風(fēng)積沙路基壓實標(biāo)準(zhǔn)

PAGEPAGE6風(fēng)積沙路基壓實標(biāo)準(zhǔn)試驗研究風(fēng)積沙修筑的路基與一般公路路基有著很大區(qū)別，在沙漠地區(qū)公路施工中最具特殊性。由于目前沙漠公路施工實踐不足，現(xiàn)行的有關(guān)技術(shù)規(guī)范不太適應(yīng)于沙漠地區(qū)公路的施工，特別是風(fēng)積沙路基的施工壓實質(zhì)量控制，這種現(xiàn)象不利于今后沙漠地區(qū)大規(guī)模的公路建設(shè)。本文以現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范為基礎(chǔ)，充分考慮到沙漠地區(qū)筑路的特點和解決加快施工進度與保證質(zhì)量的矛盾，降低工程造價并確保沙漠地區(qū)公路滿足設(shè)計路用性能和在設(shè)計使用年限內(nèi)正常的使用。我們在交通西部交通建設(shè)科技項目“風(fēng)積沙在兵團墾區(qū)公路墊層中的應(yīng)用”課題研究中在風(fēng)積沙路基的室內(nèi)試驗、試驗工程和試槽試驗的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了風(fēng)積沙路基的壓實標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)積沙的壓實實質(zhì)上是用機械的方法來改變其結(jié)構(gòu)，使顆粒重新組合，彼此擠密，減少空隙，提高風(fēng)積沙單位體積的質(zhì)量，使其形成密實的整體，從而增加風(fēng)積沙路基的強度和提高其穩(wěn)定性，減少路面在行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形。所以壓實是提高結(jié)構(gòu)層強度和穩(wěn)定性、延長公路使用壽命的主要技術(shù)措施，也是公路施工中確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵工序。試驗和工程實踐證明，壓實能夠顯著提高風(fēng)積沙路基的強度以減少路面結(jié)構(gòu)層的厚度，有效降低工程造價。這在缺乏路面材料的沙漠地區(qū)具有特別重要的意義?，F(xiàn)行《公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTJ013-95）》壓實控制指標(biāo)為壓實度，定義為工地實測干密度與室內(nèi)擊實試驗確定的最大干密度之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即：壓實度=實測干密度/最大干密度×100%。因此壓實標(biāo)準(zhǔn)涉及三方面內(nèi)容，一是壓實度標(biāo)準(zhǔn)，二是最大干密度的確定方法，三是現(xiàn)場壓實度的檢測方法。1風(fēng)積沙最大干密度的確定已有的研究成果和實踐經(jīng)驗表明，風(fēng)積沙具有整體性好、沉降量小、沉降速率快、沉降均勻、水穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但風(fēng)積沙是一種無粘性材料，在自然狀態(tài)下呈松散狀態(tài)，抗剪能力差，在外力作用下易產(chǎn)生移動，一般機具難以行駛，基本上都是采用振動壓路機進行碾壓。另一方面，現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定采用重型擊實試驗方法測定各種細粒土、含礫土的含水量和干密度的關(guān)系，從而確定土的最佳含水量和相應(yīng)的最大干密度作為壓實控制的依據(jù)。由于風(fēng)積沙材料的特殊性,在本文研究過程中，分別采用了《公路土工試驗規(guī)程（JTJ051-93）》規(guī)定的重型擊實方法、振動臺法等試驗方法來對比分析風(fēng)積沙的最大干密度，同時與工地現(xiàn)場所測風(fēng)積沙干密度進行比較，從而推薦出較為合理的風(fēng)積沙最大干密度的確定方法。選取兩種有代表性的風(fēng)積沙分別進行了室內(nèi)重型擊實法（包括手動和電動）、振動臺法試驗，試驗結(jié)果見表1。表1不同試驗方法所得最大干密度藝沙魔皆樣報粉粘粒移含普量絞(油%)餅重型擊實（手伐動）利重型擊實（電胃動）規(guī)振動臺裕干燥狀態(tài)（脊g/cm促3粘）壽最佳含水量貞狀態(tài)（送g/cm餐3峽）據(jù)干燥狀態(tài)（麻g/cm籃3鑄）生最佳含水量蠅狀態(tài)（皂g/cm參3侵）援干燥狀態(tài)（帳g/cm縫3妥）援最佳含水量狀魚態(tài)（晨g/cm邀3惱）滔SC-1瓦22.08瞞1.705陳1.674禮1.676怨1.675遲1.741敗1.668純SC-2外11.64潔1.650異1.673嚇1.601藥1.622絹1.643幸1.596由表1可知：（1）三種試驗方法所得最大干密度各不相同，而且規(guī)律性較差。但電動重型擊實的最大干密度較小，一般情況下，不宜采用電動重型擊實法來確定最大干密度。（2）干燥和最佳含水量兩種狀態(tài)的最大干密度也不相同，且差異較大。因此，施工過程中，為更準(zhǔn)確地確定風(fēng)積沙施工中的壓實質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)壓實方法（干壓實或濕壓實），采用相應(yīng)的最大干密度來控制風(fēng)積沙的壓實質(zhì)量。（3）結(jié)合土工試驗規(guī)程，一般認為，當(dāng)粉粘粒含量>15%時，宜采用重型標(biāo)準(zhǔn)擊實法確定最大干密度，且采用大筒擊實更好；當(dāng)粉粘粒含量≤15%時，宜采用振動臺法確定最大干密度，當(dāng)受條件限制時，亦可采用重型標(biāo)準(zhǔn)擊實法。由于風(fēng)積沙手動重型擊實試驗結(jié)果離散性較大，受人為因素的影響較大，經(jīng)常在相同的條件下得出差別很大的試驗結(jié)果。故應(yīng)采用電動擊實儀來確定風(fēng)積沙的最大干密度。電動擊實儀得出的試驗結(jié)果規(guī)律性較好，受人為因素影響??；但它得出的干密度比手動重型擊實得出的要小。分析其原因是由于電動擊實儀是利用圖1電動擊實儀作用過程O圖1電動擊實儀作用過程OFvωR顆粒產(chǎn)生很大的離心力F，F(xiàn)=mω2R（1）式中：m——顆粒質(zhì)量；ω——轉(zhuǎn)動的角速度；R——顆粒轉(zhuǎn)動半徑，即顆粒到試筒圓心距離。包對于試筒不同腹位置的風(fēng)積沙賢顆粒，其角速瘡度流ω讀是一樣的，但挽是由于顆粒到面試筒圓心距逝離留R即不同，所以，朽各個位置的顆頑粒的離心力是筍不一樣的。徹對于無粘聚力畜的風(fēng)積沙來說濁，勢必會使剛泊被擊實后的沙丈體有一部分擊喉實功被離心力騙抵消，因此，任所得的最大干寨密度必將比手痕動擊實所得的悼干密度要小。袍課題組澇在野外試槽中擦針離對兩種風(fēng)積沙雹的路基壓實度愛進行了現(xiàn)場測飄試。唉采用重型壓實舊機械（蹤三明重機器廠奸生產(chǎn)另的躲YZ1乳6以輪胎驅(qū)動光輪氏振動壓路機）舍，在最佳含水桿量附近，碾齊壓滲6割～猶8衡遍而形成的風(fēng)貿(mào)積沙路基。用享環(huán)刀法測定其逃干密度，分別豈計算重型擊實財、振動臺法取畫得的最大干密拒度相對應(yīng)的壓丹實度，結(jié)果表結(jié)明，振動壓路吹機可以使風(fēng)積潔沙路基達到較遺好的壓實效果鍛。燭表寬2伸是由不同方法賽確定的最大干扇密度計算窄得素出挽的兩種壓實方戒式的壓實度統(tǒng)愿計結(jié)果蔽對照表殃?，F(xiàn)表絮2陡畢不同擊實標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)的壓實度計算印統(tǒng)計怪結(jié)果對照從表那沙樣氏編號香壓實度弟電動擊實坡（星%偏）斬手動擊實進（逐%數(shù)）宴振動臺法稻（懂%示）夾干壓實集濕壓實梨干壓實右濕壓實香干壓實興濕壓實信SC-1雹平均值墳100.02脹100.08盒98.315尋100.02蘋96.28廊101.72脖代表值鞏99.14蕩99.20熱97.45墊99.14奮95.43魄100.83壇SC-2談平均值訴105.29捆103.99惜102.10引100.02銅102.54滔108.94自代表值麗104.43府103.14到101.27掛99.18備101.68彼108.05由表2可知：侮步綠（由1莖）對于沙掌樣鉗SC-幸1炸和沙謎樣病SC-養(yǎng)2忌，分別利用振竟動臺法和手動頁重型擊實確定令最大干密度，呼是比較合理的自，其壓實度代旁表值均接寶近概100鴨%療，與施工現(xiàn)場尤符合較好。由繩此表明風(fēng)積沙酷中粉粘粒含量脾越多，其壓實良性越好，即越眠容易壓實，在救這幾種擊實結(jié)姜果中手動擊實泊是較理想的。扁筋萬（側(cè)2竟）從壓實度角吩度來考慮，粉炊粘粒含量小嗚于硬15貪%詠的風(fēng)積沙采用竄振動臺法是較碎為合理的；對少于粉粘粒含量棋大棕于易15俊%駱的風(fēng)積沙則應(yīng)咽采用手動重型功擊實所得的結(jié)扯果。兄綜上所述，枝當(dāng)粉粘粒含量輝＞崖15言%誼時，宜采用手掏動重型擊實法更確定最大干密脅度，且采用大頃筒擊實史效果兔更好；當(dāng)粉粘國粒含惱量吐≤京15跌%悔時，宜采用振含動臺法確定最踢大干密度，當(dāng)叔受條件限制時族，亦可采用手勤動重型擊實法喚；而且，對于仰干壓和濕壓風(fēng)轉(zhuǎn)積沙，應(yīng)分別遞采用風(fēng)干狀態(tài)主和最佳含水量氣狀態(tài)下所確定余的干密度。繼其他試驗工程橋也說明，采用匹上述方法確定探的最大干密度刪符合現(xiàn)場施工合實際，而且利插于壓實質(zhì)量的揪控制，是切實輝可行的。興2巷慣風(fēng)積沙壓實度外標(biāo)準(zhǔn)餐現(xiàn)行《公路路存基施工技術(shù)規(guī)言范蓄（浸JTJ033癥-9罪5兼）》規(guī)定，土堅質(zhì)路基的壓實塞度不應(yīng)低于成表閑3拆所示的標(biāo)準(zhǔn)（損重型擊實）。唐表蘋3康元土質(zhì)路基壓實依度標(biāo)準(zhǔn)織填挖類型產(chǎn)路面底面計起夢深度夾范圍（關(guān)cm爸）有壓實度寇（茅%猶）價高速公路、一暴級公路碎其它公路叼路堤煎上路床透0差～鉤30貌≥痕95誠≥吃93信下路床慰3裂0再～漁80回≥計95強≥披93廉上路堤本8菜0轟～雨150勁≥備93梁≥澇90漏下路堤襖>杯150最≥垮90疏≥煤90鄰零填及路塹路筋床鹿0愚～惜30耐≥懸95尸≥材93玻同時《公路瀝帆青路面設(shè)計規(guī)茫范券（槐JTJ014左-9聲7?。芬?guī)定，級奧配礫石或天然纖砂礫用作基層別時，其壓實度浩不應(yīng)小閥于筐98蕩%可，用作底基層燃時，其壓實度房不應(yīng)小鋪于蜂96蘋%皇。抗因勻兵團墾區(qū)修建配的公路大部分絞為二級以下公需路，推從蟲表垮3右可知，路基壓塞實度標(biāo)準(zhǔn)僅起為迎90災(zāi)%鹽或顫93舅%健，愈由于女兵團墾區(qū)路面回材料需遠距離遼運送，糟造成筑路思成本增加，歉是兵團墾區(qū)公爺路單位造價過爭高超的主要原因。出因此有必要采蚊取岸必要的倍措施呆提高路基壓實耀度姻以盡煉最大秩可能發(fā)揮風(fēng)積輸沙路基的強度斥，減薄路面（峽底）基層的厚張度壇，減少路面材府料運輸量，減笛低公路造價。膀另外速，原§報2-場1榆節(jié)風(fēng)積沙相對示密度怎中已經(jīng)說明，罪最疏松狀態(tài)干茄密度可達到最傷緊密狀態(tài)干密陳度慚的諸85柏%浪左右，而且經(jīng)爐過簡單碾壓后霜的壓實度即可暢達滋到雁90渣%乓以上。同時，碎參考級配砂礫跡和天然砂礫的梯壓實標(biāo)準(zhǔn)，對鵲風(fēng)積沙路基的橫壓實應(yīng)采取較出高的標(biāo)準(zhǔn)，即超濕壓風(fēng)積沙，肯其壓實度不應(yīng)紋小于定97%旋，干壓風(fēng)積沙尖，其壓實度不飼應(yīng)小饞于蓮95寄%戰(zhàn)。錄風(fēng)固在試槽試驗中慣對兩種風(fēng)積沙厘的壓實度情況機進行了現(xiàn)場檢體測，結(jié)果見丘表血4懼。灶表允4判臉風(fēng)積沙試槽壓巷實效果統(tǒng)計一消覽表鍵沙樣編號挎填沙厚度千碾壓遍數(shù)辟碾壓技方式沈平均含水量弦（并%赤）京最大壓實度瘋（御%予）德最小壓實度赤（句%然）鄙壓實度平均值筑（燥%蹈）允標(biāo)準(zhǔn)橡干密度硬（竹g/cm騾3楊）單SC-1標(biāo)25司4宇靜壓蛾15.63孕96.12桑95.44守95.70醉1.674即11則靜盤4洋振淡7吉11.18剛96.60癢93.73占95.08招11漲靜消4挑振詳7援15.33偶101.45畏97.87詢99.89劣35舒6認靜躺3斯振拜3艱12.19植94.22慰93.61劉93.96愚6座靜悠3爐振熊3早16.88酷100.22扮96.47草98.86希SC-2宴25寇4撇靜壓扮16.95乒99.71借95.58庸97.58礦1.673驚7單靜豎4枕振蛙3梳12.56活97.62物94.57厚95.89叛35棍6肉靜季3災(zāi)振螞3嘴16.79頁100.13獻蜘98.51匙99.43智6谷靜姥3著振勝3戒13.09嬸98.74狗95.43誓96.88勢對放表叼4遷分析可知：壟當(dāng)風(fēng)積沙的碾榮壓含水量為最酸佳含水量至最鼓佳含水吳量壞+縣2%屈時，在相同的秒壓實功下很容膠易達到壓實度膀（瞧97羅%堤）要求。當(dāng)碾姓壓含水量略小轟于最佳含水量鈴時，適當(dāng)增加利碾壓遍數(shù)也易央達到壓實度毅（華97沉%袋）要求。因此娛。對于濕壓風(fēng)銜積低沙壓實度標(biāo)準(zhǔn)墨定倘為戴97盼%柴是可行的?？谀壳笆┕ぶ衅镇叡椴捎玫氖┕ぴ頇C械為重型壓屠實機械，上述霧標(biāo)準(zhǔn)習(xí)現(xiàn)場施工完全深可以實現(xiàn)僑，驕并在糖新疆古新干線顏公路試驗工程昆上得到滅證實。蜻針對當(dāng)前靠重軸載、大流夫量的現(xiàn)代交通妙特點，也要求答采取較高的壓量實標(biāo)準(zhǔn)島，惠所以對風(fēng)積沙遲路基采取竄比現(xiàn)行規(guī)范要宮求更高的學(xué)壓實度標(biāo)準(zhǔn)是括合理的鑰，完全位符合現(xiàn)實情況終及今后發(fā)展的賊要求們。亮3遮接風(fēng)積沙壓實度錦檢測方法診工地壓實度檢榆測方法要求可栗靠、簡便、快福速，啟應(yīng)煌根據(jù)土質(zhì)和工狀地條件，選用害合適的檢測方逝法。風(fēng)積沙是點一亭種較為特殊的尺筑路材料，粘父聚力基本為零民，規(guī)范中昂沒有對其壓實僅度檢測方法進勺行規(guī)定。因此楊，在朋課題細研究過程中，秩我們對交通部升門和其它行業(yè)挪目前現(xiàn)有壓實滴度檢測儀器進柱行了調(diào)查，可執(zhí)用于風(fēng)積沙壓浩實度檢測的方付法有：普通環(huán)餃刀法、改進環(huán)竊刀法、灌砂法跨、核子密度儀劍法及落錘式壓壤實度檢測法等清。挑在路基壓實度哀檢驗中較多的液采用普通環(huán)刀滿法和灌砂法。略灌砂法是當(dāng)前至國際上最通用鉛的方法，很多棍國家的土工試嘩驗法和穩(wěn)定土戲材料試驗法中蝦，都將灌砂法湯列為現(xiàn)場測定竭密度的標(biāo)準(zhǔn)方淺法，它可測定欠各種土和路面淋材料的密度，核它的缺點是需到要攜帶較多的姻量砂，檢測速普度較慢，而且逮試洞開挖較為等困難；普通環(huán)搞刀法是我國最懂早用于測定土河的濕密度的一燥種方法，但它演的破壞性較大桶，而且有較多河的因素影響測逝量結(jié)果的準(zhǔn)確旁性和精確度。睡由于風(fēng)積沙的摟粘聚力為零，賀沙體松散，環(huán)溫刀取樣較為困劣難或試洞開挖糞洞壁易坍塌，捏使得檢測工作毯較為困難。而歌且當(dāng)擊打環(huán)刀毒或護筒進入沙披體過程中，將遣會擾動沙體，裕明顯影響測試洞精度。但當(dāng)沙分體的含水量較榮大時，采用環(huán)廳刀法是可行的耗。問核子密度儀具攝有方便、快捷詞的優(yōu)點（每點炎平均耗帝時驅(qū)3怪min物），能進行碾或壓過程的控制殼，可以快速地胖測定出隨碾壓棄遍數(shù)的增加壓踐實度的變化。失目前使用的核躬子密度儀種類乎繁多，但原理政和檢測方法基飼本相同，都是核利用放射性元射素測定路面結(jié)姓構(gòu)層材料（通瓜常是四銫瞧-137-樹γ帖射線）或路基鉛土（捉镅未-241蹈-泰中子）的干密涼度以及相應(yīng)的面含水量。但該禾類儀器價格較雷昂貴，放射性腿元素對人體有沈害，一般施工趟單位應(yīng)用的較瓦少；而且該種帝儀器的精度一刺般較低。雖改進環(huán)刀法是氣一些學(xué)者在研網(wǎng)究無粘聚力材遼料壓實度時提截出的方法。長豆安大學(xué)、陜西著榆林公路管理戶局遍在遲“伍毛烏素沙漠高副填方路基的壓兼實和穩(wěn)定性研棗究在”闖課題中提出了宏用靜壓取樣方朝法，并設(shè)計試鄰制了一套依靠盡人體重力作用須的靜壓取土器唐。試驗表明，熔采用靜壓取土偷器可使現(xiàn)場壓已實度的測試精屆度提悅高摘1.6吵%蔥以上。但是，三對經(jīng)改進的環(huán)技刀和靜壓取土宜器，從儀器本壩身來講，還需慕要做進一步標(biāo)誤定及規(guī)格定型豎，需要作進一規(guī)步開發(fā)研制。濫落錘式壓實度錦檢測儀不但能供測定路基路面檢的壓實度，而虎且測定是在非遭破壞的情況下泰進行，特別是桌不需要測定路止基土含水量即習(xí)可得到壓實度失。但該儀器操波作較為復(fù)雜，繡目前尚處于研卻制開發(fā)階段。群因此，對于濕狠壓風(fēng)積沙，其屆壓實度可采用塊環(huán)刀法測定；農(nóng)干壓實風(fēng)積