風積沙路基壓實標準

風積沙路基壓實標準試驗研究風積沙修筑的路基與一般公路路基有著很大區(qū)別，在沙漠地區(qū)公路施工中最具特殊性。由于目前沙漠公路施工實踐不足，現行的有關技術規(guī)范不太適應于沙漠地區(qū)公路的施工，特別是風積沙路基的施工壓實質量控制，這種現象不利于今后沙漠地區(qū)大規(guī)模的公路建設。本文以現有的技術規(guī)范為基礎，充分考慮到沙漠地區(qū)筑路的特點和解決加快施工進度與保證質量的矛盾，降低工程造價并確保沙漠地區(qū)公路滿足設計路用性能和在設計使用年限內正常的使用。我們在交通西部交通建設科技項目“風積沙在兵團墾區(qū)公路墊層中的應用”課題研究中在風積沙路基的室內試驗、試驗工程和試槽試驗的基礎上，系統(tǒng)研究了風積沙路基的壓實標準。風積沙的壓實實質上是用機械的方法來改變其結構，使顆粒重新組合，彼此擠密，減少空隙，提高風積沙單位體積的質量，使其形成密實的整體，從而增加風積沙路基的強度和提高其穩(wěn)定性，減少路面在行車荷載作用下產生的永久變形。所以壓實是提高結構層強度和穩(wěn)定性、延長公路使用壽命的主要技術措施，也是公路施工中確保工程質量的關鍵工序。試驗和工程實踐證明，壓實能夠顯著提高風積沙路基的強度以減少路面結構層的厚度，有效降低工程造價。這在缺乏路面材料的沙漠地區(qū)具有特別重要的意義?，F行《公路路基施工技術規(guī)范（JTJ013-95）》壓實控制指標為壓實度，定義為工地實測干密度與室內擊實試驗確定的最大干密度之比，用百分數表示，即：壓實度=實測干密度/最大干密度×100%。因此壓實標準涉及三方面內容，一是壓實度標準，二是最大干密度的確定方法，三是現場壓實度的檢測方法。1風積沙最大干密度的確定已有的研究成果和實踐經驗表明，風積沙具有整體性好、沉降量小、沉降速率快、沉降均勻、水穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但風積沙是一種無粘性材料，在自然狀態(tài)下呈松散狀態(tài)，抗剪能力差，在外力作用下易產生移動，一般機具難以行駛，基本上都是采用振動壓路機進行碾壓。另一方面，現行規(guī)范規(guī)定采用重型擊實試驗方法測定各種細粒土、含礫土的含水量和干密度的關系，從而確定土的最佳含水量和相應的最大干密度作為壓實控制的依據。由于風積沙材料的特殊性,在本文研究過程中，分別采用了《公路土工試驗規(guī)程（JTJ051-93）》規(guī)定的重型擊實方法、振動臺法等試驗方法來對比分析風積沙的最大干密度，同時與工地現場所測風積沙干密度進行比較，從而推薦出較為合理的風積沙最大干密度的確定方法。選取兩種有代表性的風積沙分別進行了室內重型擊實法（包括手動和電動）、振動臺法試驗，試驗結果見表1。表1不同試驗方法所得最大干密度饒沙配差樣擋粉粘粒馬含培量撞(籠%)茂重型擊實晝（手動）遲重型擊實旁（電動）營振動臺暮干燥狀態(tài)響（菊g/cm藏3統(tǒng)）宵最佳含水傻量趙狀態(tài)（蛇g/cm濱3齡）丸干燥狀態(tài)膜（邊g/cm疼3地）摟最佳含水亭量陜狀態(tài)（偉g/cm賄3扮）叔干燥狀態(tài)蔬（潑g/cm僵3迎）團最佳含水矛量狀態(tài)（襯g/cm稱3未）便SC-1胡22.0竄8援1.70左5氏1.67婚4版1.67割6倦1.67傅5可1.74罩1占1.66攏8濕SC-2千11.6彈4勇1.65瓦0夢1.67孤3死1.60濃1猜1.62崖2膝1.64術3斃1.59津6由表1可知：（1）三種試驗方法所得最大干密度各不相同，而且規(guī)律性較差。但電動重型擊實的最大干密度較小，一般情況下，不宜采用電動重型擊實法來確定最大干密度。（2）干燥和最佳含水量兩種狀態(tài)的最大干密度也不相同，且差異較大。因此，施工過程中，為更準確地確定風積沙施工中的壓實質量，應根據壓實方法（干壓實或濕壓實），采用相應的最大干密度來控制風積沙的壓實質量。（3）結合土工試驗規(guī)程，一般認為，當粉粘粒含量>15%時，宜采用重型標準擊實法確定最大干密度，且采用大筒擊實更好；當粉粘粒含量≤15%時，宜采用振動臺法確定最大干密度，當受條件限制時，亦可采用重型標準擊實法。由于風積沙手動重型擊實試驗結果離散性較大，受人為因素的影響較大，經常在相同的條件下得出差別很大的試驗結果。故應采用電動擊實儀來確定風積沙的最大干密度。電動擊實儀得出的試驗結果規(guī)律性較好，受人為因素影響??；但它得出的干密度比手動重型擊實得出的要小。分析其原因是由于電動擊實儀是利用圖1電動擊實儀作用過程O圖1電動擊實儀作用過程OFvωR顆粒產生很大的離心力F，F=mω2R（1）式中：m——顆粒質量；ω——轉動的角速度；甘R爆—散—降顆粒轉動罵半徑，即巾顆粒到試選筒圓心距雄離。選對于試筒耐不同位置待的風積沙售顆粒，其禽角速乒度穩(wěn)ω歌是一樣的蠶，但是由榮于顆粒到戚試筒圓心海距斥離毒R反不同，所嶄以，各個冬位置的顆賣粒的離心丸力是不一構樣的。對脂于無粘聚終力的風積供沙來說，霸勢必會使協(xié)剛被擊實此后的沙體爪有一部分燃擊實功被怎離心力抵夫消，因此魔，蕉所得的最蟲大干密度枝必將比手瓶動擊實所著得的干密統(tǒng)度要小。纏課題組在股野外試槽悶中針對兩喜種風積沙酒的路基壓驚實度進行爺了現場測備試。采用溉重型壓實擊機械（三蹦明重機器茄廠生產疊的列YZ1賄6代輪胎驅動抵光輪振動東壓路機）氏，在最佳考含水量附衫近，碾熄壓蠢6賽～障8復遍而形成泳的風積沙揀路基。用舅環(huán)刀法測計定其干密捆度，分別藥計算重型扁擊實、振嗚動臺法取選得的最大呈干密度相進對應的壓夢實度，結肆果表明，額振動壓路消機可以使替風積沙路丘基達到較攝好的壓實都效果。扛表雅2獎是由不同骨方法確定轟的最大干停密度計算高得出的兩風種壓實方抗式的壓實烈度統(tǒng)計結鬧果對照表胳。討表殺2樹扇不同擊實書標準的壓轎實度計算能統(tǒng)計結果賣對照表秀沙樣哪編號原壓實度害電動擊實景（翁%初）鴿手動擊實隨（連%攤）黑振動臺法喪（極%欣）京干壓實腿濕壓實叢干壓實鄙濕壓實亭干壓實雞濕壓實賊SC-1貧平均值停100.絨02陸100.喘08呢98.3抹15職100.仍02張96.2史8結101.惹72列代表值期99.1沒4療99.2基0濾97.4負5飯99.1超4公95.4港3收100.威83茄SC-2表平均值贊105.憤29豐103.他99濤102.沒10切100.鳥02裝102.哲54雨108.科94段代表值世104.陣43東103.資14落101.枯27討99.1被8淺101.臺68礦108.烈05搏由皺表找2社可知：盲跨糞（疲1從）對于沙掏樣壞SC-固1扛和沙敵樣牙SC-掛2胳，分別利悟用振動臺門法和手動胡重型擊實掙確定最大東干密度，區(qū)是比較合造理的，其燙壓實度代達表值均接褲近悅100因%重，與施工孝現場符合膽較好。由厘此表明風技積沙中粉礦粘粒含量具越多，其高壓實性越幼好，即越佳容易壓實欺，在這幾需種擊實結潔果中手動壟擊實是較則理想的。頭白餡（抵2收）從壓實鑰度角度來銀考慮，粉維粘粒含量殘小叼于腸15鞏%時的風積沙鏡采用振動北臺法是較茫為合理的拼；對于粉鄉(xiāng)粘粒含量膛大擠于姨15西%砍的風積沙霸則應采用姥手動重型慣擊實所得似的結果。埋綜上所述率，蔥當粉粘粒脾含量＞皇15阿%劣時，宜采匯用手動重那型擊實法燒確定最大受干密度，峽且采用大枕筒擊實效賤果更好；倚當粉粘粒狡含哀量摘≤體15太%例時，宜采妥用振動臺蘇法確定最姨大干密度絹，當受條掠件限制時召，亦可采凱用手動重姥型擊實法斯；而且，駱對于干壓額和濕壓風爸積沙，應僅分別采用優(yōu)風干狀態(tài)橋和最佳含襯水量狀態(tài)朗下所確定壞的干密度柱。擁其他試驗燃工程也說卡明，采用冒上述方法墓確定的最牲大干密度族符合現場顏施工實際闊，而且利胖于壓實質某量的控制測，是切實社可行的。薯2幸偏風積沙壓月實度標準晨現行《公陵路路基施摩工技術規(guī)障范吃（靈JTJ0好33-9初5鉛）》規(guī)定鋒，土質路縣基的壓實阻度不應低篩于鳳表搏3面所示的標暴準（重型陶擊實）?？颖硭]3獲境土質路基核壓實度標煤準油填挖類型臥路面底面陶計起深度腳范圍（記cm惰）馳壓實度介（繳%它）辛高速公路翼、一級公圈路卸其它公路靜路堤手上路床楚0她～亂30曾≥棉95鹽≥炎93巡下路床襯3與0薪～許80扶≥袖95捎≥停93促上路堤糟8筐0錯～絹150溜≥妨93服≥賤90典下路堤帶>150明≥臂90晴≥煙90督零填及路毅塹路床暮0緣～脂30短≥突95寸≥獄93援同時《公睬路瀝青路難面設計規(guī)觀范半（隙JTJ0復14-9肢7淺）》規(guī)定且，級配礫剝石或天然泛砂礫用作狼基層時，朱其壓實度賀不應小褲于蜜98豪%妨，用作底勢基層時，梳其壓實度選不應小斯于搏96關%毯。鎮(zhèn)因兵團墾舅區(qū)修建的烏公路大部漏分為二級頸以下公路徑，從鏈表奪3睛可知，路彎基壓實度混標準僅愿為塌90蝶%亭或壤93茫%灘，由于兵靈團墾區(qū)路姨面材料需哄遠距離運卡送，造成逃筑路成本附增加，是武兵團墾區(qū)切公路單位爹造價過高椅的主要原簽因。因此松有必要采雹取必要的既措施提高煌路基壓實費度以盡最村大可能發(fā)斃揮風積沙鼻路基的強蒜度，減薄墨路面（底帝）基層的侍厚度，減強少路面材滑料運輸量勤，減低公扶路造價。島另外海，既§患2-該1速節(jié)風積沙璃相對密度烏中已經說懼明，最疏矮松狀態(tài)干論密度可達哈到最緊密凝狀態(tài)干密喊度偶的濱85莊%燃左右，而晚且經過簡侄單碾壓后暴的壓實度那即可達膽到盆90芹%定以上。同仆時，參考筑級配砂礫叔和天然砂阻礫的壓實暢標準，對妥風積沙路贏基的壓實灶應采取較遼高的標準慣，即濕壓炸風積沙，稻其壓實度碰不應小于爪97%助，干壓風很積沙，其斥壓實度不丑應小粘于臘95奔%漠。隆些福在試槽試靠驗中對兩倍種風積沙蜻的壓實度籮情況進行派了現場檢嗚測，結果什見鬼表肆4直。且表裹4爐戶風積沙試志槽壓實效堡果統(tǒng)計一例覽表余沙樣編號慎填沙厚度染碾壓遍數輛碾壓杯方式至平均含水峽量渴（攏%據）倉最大壓實匆度鐵（啊%適）哄最小壓實府度依（層%鞋）莊壓實度平室均值緞（荷%震）手標準誤干密度歷（鏈g/cm咐3午）黃SC-1后25路4襖靜壓插15.6叨3回96.1如2片95.4雪4敘95.7筍0乓1.67攻4安11溜靜獲4攪振固7行11.1笑8毛96.6澤0接93.7風3攀95.0斗8差11映靜這4畢振診7遼15.3球3型101.喉45陡97.8餡7劉99.8箱9務35劫6平靜松3駛振梅3乳12.1逢9球94.2瞧2枯93.6摟1字93.9柏6禁6墓靜蠻3亞振畝3散16.8屯8填100.通22績96.4繞7裝98.8此6漢SC-2味25寄4愛靜壓倘16.9殼5獎99.7盤1第95.5寨8鏟97.5賄8隸1.67敵3特7腔靜知4倚振濃3缸12.5衛(wèi)6養(yǎng)97.6吩2塞94.5駁7鮮95.8菜9券35屈6導靜劇3匠振例3逆16.7困9楊100.區(qū)13費98.5烏1庸99.4憤3陶6皮靜親3繪振顆3缺13.0郵9夾98.7舟4設95.4更3掃96.8精8桃對斬表通4增分析可知棍：棕當風積沙培的碾壓含桶水量為最暖佳含水量準至最佳含掏水銹量扛+洽2%晨時，在相乒同的壓實穗功下很容綢易達到壓召實度偽（割97稻%杏）要求。貝當碾壓含辱水量略小歪于最佳含羽水量時，想適當增加遇碾壓遍數雀也易達到畢壓實度矛（倡97財%憑）要求。猶因此。對足于濕壓風衡積悼沙壓實度耍標準定旺為鑄97膨%梯是可行的島。僑目前施工愁中普遍采咐用的施工涼機械為重桑型壓實機定械，上述沖標準現場包施工完全童可以實現待，并在新組疆古新干稅線公路試百驗工程上寒得到證實撈。針對當仗前重軸載糠、大流量瞧的現代交些通特點，安也要求采艘取較高的女壓實標準厚，所以對還風積沙路鉤基采取比覽現行規(guī)范觀要求更高設的壓實度陜標準是合孕理的，完材全符合現站實情況及館今后發(fā)展?jié)车囊?。?潔是風積沙壓駛實度檢測忙方法堵工地壓實垂度檢測方薄法要求可茂靠、簡便鞠、快速，香應根據土咬質和工地膽條件，選引用合適的昂檢測方法矛。風積沙枯是一種較罪為特殊的蛋筑路材料散，粘聚力競基本為零耽，規(guī)范中嗓沒有對其隔壓實度檢輝測方法進惑行規(guī)定。衛(wèi)因此，在拌課題研究汽過程中，象我們對交扶通部門和酸其它行業(yè)度目前現有混壓實度檢落測儀器進核行了調查囑，可用于景風積沙壓紹實度檢測段的方法有減：普通環(huán)搞刀法、改旬進環(huán)刀法擠、灌砂法坦、核子密煙度儀法及英落錘式壓獅實度檢測餡法等?？冈诼坊鶋和釋嵍葯z驗勁中較多的騾采用普通剪環(huán)刀法和乒灌砂法。挖灌砂法是免當前國際淺上最通用水的方法，叨很多國家衰的土工試飽驗法和穩(wěn)斧定土材料祖試驗法中富，都將灌濃砂法列為姐現場測定嫩密度的標澤準方法，隆它可測定竟各種土和襯路面材料井的密度，航它的缺點箱是需要攜耗帶較多的醉量砂，檢剃測速度較海慢，而且傾試洞開挖曠較為困難寫；普通環(huán)丸刀法是我啞國最早用穴于測定土自的濕密度摘的一種方黑法，但它板的破壞性蝴較大，而武且有較多劑的因素影把響測量結降果的準確中性和精確醫(yī)度。由于得風積沙的芬粘聚力為遍零，沙體棗松散，環(huán)姥刀取樣較旋為困難或瞎試洞開挖扯洞壁易坍顧塌，使得頑檢測工作是較為困難蒜。而且當祖擊打環(huán)刀種或護筒進淺入沙體過核程中，將喉會擾動沙傭體，明顯貿影響測試談精度。但臟當沙體的漢含水量較攪大時，采排用環(huán)刀法置是可行的激。桂核子密度區(qū)儀具有方粱便、快捷避的優(yōu)點（栽每點平均購耗綿時溪3籠min漸），能進蘆行碾壓過域程的控制花，可以快幼速地測定塊出隨碾壓龜遍數的增煉加壓實度緞的變化。適目前使用薦的核子密統(tǒng)度儀種類賀繁多，但借原理和檢踢測方法基甜本相同，掩都是利用墳放射性元沾素測定路敘面結構層體材料（通困常是真銫優(yōu)-137削-倒γ白射線）或絨路基土（勢镅佩-241貨-京中子）的祖干密度以架及相應的家含水量。鍋但該類儀淺器價格較沿昂貴，放飯射性元素伍對人體有迎害，一般紙施工單位職應用的較旗少；而且秒該種儀器登的精度一戲般較低。稱改進環(huán)刀興法是一些化學者在研咱究無粘聚傍力材料壓酷實度時提笛出的方法輔。長安大征學、陜西糟榆林公路俗管理局刊在哄“鬼毛烏素沙畏漠高填方沿路基的壓軌實和穩(wěn)定臺性研汗究餐”逗課題中提方出了用靜貓壓取樣方加法，并設擺計試制了畜一套依靠罷人體重力穿作用的靜盾壓取土器虜。試驗表虹明，采用呆靜壓取土俘器可使現碗場壓實度沒的測試精最度提迷高矮1.6縮%懶以上。但霸是，對經斤改進的環(huán)瑞刀和靜壓菌取土器，腳從儀器本斗身來講，驚還需要做堤進一步標六定及規(guī)格挎定型，需尚要作進一茄步開發(fā)研質制?；舐溴N式壓坦實度檢測幼儀不但能漸測定路基痛路面的壓喇實度，而五且測定是南在非破壞喊的情況下黎進行，特秩別是不需婦要測定路寫基土含水自量即可得勉到壓實度熄。但該儀干器操作較搬為復雜，有目前尚處田于研制開任發(fā)階段。晉因此，對歷于濕壓風毀積沙，其榆壓實度可制采用環(huán)刀構法測定；摩干壓實風是積沙的壓死實度宜采伶用改進環(huán)