关于乐温高速公路填砂路基试验段检测方法的探讨

关于乐温高速公路填砂路基试验段检测方法的探讨李 强1 李 晓2 朱木锋1 刘吉睿1（1 江西省交通工程质量监督站试验检测中心 南昌 ）（2 江西省公路工程监理公司 南昌 ）摘 要：路基填砂在江西境内高速公路的运用。在检测方面怎样运用最快最简便最准确的方法达到施工质量控制。通过试验段确定路基施工的检测方法是有必要的。关键词：道路工程；填砂路基；试验段；检测方法；探讨0 前 言国道主干线南昌绕城公路乐化至幽兰段是江西省会南昌市的东绕城高速公路的组成部分，全长71.65km，全线分为17个路基标段，路线3次跨越赣江，2次横渡抚河，在K15+500-K58+300路段共涉及到8个路基标段，地处赣抚冲积平原，地面高程为15m-18m，穿越南昌东郊滨湖地区大部分穿过湖泊、水塘、稻田区、主要有赣江西、中、南支及瑶湖、老抚河等。河砂较丰富，土源极为困难，如果挖田取土，一浪费大量的良田，二土质的物理力学性能差难以保证施工质量。所以该段设计了填砂路基。最大填土高度10.9m，共计填砂方量1200多万m3。目前省内高速公路建设用河砂作路基填料，还没有可操作性较强的技术资料，为取得有关经验，乐温项目办选择了在麻丘镇地段铺筑近1km试验路。通过试验路取得相关数据，指导施工。1 试验检测的主要项目及测试方法1.1填砂路基砂的物理力学性能有：最大干密度、CBR承载比值、含水量。1.2现场路基测试1.2.1主要采取两种方法 一是灌砂法，二是环刀法,三是核子密度仪法。另外采取环刀法测定填砂路基压实情况及含水量，选取了不同体积（200cm3 、500cm3 、1000cm3）的环刀测试。1.2.2测定压密情况 测定不同层厚中（上、下）及与相接的下一层压密情况，2、试验分析确立其检测方法的有效性2.1含水量的测定方法依据试验规程，试验有3种方法：烘干法、酒精燃烧法、比重法。含水量试验的最准确的方法是烘干法。因此本试验段采取两种工地上常用方法，一是酒精燃烧法、二是微波炉法，从烘干时间上，结果准确度（误差）方面与烘干法进行比对。用酒精法测量砂及砂性土，含水量常烘干法的结果，其主要原因是砂及砂性土中，含有云母等其它杂质，在燃烧过程中其质量被损失。另市面上酒精中含有水份在试验中使燃烧质量跳炸损失。虽然时间可缩短，但是准确性小，不能采用。用微波炉法进行含水量测定，虽然国标、行标中未写明此方法，也未推广。但工地已广泛采用此方法。主要是利用了微波炉中产生的电磁波辐射烘烤原理，使材料中的水份干燥，且较均匀准确、操作方便简易、时间快捷，通俗易懂。在环保方面不污染环境，是值得推广的一种快捷的方法。从准确度与烘干时间方面我们针对本项目所采用的材料特性进行了不同含水量、不同时间、不同的烘干质量利用微波炉法与烘箱法比对，以烘箱法为基准。采用仪器设备有：烘箱（控温在0-300）规范控温在(105-110)。微波炉：具备高、中、低温火3大功能。烘箱控制温度在105-110,微波炉控制在高温.干燥时间微波炉：5min、10min、15min、20min、25min；烘箱：2h、3h、4h、5h、6h，通过40组试验结果表明如图1、图2含水量在10%-20%，质量25g-200g或200g以上微波炉法无论质量多少，含水量大小、干燥时间在10分钟趋于稳定，15 min -25 min干燥稳定；含水量在10%至饱和状态下质量为25g-200g以上烘箱干燥时间在4h趋于稳定，5h-6h以上已干燥；从两种方法取得含水量测定结果准确度在规范规定之内。通过试验论证运用微波炉方法测定含水量时间短,结果准确。表1 含水量测定的允许平行差值含 水 量（%）5以下40以下40以上允许平行差值%0.312图1 烘箱测定含水量时间图图2 微波炉测定含水量时间图K39+075-K39+400现场取样 图3 含水量图4 冯洲砂场 含水量 图5 金风砂场 含水量2.2承载比CBR试验（T0134-93）利用路面材料强度试验仪，模拟现场承载力试验。通过试验中的单位压力与标准压力之比，能正确反映路基填料的适用性。试验结果表明：砂性材料在饱水状态下其CBR值最大。2.3确定标准干密度的试验方法 最大干密度是衡量评价路基压实度的依据、是试验中重要的一个指标。为有效地控制路基的压实，正确地选择确定材料密度的试验方法，充分正确地评定路基的压实度。确定标准干密度的试验方法有重型击实法，相对密度法、振实法（干振法）、固体体积法等多种方法。本试验段以3种不同粗细的砂样，分别进行重型击实与砂的相对密度法，干振法试验比较。最通用的确定材料的标准干密度的方法是重型击实法。通过试验砂的击实曲线与泥性土的击实曲线不同，前者不是驼峰形曲线，均是一条凹曲线，含水量基本为零的干密度。接近或本身就是最大干密度。如下列击实图：采用目前省内常用的砂的相对密度法、取得的结果，现场取样的最大干密度为1.83g/cm3；冯洲砂场为1.826g/cm3；金凤砂场为1.80g/cm3,相对应重型击实取得的干密度，从图中反映在1.79 g/cm3-1.86g/cm3之间，干振法数据在1.50g/cm3-1.70g/cm3。分析对比表2中数据与现场环刀法所作密实度取得的干密度相比较，用干振法取得的结果，碾压或者碾压1-2遍就能达到压实效果。说明最大干密度偏小。以相对密度对该试验段所试验的最大干密度往往偏大或偏小。以重型击实法结果对于现场压实度能起到代表性。表2 干密度对比取样处试验方法K39+575-K39+969.0（右）（红与黄砂混合）中砂偏细dmax(g/cm3)K39+105(左)（特细砂）dmax(g/cm3)冯州砂场中砂dmax(g/cm3)重型击实法16671.6861.826相对密度法1.6601.6101.830干振法1.5621.5311.7032.4现场测试密实度方法 当前，国际上在现场测定路基和路面材料的密度主要有几种方法：2.4.1非破坏性试验，核子密度仪方法 采用核子密度仪方法，所测得的含水量与烘干法测得的含水量相比、往往有明显差别。仪器每次测定须根据不同材料进行现场标定。如果标定有误差、对所测结果差异性较大。而且使用核子仪的缺点：1、检验放射性是否超标，对人体有害；2、使用插入式核子仪时，需要往被测层中打洞，洞的深度应与碾压层的厚度相同，在实际操作中、往往难掌握，且打洞时应砂层含水量大、很难形成洞体、洞壁的结构会遭到破环、从而影响测量的准确性。2.4.2破坏性试验 灌砂法、水袋法、环刀法、蜡封法。因为填筑的材料是砂性土，路基需要大量的密实水，用灌砂法与水袋法、蜡封法，测定密实度；挖洞很难使洞体成型，钻取或挖取的试件很难成型、所以上述3种方法不适应测定填砂路基。经比较常用的环刀法较准确。通过采用不同体积（200cm3、500cm3、1000cm3）的环刀测试,在不同层位、不同粗细的砂性土试验了20多组，认为环刀体积在500cm3以上所测结果准确、稳定（建议采用容积为1000cm3）。3 主要试验项目及仪器设备表3 主要试验项目及仪器设备试验项目标准干密度含水量密实度CBR承载比颗粒分析仪器设备自动击实议烘箱、微波炉大体积环刀（1000cm3）路面材料强度试验仪新标准土壤筛、砂石筛4 结 语 通过试验段试验检测比对分析、初步确定在江南地区填砂路基各项检测试验方法。我们认为，保证填砂路基施工质量控制检测方法是密切相关的。如何保证检测方法的快捷、准确可靠是要经过长时间、多方面试验比较经过多组试验才能行之有效，具有说服力、规范性。大面积施工过程当中，还须根据砂的变化进行试验、总结经验，使之规范化，为今后的填砂路基施工质量检验提供保障。参考文献：1 JTJ051-93,公路土工试验规程S2 JTJ058-2000,公路工程集料试验规程S3 JTJ059-95,公路路基路