试验检测,计算出相关数值,得到最终的压实度检测结果,以此保证公路路基施工质量。
        参考文献
        [1]谷昊.公路施工中试验检测工作的内容及现场检测技术[J].工程建设与设计,2019(09):56-57.
        [2]郝静华.公路工程试验检测技术及其应用[J].交通世界,2020(12)::222-223.
        [3]刘良珍.浅谈路基路面检测技术与质量控制[J].四川水泥,2019(14):134.
        [4]JTG 3450-2019 公路路基路面现场测试规程
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