高速公路路基檢測(cè)技術(shù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

陳婉靈

（中交一公局廈門(mén)工程有限公司，福建廈門(mén) 361021）

1 高速公路路基填料的質(zhì)量要求及取樣試驗(yàn)

1.1 質(zhì)量要求

（1）生活垃圾、腐殖質(zhì)土等不宜作為路基填料使用，易影響路基的穩(wěn)定性。

（2）膨脹土的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到5%以上、含水量超出許可范圍，均不可作為路基填筑施工材料使用。若因條件限制或其他方面的原因使用此類(lèi)材料，應(yīng)進(jìn)行處理，直至各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)為止。

路基試驗(yàn)段填筑具體如圖1所示。

圖1 路基試驗(yàn)段填筑

（3）細(xì)粒土應(yīng)用中，應(yīng)有效控制含水量，在液限＞50%、塑性指數(shù)＞26時(shí)，均不可用于路基填筑施工中。

（4）路床填筑施工環(huán)節(jié)，不宜選用粉質(zhì)土。

（5）路堤填筑中可選用粉煤灰，粒徑在0.001～1.18 mm，粒徑為0.075 mm的含量應(yīng)達(dá)到45%以上，燒失量穩(wěn)定在20%以?xún)?nèi)，任何一項(xiàng)指標(biāo)不滿足要求時(shí)，均不可投入使用。

（6）在高速公路施工中，其質(zhì)量等級(jí)較高，對(duì)路床施工材料的質(zhì)量提出更高的要求。上路床填料的最小強(qiáng)度為8%，最大粒徑為100 mm；下路床填料的最小強(qiáng)度為5%，最大粒徑為100 mm。

（7）由于路基填料在路床頂面以下部位使用，填方路基的上路床為0.3 m左右，下路床在0.3～0.8 m之間，上路堤在0.8～1.5 m之間，下路堤在1.5 m以上，零填和挖方路基分別在0.3 m左右、0.3～0.8 m之間。路基填料的最小強(qiáng)度、最大粒徑均具有相關(guān)規(guī)定，在高速公路和一級(jí)公路的施工中，上路床的填料最小強(qiáng)度為8%，最大粒徑為100 mm。高速公路下路床中填料的最小強(qiáng)度為5%，最大粒徑為100 mm。

1.2 取樣和試驗(yàn)

路基填筑前組織試驗(yàn)，檢驗(yàn)填筑材料的質(zhì)量，對(duì)其是否具有使用價(jià)值進(jìn)行判斷，再合理規(guī)劃后續(xù)的工作。以下路堤填料的質(zhì)量檢驗(yàn)為例，每2 000 m3視為一批次，抽樣檢驗(yàn)，若土質(zhì)存在變化則組織標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)。針對(duì)監(jiān)理和中心試驗(yàn)室，其抽檢量分別達(dá)到20%、3%。土質(zhì)填料質(zhì)量檢驗(yàn)的評(píng)定指標(biāo)較多，包含液塑限、CBR值、有機(jī)質(zhì)含量、天然含水量，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)后，將其與設(shè)計(jì)要求展開(kāi)對(duì)比分析，判斷填料的質(zhì)量情況[1]。

2 高速公路路基標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

2.1 擊實(shí)試驗(yàn)

擊實(shí)試驗(yàn)是研究細(xì)粒土壓實(shí)性的最基本方法之一，通過(guò)錘擊土樣，測(cè)算土質(zhì)的壓實(shí)特性，可幫助技術(shù)人員確定填料土質(zhì)的最大干密度、最優(yōu)含水量。擊實(shí)試驗(yàn)具有輕型、重型兩種類(lèi)型，其適用的范圍存在差異性。通過(guò)開(kāi)展擊實(shí)試驗(yàn)，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法，分批次開(kāi)展擊實(shí)試驗(yàn)，劃分標(biāo)準(zhǔn)為5 000 m3的填料為一批次。施工期間發(fā)現(xiàn)填料的土質(zhì)變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)后，測(cè)定含水量和干密度，整合數(shù)據(jù)后生成曲線，據(jù)此展開(kāi)分析，掌握最佳含水量和最大干密度的具體值。此外，監(jiān)理試驗(yàn)室應(yīng)積極參與質(zhì)量檢驗(yàn)工作，抽檢20%。

2.2 配合比試驗(yàn)

（1）配合比的設(shè)計(jì)。

配合比為水泥、砂石等各類(lèi)原材料用量控制的參考基準(zhǔn)，須開(kāi)展混合料配比試驗(yàn)，根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃選擇相應(yīng)施工原理，確定水泥、砂石等各類(lèi)原材料最佳用量。在開(kāi)展配合比試驗(yàn)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)立足項(xiàng)目需求，參考施工土質(zhì)，確定混凝土試配的強(qiáng)度。應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)，保持試驗(yàn)的靈活性、配合比適用性，分析地質(zhì)勘察報(bào)告，且應(yīng)全過(guò)程動(dòng)態(tài)跟蹤施工實(shí)際，充分掌握波動(dòng)情況。若可供參考的類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)有限，可計(jì)算混凝土強(qiáng)度：

式中：R——混凝土強(qiáng)度；Sn——標(biāo)準(zhǔn)差。

為了保證混合料符合施工需求，達(dá)到強(qiáng)度、坍塌度、和易性等指標(biāo)要求，施工人員在素混凝土的配制中，應(yīng)嚴(yán)格控制水膠比，確保素混凝土最大水膠比不超過(guò)0.6，水泥用量在250 kg/m3以上。應(yīng)嚴(yán)格按照配合比配制鋼筋混凝土，確保鋼筋混凝土最大水膠比不超過(guò)0.6，水泥用量可適當(dāng)增加，達(dá)到280 kg/m3以上。

（2）混凝土的泵送。

坍塌度是混凝土泵送階段的重點(diǎn)控制指標(biāo)，要求該值穩(wěn)定在80～180 mm，具體根據(jù)實(shí)際施工條件進(jìn)行調(diào)整，如泵送高度、泵送期間的損失量等。混凝土材料組成中，中砂屬于應(yīng)用較為廣泛的材料，要求篩孔為0.16 mm的顆粒量≥5%，篩孔為0.315 mm的顆粒量≥15%，砂率以40%～50%較為合適，此條件下配制的混凝土具有較高的強(qiáng)度。

針對(duì)粗集料質(zhì)量控制，應(yīng)重點(diǎn)考慮最大粒徑和輸送管道的內(nèi)徑比例，該值的控制可根據(jù)泵送高度及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。泵送高度在50 m以?xún)?nèi)時(shí)，該比例以1∶3為宜；若泵送高度較大，在100 m以上時(shí)，該比例值可調(diào)整為1∶5。水泥用量方面應(yīng)達(dá)到300 kg/m3或根據(jù)實(shí)際需求用量增多，水膠比應(yīng)以0.4～0.6較為合適。

（3）混凝土的抗?jié)B性能。

在諸多混凝土原料中，水泥的質(zhì)量影響施工項(xiàng)目的質(zhì)量。水泥作為一類(lèi)重要的膠結(jié)材料，水泥的類(lèi)型與強(qiáng)度會(huì)影響混凝土綜合性能。設(shè)計(jì)及采購(gòu)水泥時(shí)，技術(shù)人員須密切關(guān)注水泥的類(lèi)型與強(qiáng)度，采購(gòu)人員應(yīng)嚴(yán)格核對(duì)需要采購(gòu)的水泥類(lèi)型與強(qiáng)度指標(biāo)，充分關(guān)注水泥的質(zhì)量，保證購(gòu)入的水泥質(zhì)量符合施工需要，且價(jià)格不可超出采購(gòu)預(yù)算，合理控制施工成本，提高項(xiàng)目綜合效益。通常，以42.5普通硅酸鹽水泥或更高強(qiáng)度等級(jí)的水泥為宜，可按照320 kg/m3的要求取用水泥材料，具體用量可根據(jù)施工質(zhì)量要求及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。

①粗骨料應(yīng)滿足連續(xù)級(jí)配的基本要求，最大粒徑不超過(guò)37.5 mm，且應(yīng)減小含泥量，該值不宜超過(guò)1%，避免因含泥量過(guò)多影響粗骨料與其他材料的結(jié)合效果，導(dǎo)致混凝土的性能下降。

②細(xì)集料通?？蛇x用含泥量不超過(guò)3%的中砂。

③為了改善混凝土的綜合性能，可摻入適量的礦物摻合料或其他具有可行性的外加劑，在選用粉煤灰時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇一級(jí)或二級(jí)形式，砂率35%～45%，可提高混凝土的抗?jié)B性能。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法

3.1 基本方法

在高速公路路基檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，常采用多種方法進(jìn)行相關(guān)處理，可結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)相關(guān)高速公路路基檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行分析，以推動(dòng)我國(guó)高速公路檢測(cè)的相關(guān)發(fā)展。

（1）表格法。

表格法在工程建設(shè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，可直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息，以便展開(kāi)對(duì)比分析，但其難以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，在剖析深層次數(shù)據(jù)價(jià)值時(shí)難度較大。此外，表格法的計(jì)算較為便捷，具體可根據(jù)方法的不同，細(xì)分為試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄表、試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表。

（2）圖示法。

在高速公路路基檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，圖示法是基于表格法發(fā)展的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，是一種較為常見(jiàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。圖示法可直觀全面地呈現(xiàn)函數(shù)的變化，有利于技術(shù)人員展開(kāi)分析，充分掌握函數(shù)的變化規(guī)律。

（3）檢測(cè)公式法。

在生成豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，可將該部分與圖形對(duì)應(yīng)的公式相關(guān)聯(lián)，以公式的形式表達(dá)此類(lèi)數(shù)據(jù)，將該公式稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)公式。其具有數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力，對(duì)高速公路路基檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的處理效果，可推動(dòng)我國(guó)高速公路路基檢測(cè)發(fā)展，具有參考價(jià)值。

3.2 數(shù)據(jù)對(duì)高速公路路基施工的影響

（1）經(jīng)過(guò)路基試驗(yàn)后，可獲得具有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)，以合理的統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行處理，深度發(fā)掘數(shù)據(jù)中的價(jià)值。在數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中，樣品的平均值為關(guān)鍵內(nèi)容，若將其直接作為母體的平局值進(jìn)行處理，易導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性，無(wú)法給路基施工提供正確的引導(dǎo)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率影響路基的施工質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)中，若結(jié)果準(zhǔn)確度偏低，易引發(fā)工期延長(zhǎng)、成本增加、質(zhì)量下降等問(wèn)題，埋下潛在安全隱患。

（2）平行試驗(yàn)過(guò)程中，僅選用一組數(shù)據(jù)，缺乏代表性，其偏差較大，難以滿足質(zhì)量要求。若不組織試驗(yàn)，將無(wú)法發(fā)現(xiàn)偏差，路基施工缺乏指導(dǎo)數(shù)據(jù)。在平行試驗(yàn)時(shí)，注重對(duì)試驗(yàn)組別數(shù)量的控制，可確保得到的數(shù)據(jù)具有代表性。

（3）彎沉值是評(píng)價(jià)公路路基質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，其受多項(xiàng)因素影響，對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)及數(shù)據(jù)處理方法均提出了較高的要求。各類(lèi)高速公路工程項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)條件存在差異，加大了施工質(zhì)量的控制難度，易由于彎沉值數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，影響路基施工質(zhì)量。合理修正數(shù)據(jù)，有利于提高路基彎沉值的準(zhǔn)確性，因此，應(yīng)注重對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的控制，若過(guò)度放寬檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，獲得的彎沉值將缺乏指導(dǎo)意義，無(wú)法全面揭露路基存在的質(zhì)量問(wèn)題。若檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)度嚴(yán)格，會(huì)增加資源的投入量，影響路基的正常施工，降低綜合效益。施工人員應(yīng)遵循因地制宜的原則，確定合適的標(biāo)準(zhǔn)，以正確的方法予以修正，在保障資源投入的條件下，得到具有參考價(jià)值的彎沉值，由此高效開(kāi)展路基的相關(guān)建設(shè)工作。

3.3 實(shí)際工程數(shù)據(jù)存在的問(wèn)題

公路工程數(shù)據(jù)主要具有路基、路面兩部分，具體至路基部分，可細(xì)分為路基的壓實(shí)度、軟土地基。若某部分的測(cè)試試驗(yàn)與實(shí)際情況存在偏差，會(huì)增加工程的質(zhì)量隱患、安全隱患，阻礙路基、高速公路的施工進(jìn)程。為了保證高速公路建設(shè)質(zhì)量，須重視路基檢測(cè)，技術(shù)人員需要應(yīng)用科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)，以正確客觀的態(tài)度對(duì)待檢測(cè)數(shù)據(jù)，且應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化和程序化的規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)，配合計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)，提升數(shù)據(jù)分析及處理的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，將數(shù)據(jù)偏差控制在允許范圍內(nèi)，為高速公路建設(shè)提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，路基檢測(cè)是高速公路路基施工的重點(diǎn)內(nèi)容，是提高質(zhì)量的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)途徑，針對(duì)復(fù)雜的路基施工環(huán)境，須以正確的方法做好檢測(cè)工作，高效處理相關(guān)數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中剖析參考價(jià)值，反饋至路基施工中，為填筑、壓實(shí)等工作的開(kāi)展提供指導(dǎo)，提升路基施工質(zhì)量。