[pagebreak]随着社会对公路工程质量要求的提高公路建设项目管理水平、质量监控体系、监管办法和机械化施工水平也随之提升。路基、路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一只有对路基、路面结构层进行充分压实才能保证路基、路面的强度、刚度及路面的平整度并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。公路路基压实质量主要是靠具体的检测方法和检测数据来评定的这些质量检测方法和检测数据是否科学、真实、有效直接影响着路基质量评定是否准确。现场压实质量用压实度表示对于路基土及路面基层压实度是指工地实际达到的干密度与实试验所得的最大干密度的比值;对沥青路面压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。
1、标准密度(最大干密度)和最佳含水量的确定方法
所谓压实度是指土被压实后的干容重与该土的标准干密度之比。在压实过程中土颗粒间的引力和斥力的相对大小决定了压实土的结构。当土样的含水量较小时粒间引力较大在一定的外部压实功能作用下还不能有效地克服引力而使土颗粒相对移动这时压实效果较差;增大含水量后结合水膜逐渐增厚引力减小土颗粒在相同功能条件下易于移动而挤密所以压实效果较好;当含水量增大到一定程度后孔隙中已出现了自由水结合水膜的扩大作用不再显著因而引力的减少也不是十分显著同时自由水填充在孔隙中阻止土颗粒移动的作用却随着含水量的增加而渐渐显著起来所以此时压实效果反而下降。所以通过检测土壤的干密度能有效评判路基压实度的质量。
由于筑路材料结构层次等因素的不同确定室内标准密度的方法也多样化有些方法需在实践中进一步完善。最大干密度是指在标准击实曲线(驼峰曲线)上最大的干密度值该值对应的含水量即为最佳含水量。
1.1路基土的最大子密度和最佳含水量确定方法
根据路基受到的荷载应力不同路基压实度要求也不同。公路等级高对路基强度的要求则相应提高对路基压实度的要求也应高一些。高速、一级公路路基的压实度标准对于路床0～80 cm应不小于95%路堤80 cm～150 cm应不小于93%150 cm以下应不小于90%;对于零填及路堑、路槽底面以下0～30 cm应不小于95%。在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地区(相当于潮湿系数≤0.25地区)的压实度标准可降低2%～3%。在平均年降雨量超过2 000 mm潮湿系数> 2的过湿地区和不能晾晒的多雨地区天然土的含水量超过最佳含水量5%时应进行稳定处理后再压实。
振动台法与表面振动压实仪法均是采用振动方法测定土的最大干密度前者试验设备及操作较复杂后者相对容易且更接近于现场振动碾压的实际状况。因此对于砂、卵、漂石及堆石料等无黏聚性自由排水上而言推荐优先采用表面振动压实仪法。
1.2路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法
理论计算法是较为科学的确定最大干密度和最佳含水量的方法。
1.2.1石灰土、二灰稳定粒料
根据室内试验测得结合料的最大干密度ρ1和集料的相对密度γ把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比V1∶V2则可计算混合料的最大干密度。
石灰土、二灰稳定粒料的最佳含水量w0是结合料的最佳含水量w1和集料饱水裹覆含水量w2的加权值。饱水裹覆含水量是指把集料浸水饱和后取出不擦去表面裹覆水时的含水量。除吸水率特大的集料外此值对于砾石可以取3%碎石可取4%。[pagebreak]
1.2.2水泥稳定粒料
此类材料的最大干密度ρ0与集料的最大干密度ρG和水泥硬化后的水泥质量有关。水泥加水拌匀后在105℃烘箱中烘干称试验前水泥质量和烘干后硬化的水泥质量即可求得水泥水化的水增量。因水泥中含有水化水故用烘箱法不能正确测出水泥稳定粒料的最佳含水量。根据对比试验水泥稳定粒料的最佳含水量w0由水泥的水化水、集料的饱水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水(水灰比为0.5)三者组成。
1.3沥青混合料标准密度确定方法
沥青混合料标准密度以沥青拌和厂取样试验的马歇尔密度或者试验段密度为准。具体方法有:水中重法适用于密实的Ⅰ型沥青混凝土试件不适用于采用了吸水性大的集料的沥青混合料试件;表干法适用于表面较粗但较密实的Ⅰ型或Ⅱ型沥青混凝土试件不适用于吸水率大于2%的沥青混合料试件;蜡封法适用于吸水率大于2%的Ⅰ型或Ⅱ型沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件不能用水中重法或表干法测密度时应用蜡封法测定;体积法本法适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料试件。在进行密度试验时应根据混合料本身的特点适当选择试验方法。
2、现场密度试验检测方法
目前较为常用的现场压实度的测量方法有环刀法、灌砂法、核子密度仪法等。
2.1环刀法
该法主要使用于测定不含骨料的粘性土密度。仪器设备有:环刀(内径6 cm～8 cm高2 cm～3 cm壁厚1.5 mm～2 mm)、天平(感量0.1g)、修土刀、钢丝锯、凡士林等。试验方法如下:
(1)预先在环刀内壁涂一层凡士林在设定检测位置将环刀的刀口向下放在土体上。
(2)通过修土刀或钢丝锯将土样削成略大于环刀直径的土样然后将环刀垂直加压至土样伸出环刀上部为止;削去两端余土使之与环刀口面齐平并用剩余土样测定含水量。
(3)擦净环刀外壁称量其质量准确至0.1g。
(4)结果整理:计算出土样的干密度进而获得压实系数K。
2.2灌砂法
实行灌砂法应当符合条件:当集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150 mm时宜采用Φ100 mm的小型灌砂筒测试;当集料的粒径等于或大于15 mm但不大于40 mm测定层的厚度超过150 mm但不超过200 mm时应用Φ150 mm的大型灌砂筒测试。所需仪器设备有:灌砂筒(内径100 mm、总高360 mm)、金属标定罐、基板、台秤(称量10 kg～15 kg感量5 g)、量砂(粒径0.25 mm～0.50 mm、重量20 kg～40 kg)、必要的挖取土设备。试验方法如下:
(1)对某一标段进行试验检验时应对所使用的量砂密度进行标定。
(2)在压实系数检测点选40 cm×40 cm的平坦地面并将基板水平的置于检测点上。
(3)沿基板的中孔凿直径100 mm的试洞试洞深度等于碾压层厚度并将凿出的土料全部放入已知质量的塑料袋中并获得试样的质量。
(4)在取出的试样中取出具有代表性的土样进行含水量试验。
(5)将罐砂筒安装在基板上使罐砂筒的下口对准基板的中孔及试洞打开罐砂筒开关让量砂注入试洞通过称量罐砂筒中砂的重量变化来获得注入试洞的量砂重量进而获得试洞的体积。
(6)试验完毕取出试洞中的量砂以备下次使用;若量砂的湿度发生明显变化或混有杂质则需重新烘干、过筛。
(7)结果整理:计算出土样的干密度进而获得压实系数K。
2.3核子湿度密度仪法
本方法用于测定沥青混合料面层的压实密度时在表面用散射法测定所测定沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。用于测定土基或基层材料的压实密度及含水量时打洞后用直接透射法测定测定层的厚度不宜大于20 cm。所需仪器设备有:核子密度湿度仪、细砂(0.15 mm～0.3 mm)、天平或台称、毛刷等。试验方法及注意事项如下:
(1)确定位置预热仪器。按照随机取样的方法确定测试位置但与距路面边缘或其它物体的最小距离不得小于30cm。核子仪距其他射线源不得少于10 m。按照规定的时间预热仪器。如用散射法测定时应将核子仪平稳地置于测试位置上;如用直接透射法测定时将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。
(2)打开仪器读取数据。打开仪器测试员退出仪器2m以外按照选定的测定时间进行测量到达测定时间后读取显示的各项数值并迅速关机。
(3)使用安全注意事项:①仪器工作时所有人员均应退到距仪器2m以外的地方;②仪器不使用时应将手柄置于安全位置仪器应装入专用的仪器箱内放置在符合核幅射安全规定的地方;③仪器应由经有关部门审查合格的专人保管专人使用。
路基、路面压实质量是道路治理最重要的指标之一为保证路基、路面的强度必须对路基路面结构层进行充分压实。对沥青道路来说通过对路基土、路面基层材料最大干密度、最佳含水量及沥青混合料标准密度的测定根据道路特点实际需要灵活运用环刀法、灌砂法、核子湿度密度仪法进行现场密度检测获得准确的检测数据准确评价道路路基压实度的质量确保道路使用安全。
技术中心
