第2章 路基填土的压实与填筑质量控制

1、第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.1.1 2.1.1 压实原理压实原理2.1.2 2.1.2 击实试验击实试验2.1 路基土的压实原理关键词：关键词：最佳含水量、最大干密度最佳含水量、最大干密度 压实度压实度第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.1 路基土的压实原理2.1.1 压实原理u压实利用机械能将土中的水和空气排出的过程。u干密度w0时的天然重度。u最优含水量、最大干密度在一定压实功能条件下，能使压实土达到最大干密度时的含水量，称为土的最优含水量，相应的干重度称为最大干重度。0(10.01)diiww某点试样

2、的含水率（）第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.1 路基土的压实原理2.1.1 压实原理第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制压实原理在一定压实功能条件下，细颗粒土在某一含水量opt下能够被压实到一个最大的干密度dmax 。压实度土经过击实后得到的干密度与击实试验中得出max的比值称为该压实土的压实度。公式用来表示该土的压实程度，是控制路基填筑质量的重要指标之一。2.1 路基土的压实原理2.1.1 压实原理max100%dk第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.1 路基土的压实原理2

3、.1.2 击实试验击实试验：击实试验：试验原理试验原理试验类型试验类型试验步骤试验步骤试验设备试验设备试验数据处理试验数据处理试验成果试验成果第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.1 路基土的压实原理2.1.2 击实试验第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.1 路基土的压实原理2.1.2 击实试验第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.2 压实机理与压实土的优点关键词：压实土的优点关键词：压实土的优点压实机理与压实土的优点：压实机理压实土的优点第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2

4、章 路基填土的压实与填筑质量控制2.2 压实机理与压实土的优点2.2.1 压实机理压实机理：Proctor（1933）Lambe（1985）第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.2 压实机理与压实土的优点2.2.2 压实土的优点压实土优点：压实土优点：压实土的压缩变形和湿化变形最小，所以压实土的压缩变形和湿化变形最小，所以最优含水量附近压实的路基其沉降变形和由最优含水量附近压实的路基其沉降变形和由于雨水的影响引起的变形就会最小。于雨水的影响引起的变形就会最小。压实后的土的抗剪强度增加，提高了路基压实后的土的抗剪强度增加，提高了路基的稳定性。的稳定性。压实后

5、的土的渗透能力减少，这样就减少压实后的土的渗透能力减少，这样就减少了水对路基的影响。了水对路基的影响。第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制击实功对压实效果的影响击实功对压实效果的影响：随击实功的增加最大干密度增大，最优含水量降低，随击实功的增加最大干密度增大，最优含水量降低，不同的压实功能标准可以模拟施工现场的不同的压实不同的压实功能标准可以模拟施工现场的不同的压实机械和施工方法，重型相当于机械和施工方法，重型相当于121215t15t压路机碾压效压路机碾压效果，轻型相当于果，轻型相当于6 68t8t压路机碾压效果。压路机碾压效果。击实功的影响随土的类型不同

6、有所不同，粗粒土与击实功的影响随土的类型不同有所不同，粗粒土与细粒土的重型与轻型击实试验结果存在一定的差异。细粒土的重型与轻型击实试验结果存在一定的差异。击实功的有效性。击实功的有效性。2.3 影响土压实性的因素第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.3 影响土压实性的因素第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制土的类型对压实效果的影响：土的类型对压实效果的影响：土类型即颗粒级配分析、土颗粒形状、土土类型即颗粒级配分析、土颗粒形状、土颗粒相对密度、黏土矿物

7、含量及类型等对颗粒相对密度、黏土矿物含量及类型等对最大干密度与最优含水量有很大影响。最大干密度与最优含水量有很大影响。化学添加剂可以用来改变土的压实性能。化学添加剂可以用来改变土的压实性能。2.3 影响土压实性的因素第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制压实方法分类：人工压实、机械压实压实方法发展阶段：20世纪50年代以前 20世纪60年代 20世纪80年代以来2.4 路基填土的压实方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制压实机械分类：压实机械分类：静力碾压式静力碾压式依靠机械自重的静压力作用，利用滚轮在碾压依靠机械自重的静

8、压力作用，利用滚轮在碾压表面往复滚动，使被压实表面产生一定程度的表面往复滚动，使被压实表面产生一定程度的永久变形而达到压实的目的。永久变形而达到压实的目的。2.4 路基填土的压实方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制夯击式夯击式分为冲击夯实、振动夯实两种。冲击夯实是利用机械或分为冲击夯实、振动夯实两种。冲击夯实是利用机械或人力使夯锤离开地面一定高度，然后自由落下所产生的冲人力使夯锤离开地面一定高度，然后自由落下所产生的冲击力来压实。振动夯实除具有冲击夯实力外，还有振动力击力来压实。振动夯实除具有冲击夯实力外，还有振动力同时作用于被压实层。同时作用于被压实层

9、。振动碾压式振动碾压式利用专门的振动机构，以一定的频率和振幅振动，并通利用专门的振动机构，以一定的频率和振幅振动，并通过滚轮的往复滚动传递给压实层，使压实材料的颗粒在振过滚轮的往复滚动传递给压实层，使压实材料的颗粒在振动和静压力联合作用下重新排列，从而提高密实度。动和静压力联合作用下重新排列，从而提高密实度。2.4 路基填土的压实方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制压实机械的使用范围：压实机械的使用范围：光轮压路机光轮压路机羊足碾羊足碾轮胎碾轮胎碾振动碾振动碾夯实机械夯实机械2.4 路基填土的压实方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的

10、压实与填筑质量控制压实过程中的注意事项：压实过程中的注意事项：先轻后重先轻后重先慢后快先慢后快先边后中先边后中直线重叠直线重叠2.4 路基填土的压实方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.5 路基压实质量控制指标与检测方法关键词：铁路与公路路基关键词：铁路与公路路基 压实质量控制指标体系压实质量控制指标体系第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.5 路基压实质量控制指标与检测方法常用的压实质量检测指标：压实系数地基系数孔隙率相对密度动模量CBR弯沉值铁路部门常用指标加上压实系数，公路部门常用第2章 路基填土的压实与填筑

11、质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.5 路基压实质量控制指标与检测方法地基系数地基系数是指由直径为是指由直径为30cm30cm的荷载板压在地基上，然后在荷的荷载板压在地基上，然后在荷载板上加载，测量荷载板的下沉量，根据荷载下的载板上加载，测量荷载板的下沉量，根据荷载下的荷载应力荷载应力P P（N/cmN/cm）与荷载板的竖向下沉量）与荷载板的竖向下沉量s s的比值的比值来确定来确定由于地基的非线性性质，不同变形量的情况下的地由于地基的非线性性质，不同变形量的情况下的地基系数值也不同，铁路路基设计规范取基系数值也不同，铁路路基设计规范取S=0.125S=0.125时时的的P P与与S

12、 S的比值作为地基系数。的比值作为地基系数。30PKS30PKS第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.5 路基压实质量控制指标与检测方法2、Evd动态模量是一种土体承载力指标，可以通过动态平板荷载试验来检测，主要做法是用10kg的锤以7.7kN的最大冲击力冲击土体表面的直径30cm的圆板，冲击时间是18ms，这样的冲击力约为0.1Mpa,可以按下式计算：()1.5/vdmmES 荷载板的半径， 150mmS-荷载板的冲击下沉值(mm)第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.5 路基压实质量控制指标与检测方法3 3、E E

13、v2v2变形模量变形模量无碴轨道客运专线的路基填筑质量控制指标无碴轨道客运专线的路基填筑质量控制指标之一。其试验方法与地基系数试验相似，主之一。其试验方法与地基系数试验相似，主要差别在于操作步骤于数据整理和计算方法要差别在于操作步骤于数据整理和计算方法的不同。的不同。在圆形荷载板上分级施加静荷载，测试荷载在圆形荷载板上分级施加静荷载，测试荷载强度与沉降变形的关系，由此计算地基的变强度与沉降变形的关系，由此计算地基的变形模量。形模量。第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制变形模量计算理论基础：弹性半空间体上圆形局部荷载公式：变形模量计算理论基础：弹性半空间体上圆

14、形局部荷载公式：22000.79(1)/0.79(1)/10.21,)./(5vSdEEmdSmErS01212max当 为采用增量的形式：荷载板的半径，S=a +a150mm为了有效利用测试记录的数据，减小误差，对试验数据进行二次回归分析利a1Ev=1.5ra算+a用下式计：2.5 路基压实质量控制指标与检测方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制2.5 路基压实质量控制指标与检测方法 4 4、压实系数、压实系数概念前面已经叙述，干重度的现场量测方法概念前面已经叙述，干重度的现场量测方法灌砂法灌砂法灌水法灌水法核子密度仪核子密度仪第2章 路基填土的压实与填

15、筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制 5 5、孔隙率（压实程度）、孔隙率（压实程度）2.5 路基压实质量控制指标与检测方法1ene秦沈客运专线运用。秦沈客运专线运用。第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制 6 6、相对密度（压实状态）、相对密度（压实状态）maxmaxmaxmiminneeeeDreee、填料的最大与最小孔隙比，分别在试验中取最大的干密度和最小干密度得出。为填料压实后取样测其干密度后求出的孔隙比。2.5 路基压实质量控制指标与检测方法第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制基床表层的压实标准292829

16、28孔隙率孔隙率n(%)0.8相对密度相对密度Dr140150140150110(100)地基系数地基系数K30(MPa/m)(0.93)压实系数压实系数K基床基床表层表层级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级块石类块石类碎石类碎石类砾石类砾石类砂类土砂类土（粉砂除外）（粉砂除外）细粒土、粉细粒土、粉砂、改良土砂、改良土填料类别填料类别铁路等级铁路等级压实指标压实指标层位层位第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制基床底层的压实标准 31313131孔隙率孔隙率n(%)0.750.75相对密度相对密度Dr15015013013012012010010090(1

17、00)地基系数地基系数K30(MPa/m)0.91(0.93)压实系数压实系数K基床基床底层底层级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级块石类块石类碎石类碎石类砾石类砾石类砂类土砂类土（粉砂除外）（粉砂除外）细粒土、粉细粒土、粉砂、改良土砂、改良土填料类别填料类别铁路等级铁路等级压实指标压实指标层位层位第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制32323232孔隙率孔隙率n(%)0.70.7相对密度相对密度Dr13013012012011011080808080地基系数地基系数K30(MPa/m)0.90.9压实系数压实系数K不浸不浸水部水部分分(32)(32)(

18、32)(32)孔隙率孔隙率n(%)(0.7)(0.7)相对密度相对密度Dr(130)(130)(120)(120)(110)(110)(80)(80)地基系数地基系数K30(MPa/m)压实系数压实系数K浸水浸水部分部分及桥及桥涵两涵两端端级级级级级级级级级级级级级级级级级级级级块石类块石类碎石类碎石类砾石类砾石类砂类土砂类土（粉砂除外）（粉砂除外）细粒土、粉细粒土、粉砂、改良土砂、改良土填料类别填料类别铁路等级铁路等级压实指标压实指标层位层位路堤基床以下部位填料的压实标准第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制12012018185050190190级配碎石级

19、配碎石无碴轨道客运无碴轨道客运专线专线18185555190190级配碎石级配碎石300300350km/h350km/h客运专线客运专线18185555190190级配碎石、级配砂级配碎石、级配砂砾砾200200250km/h250km/h客运专线客运专线18181301301818190190级配碎石、级配砂级配碎石、级配砂砾、中粗砂砾、中粗砂200km/h200km/h客货客货共线共线E Ev2v2(MPa) (MPa) n(%)n(%)E Evd vd (MPa) (MPa) K30(MPaK30(MPa/m) /m) 填料填料基床表层基床表层指标指标线路线路客运专线路基压实控制指标第

20、2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制基床底层基床底层指标指标线路线路E Ev2v2(M(MPa) Pa) E Evd vd (MPa) (MPa) n(%)n(%)K K K30(MK30(MPa/m) Pa/m) 填料填料6028150碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土6028130砂类土及细砾土砂类土及细砾土600.95110改良细粒土改良细粒土4028150碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土4028130砂类土及细砾土砂类土及细砾土无碴轨道无碴轨道客运专线客运专线400.95110改良细粒土改良细粒土4028150碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土4028130砂类土及细

21、砾土砂类土及细砾土400.95110改良细粒土改良细粒土300300350km/h350km/h客运专线客运专线28150碎石土碎石土28120粗粒土粗粒土0.95110细粒土细粒土AB类填料类填料及改良土及改良土200200250km/h250km/h客运专线客运专线客运专线路基压实控制指标第2章 路基填土的压实与填筑质量控制第2章 路基填土的压实与填筑质量控制路基本体路基本体指标指标线路线路E Ev2v2(M(MPa) Pa) E Evd vd (MPa) (MPa) n(%)n(%)K K K30(MK30(MPa/m) Pa/m) 填料填料4531130碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土4531110砂类土及细砾土砂类土及细砾土450.9090改良细粒土改良细粒土31130碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土31110砂类土及细砾土砂类土及细砾土无碴轨道无碴轨道客运专线客运专线0.9090改良细粒土改良细粒土31130碎石类及粗砾土碎石类及粗砾土31110砂类土及细砾土砂类土及细砾土0.9090改良细粒土改良细