關(guān)于公路路基試驗檢測方法的探討

劉澤民

【摘 要】公路路基工程試驗檢測主要包括土工試驗與路基現(xiàn)場檢測兩部分，做好這兩部分的檢測工作對于提高路基質(zhì)量意義重大。本文從公路路基土工試驗檢測與公路路基現(xiàn)場檢測兩方面分別探討了公路路基試驗檢測方法。

【關(guān)鍵詞】含水量；抗剪；灌砂法

一、公路路基土工試驗檢測

（一）土的含水量的測量

相對于土的密度和相對密度來說，土的含水量測量是比較困難的。首先土層的不均勻性就導(dǎo)致了土壤各個部分含水量的差異性。并且水分容易蒸發(fā)，在運輸過程中和試驗過程中水分的蒸發(fā)也會導(dǎo)致測量結(jié)果的不準確性。土中的水分為強結(jié)合水，若結(jié)合水和自由水，在土壤中水分的測量過程中一般情況下我們使用烘干法進行測量。這種方法適用于粘土質(zhì)，砂類土以及有機質(zhì)土中水分的測量。土壤中含水量的測量還有一些其他的常用的方法，例如紅外線照射法，微波加熱法，碳化鈣氣壓法等等。對于一些特殊的土質(zhì)我們也有一些特殊的方法來測量其含水量，比如含有石膏的土和有機質(zhì)土等。對于這類圖，我們必須使用特殊的方法才能保證測量結(jié)果的準確性。

（二）土的抗剪強度測量

土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限強度，包括內(nèi)摩擦力和外摩擦力。如果是粘性土的話這個數(shù)據(jù)還包括其粘聚力C。總的來說土的抗剪能力是由摩擦力和凝聚力組成的。早期在實驗中我們使用8字模進行抗壓來計算其凝聚力。在計算其摩擦力的時候通常使用直接剪切試驗以及三軸壓縮試驗等。這是實驗室中進行的試驗，通常我們還可以在現(xiàn)場進行一些大型的試驗，例如十字板剪切試驗還有大型直接剪切試驗等。這種試驗對實際工程也有很大的幫助作用，設(shè)計者可以根據(jù)土的抗抗剪強度判斷建筑承載重量的能力，或者墻面所能受到的極限壓力。

（三）土體固結(jié)試驗

土的固結(jié)試驗，是通過測定土體在各級垂直荷載作用下的變形來測定土的壓縮模量和壓縮系數(shù)的手段。在試驗過程中，要嚴格按國家標準進行操作，消除各種不利因素。首先，制樣很關(guān)鍵，這是固結(jié)試驗成功的前提（具體操作在密度試驗中已闡述）。制樣若是出現(xiàn)了錯誤，那一切后續(xù)試驗的準確性根本無從說起。第二，所有的儀器設(shè)備都要定期檢定，并做好維護保養(yǎng)、期間核查、儀器比對等工作，確保儀器設(shè)備滿足試驗要求。第三，濾紙及透水石的濕度應(yīng)接近試樣的天然濕度。若太濕或太干，會導(dǎo)致土樣吸水或失水，都會引起土樣結(jié)構(gòu)的變化，進而導(dǎo)致固結(jié)試驗結(jié)果失真。 第四，嚴格按照規(guī)范要求安裝試樣。土樣上、下兩面必須緊密接觸上、下帶有濾紙的透水石。第五，百分表的安裝與歸零調(diào)整。百分表的安裝位置應(yīng)準確到位，即表頭應(yīng)處于變形傳感器的中央，使得表頭、變形傳感器、荷載作用點于垂直一線上。百分表調(diào)整歸零時，應(yīng)保證百分表有足夠的量程，以避免遇到高壓縮性土?xí)r因百分表的量程小于土的變形而導(dǎo)致的試驗結(jié)果誤差。第六，遵循判穩(wěn)標準。施加每級荷載后，每小時變形達0.01mm時即判定變形穩(wěn)定，即可施加下一級荷載。若每小時的變形大于0.01mm即判定為變形不穩(wěn)定，則需要繼續(xù)讀數(shù)直至穩(wěn)定才能進行下一步的試驗。

二、公路路基現(xiàn)場檢測

（一）灌砂法

現(xiàn)場檢測壓實度的方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子濕度密度儀及鉆芯法。灌砂法是經(jīng)常使用的方法，試驗之前，在室內(nèi)先標定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量和砂的密度，然后，到施工現(xiàn)場試驗，工地試驗得出的干密度與試驗室標準擊實試驗得出的最大干密度的比值即為壓實度。不同的結(jié)構(gòu)層壓實度規(guī)定值不同，檢查頻率也不同，大于等于規(guī)定值的合格，小于規(guī)定值的不合格。如果不合格，就要求我們具體檢查、分析、查找原因，并采取相應(yīng)措施。例如，檢查工地的實際壓實情況，了解壓路機的噸位，碾壓遍數(shù)、方式、速度、碾壓時材料含水量、松鋪厚度等，然后再取樣并重新試驗。如果壓路機碾壓和施工操作程序都符合要求的情況下，那只有兩個原因出現(xiàn)此誤差：（1）最大密度試驗與實際取樣點的材料不符；（2）試驗人員操作過程中的誤差。由于各類材料最大密實度試驗在室內(nèi)進行時，條件較好又有充分時間，一般實驗數(shù)據(jù)較為正確，而在工地取樣試驗時，因受各種條件的限制，每個環(huán)節(jié)都容易發(fā)生問題，稍有不慎，就會影響整個試驗結(jié)果。這就要求我們提高實驗人員的素質(zhì)，增強責(zé)任感；校正實驗儀器，確保儀器的精確度；根據(jù)問題，做不同材料不同摻量的最大密度試驗。

（二）環(huán)刀法

環(huán)刀法，是一種破壞性的檢測方法，適用于不含骨料的細粒土。優(yōu)點是設(shè)備簡單操作方便；缺點是受土質(zhì)限制，當環(huán)刀打入土中時，產(chǎn)生的應(yīng)力使土松動，壁厚時產(chǎn)生的應(yīng)力較大，因此干密度有所降低。 試驗要點：（1）擦凈環(huán)刀，稱取環(huán)刀質(zhì)量，準確至0.1g；（2）在試驗地點，將面積約30cm×30cm的地面清掃干凈，并鏟去表面浮動及不平整的部分，達到一定深度，將環(huán)刀口向下，蓋上壓蓋，用錘敲打，敲打到壓蓋上面的小孔有土冒出即可，用修土刀取出；（3）輕輕取下壓蓋，用修土刀自邊至中削去環(huán)刀兩端余土，用直尺檢測直至修平為止；（4）擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀與試樣合計質(zhì)量，準確至0.1g；（5）取具有代表性的試樣，測其含水量；（6）整理結(jié)果。

（三）核子密度儀法

核子密度儀法是利用放射性元素測量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點是測量速度快，需要人員少。它的缺點是，放射性物質(zhì)對人體有害，另外需要打洞，在打洞過程中易使洞壁附近的土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響測定的準確性，可作施工控制使用，但需與常規(guī)方法（灌砂法）比較，以驗證其可靠性。進行路基壓實度評定時，核子儀的檢測數(shù)據(jù)須經(jīng)對比試驗檢驗，以確認其可靠性，有關(guān)檢測規(guī)程規(guī)定，至少測定 15 處進行比對。核子密度儀法僅適用于施工質(zhì)量的現(xiàn)場快速評定，不宜用作仲裁試驗或驗收評定依據(jù)。灌砂法作為現(xiàn)場測定密度的標準方法，由于其洞深通常為碾壓層的厚度，能較好的反映土基的壓實狀況，而且每次適用的儲砂筒內(nèi)砂的數(shù)量不變，砂的下落高度和下落速度不變，因此其測量精度高、準確性好。環(huán)刀容積小，只要使環(huán)刀取土剛好為碾壓層中間的土，環(huán)刀法測定結(jié)果與灌砂法相當。核子儀測定的結(jié)果不穩(wěn)定，其值較其他方法偏小，其壓實度結(jié)果與灌砂法的相關(guān)性較差。

（四）車載式壓實度檢測儀法

傳統(tǒng)路基壓實度的檢測方法，無論是環(huán)刀法、灌砂法、還是核子測量法均停留在結(jié)果檢測，與此同時換刀法、灌砂法還屬于有損檢測不但操作麻煩費時費工，同時還耗費了大量的財物等諸多缺陷。

CCC路基壓實度檢測儀的使用安裝在作業(yè)壓路機上，實時顯示壓路效果，并將效果圖轉(zhuǎn)化為直觀的壓路區(qū)域圖，以cmv輸出真實有效的反應(yīng)路基壓實度質(zhì)量。用于壓路效果的驗收及質(zhì)量檢測，能夠輸出打印檢測路段的壓實度效果圖，形象直觀的為壓實度檢測提供數(shù)據(jù)的支持。實現(xiàn)了過程無損傷檢測，更快速的反應(yīng)問題，大大提高了施工進程和效率，避免了結(jié)果檢測帶來的人力物力的損失。ICCC的儲存?zhèn)鬏敼δ転槭┕みM程提供了連續(xù)準確的檢測數(shù)據(jù)，為路基壓實質(zhì)量提供了強有力的保障。連續(xù)、實時、準確的反應(yīng)了路基斷面壓實真實質(zhì)量，避免了以點帶面的檢測誤差。

參考文獻：

[1]李芳升.公路工程路基CBR指標及CBR試驗的應(yīng)用實際與試驗問題[J].科學(xué)之友，2012年14期.

[2]公路土工試驗規(guī)程 （JTG E40-2007）[S].北京：人民交通出版社，2007.