路基检测技术.ppt

路基检测技术 检测内容 密实度质量的检测 采用压实度 孔隙率 强度和抗变形能力的检测 如日本的K30 德国的Ev2 压实度与孔隙率 压实系数K 相对密度Dr或孔隙率n作为世界各国路基设计及施工控制的压实质量标准最早由美国在二十世纪三十年代提出 压实度或压实系数是实际填筑路基的干密度与标准击实试验得到的最大干密度之比 故压实度与采用的击实试验标准有关 压实度与孔隙率 我国铁路路基设计规范规定击实试验是改进重型击实试验 采用压实系数K指标 德国高速铁路是普氏击实试验 采用压实系数DPr 日本对细颗粒土采用压实系数 而粗颗粒填筑的基床采用孔隙率n 压实度与孔隙率 不论是采用K DPr还是n 对于同一种土类 通过击实试验 可以得出如下关系 K30与Ev2 虽然压实度或孔隙率或相对密度检测压实质量有快速 检测简便 指导现场施工等优点 但对于高速铁路路基而言 路基的承载能力和抗变形能力是极其重要的 为此 参照地基工程承载力试验方法 各国针对路基工程的特点 提出了源于承载力试验的路基填筑质量的强度和抗变形能力的检测方法 如日本的K30 德国的Ev2 K30与Ev2 K30试验是日本目前高速铁路主要检测指标 因采用直径30cm的荷载板而得名 根据试验结果绘出荷载强度与下沉量关系曲线 见图1 按式 2 计算出地基系数K30 K30与Ev2 受K30的荷载板直径限制 K30试验对检测的路基填土的颗粒粒径和级配有一定的限制 对于颗粒粒径过大 级配不均匀 K30试验结果可能产生较大的误差 难以反映路基真实的抗变形能力 通常认为 K30平板载荷试验适用于粒径不大于载荷板直径1 4的各类土和土石混合填料 同样 因为荷载板直径和试验荷载大小限制 K30试验的有效影响深度范围为400 500mm K30与Ev2 K30与Ev2 除K30试验本身的因素之外 其它影响K30试验结果的因素有填料的性质 级配 压实系数 含水率 碾压工艺 最大干密度 最佳含水量 试验操作方法及测试面平整度等 对于已经填筑好路基 含水量变化是造成K30测试结果偶然误差的主要因素 K30与Ev2 EV变形模量试验是德国和法国高速铁路采用的路基填筑质量控制指标 采用与K30试验相似的平板荷载试验方法 根据平板载荷试验测出应力 位移曲线 并对地面的变形量与承载板压力的关系进行分析计算 通过一次加载或重复加载测得的应力 位移 s 曲线上0 3 0max和0 7 0max之间的割线斜率 图2 得出变形模量Ev 第一次加载得到的为一次变形模量 用Ev1表示 第二次加载得到的二次变形模量 用Ev2表示 德国检测标准以Ev2作为控制指标 K30与Ev2 K30与Ev2 德国工业标准DIN18134认为 在平板荷载试验得到的 s曲线可以用二次多项式 式 3 来拟合计算 K30与Ev2 K30与Ev2 第一情况是在120s时间内 路基沉降没有稳定 经过多级这种不稳定的加载情况后 应力 变形曲线就会出现图示中情况 这种情况下 式 3 的a2小于0 这种情况出现在路基模量相对较小 变形相对较大的情况 第二种情况是在120s稳定时间内 变形基本稳定 此类试验的应力 变形曲线与K30试验得到应力 变形曲线完全一致 或者说K30试验事实上就是Ev1变形模量的一部分 这种情况下 式 3 的a2大于0 得到的K30 1000大于Ev1 1 5r 若a2 0 表明该路基为弹性地基 得到的K30 1000与Ev1 1 5r相同 均为1 a1 EVD Evd动态变形模量测试仪也称 轻型落锤仪 简写 LFG 是用于检测土体压实指标动态变形模量Evd的专用仪器 它是公路路基弯沉检测的落锤式弯沉仪的轻型化 仪器的工作原理是利用落锤从一定高度自由下落在弹簧阻尼装置上 产生的瞬间冲击荷载 并通过弹簧阻尼装置及传力系统传递给 300mm的承载板 为了模拟符合列车高速运行时对路基面所产生的动应力 采用最大冲击力Fs 7 07KN 冲击时间ts 18ms 相应作用于路面测试表面的动应力 d为0 1MPa EVD Evd仪器体积小 重量轻 便于携带 安装及拆卸方便 操作简便 自动化程度高 测试速度快 性能稳定 测试精度高 检测费用低 适应范围广 设计上以人为本 无任何核辐射 废气等污染 属于环保型技术 特别适合于受动荷载作用的铁路 公路 机场及工业建筑的地基质量监控测试 是路基检测技术的发展方向 客运专线路基检测控制指标 基床底层技术要求 基床底层技术要求 客运专线路基检测控制指标 基床以下路堤技术要求 客运专线路基检测控制指标 基床底层填料刚度控制指标Ev2为60MN m 是德国无碴轨道设计值计算轨道板在UIC荷载作用下的应力和裂缝宽度和配筋的基本假定之一 是保证轨道板耐久性的另一个基本条件 基床底层通常选用的砾石类和砂类土填料 Ev2 60MN m 条件相对容易实现 DPr则相对困难一些 表面上看 德国的路基填筑压实指标只有两个Ev2和DPr 实际上还隐含着第三个指标 即Ev2 Ev1比值 用以间接验证直接测定的击实度DPr 概念上讲 Ev2 Ev1过高 表明填料的密实度较低 因为在这种情况下 填料相当一部分孔隙是在做静态平板载荷试验时通过第一次加载得以压密 因此Ev1较低 而二次加载刚度Ev1仍可能满足要求 Ev2 Ev1较高 客运专线路基检测控制指标 DPr和Ev2 Ev1存在一定的相关性 因此 德国公路规范ZTVE StB94 Ril836引用 要求 击实度应间接地通过Ev2 Ev1比值来验证或控制 如果填料中含块石 也可导致过高的Ev2 Ev1 根据公路建设和德国纽伦堡 因戈尔斯达特高铁路