路基壓實(shí)質(zhì)量有效評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究

張建明

摘 要：通過重型擊實(shí)試驗(yàn)和經(jīng)水撼后重型擊實(shí)試驗(yàn)對(duì)比研究水撼過程對(duì)風(fēng)積砂壓實(shí)的影響規(guī)律，以指導(dǎo)施工。同時(shí)，試驗(yàn)方法不同，測(cè)得的最大干密度值存在差異，水撼后擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度作為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，能更合理地評(píng)價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：風(fēng)積砂；壓實(shí)質(zhì)量；評(píng)價(jià)；擊實(shí)試驗(yàn)

風(fēng)積砂分布廣泛、儲(chǔ)量豐富地區(qū)其作為筑路主要材料，但以標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)獲取最大干密度與最佳含水量的方法，用于檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度時(shí)，易導(dǎo)致壓實(shí)度“超密”現(xiàn)象，不能合理地評(píng)價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量。本文通過室內(nèi)重型擊實(shí)試驗(yàn)和水撼后重型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)全面分析影響風(fēng)積砂路基壓實(shí)的各項(xiàng)因素及其變化規(guī)律，并確定了標(biāo)準(zhǔn)干密度的試驗(yàn)方法，為風(fēng)積砂路基壓實(shí)施工提供理論依據(jù)與指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)材料及儀器設(shè)備

試驗(yàn)用砂樣取自施工用取土場(chǎng)，其物理性質(zhì)指標(biāo)如下：液限16.9-17.8、塑限11.1-14.6、數(shù)塑性指數(shù)2.3-5.6，不均勻系數(shù)1.8-2.7，曲率系數(shù)0.78-0.84。試驗(yàn)儀器包括標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀，CBR試驗(yàn)試模及其附屬設(shè)備。制作直徑15cm，高5cm多孔墊塊。

2 試驗(yàn)方案

采用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀對(duì)不同含水率狀態(tài)下的五組風(fēng)積砂試樣分別進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)，確定其最大干密度和最佳含水率，并結(jié)合擊實(shí)曲線分析含水率對(duì)風(fēng)積砂干密度的影響。利用CBR試模及多孔底板，在多孔底板上安放多孔墊塊再在多孔墊塊上鋪一張濾紙，將試模及套筒安裝在多孔板上。將砂樣分3層裝入試模，水撼使土樣內(nèi)水分達(dá)到飽和，并高出試樣2cm，然后放在架子上控水，控水至規(guī)定時(shí)間，將試模連同試樣放置在擊實(shí)儀臺(tái)座上，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，再通過控水時(shí)間的長短不同，試樣內(nèi)含水率的變化，確定其控水時(shí)間與最佳含水率和最大干密度之間的關(guān)系。

3 試驗(yàn)方法

3.1 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)

將風(fēng)干的砂樣按四分法準(zhǔn)備五份，每份試樣用量6Kg，分別加入不同水分（按2%～3%含水率遞增），拌勻后悶料一夜備用。試驗(yàn)時(shí)，將擊實(shí)筒置于堅(jiān)硬地面上，先將墊塊放入筒內(nèi)地板上，取制備好的砂樣分3次倒入筒內(nèi)，每次約1700g左右，整平表面，使擊實(shí)錘垂直自由落下，按規(guī)定每層擊實(shí)98擊，錘跡必須均勻分布于砂樣表面。第一層擊實(shí)完后，將試樣層面“拉毛”，裝入套筒，重復(fù)上述方法進(jìn)行其余各層的擊實(shí)。完成后，扭動(dòng)取下套筒，齊擊實(shí)筒頂削平試樣，擦凈筒外壁，稱量，計(jì)算試樣濕密度。再倒出筒內(nèi)試樣，從試樣中心處取樣，測(cè)其含水率，并計(jì)算試樣干密度。其余四份試樣重復(fù)上述試驗(yàn)，最后根據(jù)不同含水率狀態(tài)下的風(fēng)積砂干密度繪制含水率和干密度關(guān)系曲線，見圖1：標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線。

3.2 水撼后擊實(shí)試驗(yàn)

將風(fēng)干的砂樣按四分法準(zhǔn)備五份，每份試樣用量6kg。

取標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)用風(fēng)干砂樣一份，將其大致分成三次裝入筒內(nèi)，每次約1700g左右。試驗(yàn)時(shí)，將擊實(shí)筒安置于CBR多孔板底板上，先將多孔墊塊放入筒內(nèi)多孔板上，在多孔墊塊上鋪一層濾紙，取準(zhǔn)備好的砂樣取約1700g左右倒入筒內(nèi)，整平表面，接通自來水源，使水緩緩流入試樣，至水將試樣全部浸泡，并使水面高出試樣約2cm停止加水。將多孔底板連同試模一同放到支架上，使試樣內(nèi)的水分控出至規(guī)定時(shí)間為止。將其取下，將多孔墊塊更換成擊實(shí)墊塊，將其安裝至標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)底座上。

啟動(dòng)擊實(shí)儀，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)。第一層擊實(shí)完后，將第二層試樣裝入試模，再更換多孔墊塊及濾紙，重復(fù)上述注水、控水、擊實(shí)過程，按此方法進(jìn)行其余各層的擊實(shí)。完成后稱量，計(jì)算試樣濕密度。再倒出筒內(nèi)試樣，從試樣中心處取樣，測(cè)其含水率，并計(jì)算試樣干密度。

其余四份試樣重復(fù)上述試驗(yàn)，根據(jù)不同含水率狀態(tài)下的風(fēng)積砂干密度繪制含水率和干密度關(guān)系曲線，見圖2：水撼后擊實(shí)曲線。最后根據(jù)不同控水時(shí)間狀態(tài)下的含水率繪制控水時(shí)間與含水率之間的關(guān)系曲線，橫坐標(biāo)為控水時(shí)間，縱坐標(biāo)為含水率，最佳含水率所對(duì)應(yīng)的控水時(shí)間，即為最佳控水時(shí)間。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

由圖1可知，風(fēng)積砂擊實(shí)曲線與一般粘性土的擊實(shí)曲線規(guī)律一致，呈駝峰狀，峰值出現(xiàn)在含水率為8.5%～9.5%時(shí)，最大干密度在1.77g/cm3～1.80g/cm3之間。

由圖2可知，水撼后擊實(shí)曲線與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線規(guī)律一致，承駝峰狀，峰值出現(xiàn)在含水率為8.6%～10.0%時(shí)，最大干密度在1.85g/cm3～1.90g/cm3之間。

通過兩組擊實(shí)數(shù)據(jù)比較，可得出風(fēng)積砂的最佳含水率，在8.6%～9.5%之間。明顯水撼后的干密度大于未經(jīng)水撼的干密度。

結(jié)果表明，水撼過程對(duì)風(fēng)積砂有一定的密實(shí)作用。通過試驗(yàn)結(jié)果繪制控水時(shí)間與含水率關(guān)系曲線圖可以看出，控水時(shí)間在10小時(shí)左右，達(dá)到最佳含水率。

5 結(jié)論

1）風(fēng)積砂砂粒均勻，屬于級(jí)配不良砂，水撼施工可提高其密實(shí)度，工程質(zhì)量可控。

2）采用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)和水撼后標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，得到的最佳含水量基本相近，表明風(fēng)積砂的最佳含水量在8.6%～9.5%之間。

3）采用水撼后擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度作為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可避免“超密”現(xiàn)象，能更合理地評(píng)價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量。

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