路基土工試驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)(鐵路)

云桂鐵路試驗(yàn)檢測(cè)工程師培訓(xùn)班

路基土工試驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)專題講座

教授Tel(028)87602711e-mail:lqrock@lqrock@

2010年07月28日昆明云桂鐵路試驗(yàn)檢測(cè)工程師培訓(xùn)班

路基土工試驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)專題講座

主講人∶羅強(qiáng)教授Tel(028)87602711e-mail:lqrock@lqrock@

2010年07月28日昆明主要內(nèi)容一、鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)二、鐵路路基的填料分類與分組三、鐵路路基的壓實(shí)質(zhì)量控制技術(shù)與檢測(cè)方法一、鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

橋梁路基隧道軌道結(jié)構(gòu)地基路基結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)：土既是結(jié)構(gòu)地基，又是結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)地基結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)地基結(jié)構(gòu)介質(zhì)土路堤地基路堤填料隧道隧道介質(zhì)隧道地基隧道介質(zhì)橋梁地基鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

1）構(gòu)成路基的工程材料是天然松散的巖土材料（巖石風(fēng)化的產(chǎn)物、量大、低廉、…）2）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、變形大、對(duì)自然環(huán)境因素（水、溫）的變化敏感（填料選擇、壓實(shí)、防排水、…）3）建造成本低、舒適、耐久、環(huán)保、低碳、…

高速鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

1）對(duì)基床表層進(jìn)行強(qiáng)化處理的基床多層結(jié)構(gòu)體系是高速鐵路路基的基本構(gòu)造型式 ——由單一土材料結(jié)構(gòu)層向多功能強(qiáng)化材料結(jié)構(gòu)層發(fā)展——由單層結(jié)構(gòu)向雙層、多層結(jié)構(gòu)發(fā)展 ——不同功能結(jié)構(gòu)層合理組合保證基床的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定發(fā)揮（承載、排水、封閉等）高速鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

0.3普速鐵路160～120km/h0.9310kg/cm32~2.10.15~0.2高速鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

0.6m1.9m級(jí)配碎石或砂礫石A、B組填料及改良土A、B、C組填料及改良土200km/h客貨共線有砟軌道高速鐵路250~300km/h客運(yùn)專線有砟軌道高速鐵路0.7m2.3m級(jí)配碎石A、B組填料及改良土A、B、C組填料及改良土底300~350km/h客運(yùn)專線無(wú)砟軌道高速鐵路0.4m2.3m級(jí)配碎石A、B組填料及改良土A、B、C組（粗）填料及改良土底德國(guó)鐵路300km/h高速客運(yùn)專線

無(wú)碴軌道路堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橫斷面圖Ril836.0501高速鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

2）變形控制是軌下系統(tǒng)(路基)設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵 —結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由強(qiáng)度控制向變形控制轉(zhuǎn) 變 —變形控制事關(guān)工程成敗，是核心問(wèn) 題，也是最難的問(wèn)題 —變形問(wèn)題的重要性隨著行車速度的 提高而被放大了Recorddevitessedu29mars1955:331km/h高速鐵路路基的技術(shù)特點(diǎn)

3）路基是列車—線路大系統(tǒng)的重要組成部分，并發(fā)揮著重要作用 ——軌下系統(tǒng)的變形（垂向）將集中反映在軌面上——軌下系統(tǒng)的變形是車輛系統(tǒng)（車體、構(gòu)架、輪對(duì)）和線路系統(tǒng)（鋼軌、枕木、道碴、路基基床）相互作用的結(jié)果 ——理想路基基床：變形小保證軌道幾何型位彈性大降低系統(tǒng)動(dòng)力作用二、鐵路路基的填料分類與分組路基結(jié)構(gòu)路基填料路基壓實(shí)填料選擇分類分組設(shè)計(jì)技術(shù)施工技術(shù)土工試驗(yàn)壓實(shí)檢測(cè)二、鐵路路基的填料分類與分組2.1路基填料的分類與分組現(xiàn)狀2.2完善路基填料分類與分組的建議2.3關(guān)于粗顆粒土粒徑級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)的討論2.1分類與分組現(xiàn)狀為什么要進(jìn)行土的工程分類

土在工程建設(shè)中的作用：建筑物地基，構(gòu)筑物填料。前者是保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的土，后者是經(jīng)由人工擾動(dòng)或配制的土。

對(duì)不同工程用途的土，選取影響顯著的指標(biāo)，按其差異劃分成類或組，給予合適的定名，可從土類和土名中初步了解其主要的工程特性。

當(dāng)用作地基土?xí)r，可結(jié)合其它指標(biāo)確定地基土的承載力，初步估計(jì)建筑物的沉降；

當(dāng)用于路基填料時(shí)，可初步評(píng)估填料的壓實(shí)強(qiáng)度、透水性和穩(wěn)定性，合理地選擇施工方案。2.1分類與分組現(xiàn)狀由于歷史和專業(yè)的原因，我國(guó)鐵路系統(tǒng)長(zhǎng)期存在兩種“土的工程分類”，即：——鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范中的“填料分類”——鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范中的“巖土分類”兩種分類方法服務(wù)于不同的工程目的，針對(duì)的是兩種不同狀態(tài)的土。2.1分類與分組現(xiàn)狀“鐵路工程巖土分類”的服務(wù)對(duì)象主要是自然界中保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的地基土，它的土性決定于土的地質(zhì)成因、礦物成分、粒徑組成和水的含量，將它們按一定的規(guī)律劃分成類或組，其主要目的是確定地基土的承載力，初步估算構(gòu)筑物的沉降，如：

①用孔隙比和含水量等指標(biāo)確定地基承載力；②用含水量確定淤泥質(zhì)土地基承載力；③進(jìn)行相關(guān)原位試驗(yàn)確定地基承載力。2.1分類與分組現(xiàn)狀“鐵路路基工程填料分類”是針對(duì)天然結(jié)構(gòu)已被破壞的擾動(dòng)土，將其按粒徑組成、按細(xì)粒含量和級(jí)配情況等劃分成類和組，用以估算填料壓實(shí)后的強(qiáng)度、可壓實(shí)性和滲透性、凍脹性等。2.1分類與分組現(xiàn)狀在土的粒組劃分標(biāo)準(zhǔn)方面兩種分類方法在粒粒徑劃分和名稱方面基本一致，只是在碎石和礫石的粒組界限不同，如表2-1所列。一般認(rèn)為，碎石的粒徑從200mm到20mm范圍太大，按200mm到60mm劃分更合理，也與國(guó)內(nèi)外大多數(shù)相關(guān)規(guī)范的粒組劃分標(biāo)準(zhǔn)一致，如表2-4所列。

2.1分類與分組現(xiàn)狀在土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)方面《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》是將試樣按粒組由大至小進(jìn)行重量累積，當(dāng)累積到某一粒組、其重量超過(guò)總重量的50%或自定的某一界限時(shí)，就以該粒組定名，即所謂的“粒徑累積法”。進(jìn)行重量累積定名后，將土按2mm、0.075mm界限分成碎石類土、砂類土和黏性土三大類。砂類土和黏性土之間的過(guò)渡部分則定為粉質(zhì)土。碎石類土按粒徑大小和形狀細(xì)分成6種，砂類土按粒徑大小細(xì)分為5種，黏性土按塑性指數(shù)IP分為2種，如表2-2和表2-3所列。

2.1分類與分組現(xiàn)狀用“粒徑累積法”進(jìn)行土的工程分類，簡(jiǎn)單易行，但分類指標(biāo)單一，不能很好地反映土性。對(duì)粗粒土分類時(shí),只按大于某一重量的粒組大小定名，不能考慮土中其它粒徑成分。對(duì)于細(xì)粒土來(lái)說(shuō)，只用塑性指數(shù)單一指標(biāo)定名，沒(méi)有考慮液限高低對(duì)土性的影響，而高液限土的強(qiáng)度低、壓縮性大、水穩(wěn)定性差，容易引起路基的各類病害。2.1分類與分組現(xiàn)狀在土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)方面《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的分類依據(jù)是除考慮土中的顆粒粒徑大小和塑性指標(biāo)外，在粗粒土定名時(shí)考慮了土中的細(xì)顆粒含量和粗顆粒級(jí)配等情況，在給細(xì)粒土定名時(shí)考慮了土中粗顆粒含量和細(xì)顆粒塑性指標(biāo)，如表2-5和表2-6所列。這樣分類后能較清楚地了解每一種土的顆粒組成和土性，并對(duì)土的抗剪性、壓縮性、可壓實(shí)性、滲透性、抗凍性等進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，有利于對(duì)路基填料的正確選用。2.1分類與分組現(xiàn)狀

總結(jié)《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》的分類依據(jù)：——所有土均按一級(jí)單指標(biāo)分類《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的分類依據(jù)：——粗粒土按二級(jí)3指標(biāo)分類——細(xì)粒土按二級(jí)2指標(biāo)分類2.1分類與分組現(xiàn)狀“填料分類”定名后，即可根據(jù)填料的工程性質(zhì)和適用性進(jìn)行“填料分組”。以填料的剪切強(qiáng)度、可壓實(shí)性、壓縮性、對(duì)氣候環(huán)境的敏感性等為依據(jù)，將填料分為A、B、C、D、E共五組。A組——優(yōu)質(zhì)填料B組——良好填料C組——一般填料D組——不宜使用的差質(zhì)填料E組——嚴(yán)禁使用的劣質(zhì)填料2.1分類與分組現(xiàn)狀A(yù)、B組填料多為強(qiáng)度較高、壓縮性較小的塊石、碎石、礫石、砂土和粗?；旌贤恋?。級(jí)配好、顆粒硬、不易風(fēng)化強(qiáng)度較高的軟塊石、＜15%含泥量為A組填料；級(jí)配不好、不易風(fēng)化強(qiáng)度較低的軟塊石、15～30%含泥量為B組填料；含泥量＞30%后為C組填料；易風(fēng)華的軟塊石為C組填料；風(fēng)華的軟塊石為D組填料。細(xì)粒土由于強(qiáng)度較低、壓縮變形較大，均被歸為C組和D組填料。ωL＜40%時(shí)的黏土和粉土為C組填料；ωL≥40%的黏土和粉土為D組填料。有機(jī)土為E組填料。2.1分類與分組現(xiàn)狀粗?；旌贤林械募?xì)粒含量對(duì)填料性質(zhì)有影響，采用5%、15%、30%劃分。細(xì)粒含量＜5%，混合土受水的影響小，沒(méi)有凍脹性，可作為滲水材料使用。細(xì)粒含量在5～15%，在混合土中它已填充了部分粗顆粒的空隙，使混合土的透水性、壓實(shí)性有所改變。細(xì)粒含量在15～30%，混合土的性質(zhì)受細(xì)粒含量的影響較大。細(xì)粒含量＞30%時(shí)，混合土的性質(zhì)基本受細(xì)粒土控制。2.1分類與分組現(xiàn)狀與《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》比較，盡管《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳統(tǒng)的“粒徑累積法”進(jìn)行了部分修改，但仍存在下列問(wèn)題：①?zèng)]有考慮填料中粗細(xì)顆粒填充物的成分。粗?；旌贤林械募?xì)粒成分對(duì)填料性質(zhì)的影響較大。如果細(xì)粒成分是粉性土，這類填料的強(qiáng)度、抗變形、可壓實(shí)性和水穩(wěn)定性等工程性質(zhì)比含黏性土?xí)r要好。同樣，細(xì)?；旌贤林械拇至３煞謱?duì)填料性質(zhì)的影響也較大。如果粗粒成分是未風(fēng)化、不易風(fēng)化、易風(fēng)化、風(fēng)化的軟硬塊石或漂石，這類填料的工程性質(zhì)差異巨大。2.1分類與分組現(xiàn)狀②沒(méi)有考慮填料中相鄰粒組的含量。在給巨粒土定名時(shí)，未考慮相鄰粗粒組的含量（≤60mm的土中，大于0.075mm的土所占比例）的影響；同樣，在給粗粒土定名時(shí)，未考慮相鄰巨粒含量（＞60mm的土占全土的比例）和細(xì)粒含量（≤60mm的土中，小于0.075mm的土所占比例）的影響。當(dāng)然，在給細(xì)粒土定名時(shí)，也未考慮相鄰粗粒含量的影響。2.1分類與分組現(xiàn)狀③同組填料的工程性質(zhì)差異性未得到驗(yàn)證。路基填料分組中，將顆粒大小、細(xì)粒成分等差異極大的的土放在了一組。如在A、B組填料中，從硬塊石、不易風(fēng)化的軟塊石到級(jí)配良好的中粗砂共有十幾種，它們?cè)谠囼?yàn)的可擊實(shí)性、施工的可控制性、碾壓的均勻性等方面相差很大；同樣，在C、D組填料中，將易風(fēng)化、風(fēng)化的軟塊石和細(xì)粒含量較大成分不同的粗細(xì)粒土放在一起，也會(huì)存在水穩(wěn)定性、耐久性和可靠性顯著不同的結(jié)果。因此，當(dāng)用同一組填料填筑路基時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生不同的工程效果。2.1分類與分組現(xiàn)狀現(xiàn)行的路基填料分類和分組標(biāo)準(zhǔn)有進(jìn)行修改完善的必要。修改完善的最好途徑是采用國(guó)內(nèi)外大多數(shù)相關(guān)規(guī)范的分類標(biāo)準(zhǔn)，即“統(tǒng)一分類”體系進(jìn)行填料分類定名分組，這樣才能較合理地控制土性，同時(shí)也可向國(guó)內(nèi)外土的工程分類總趨勢(shì)靠攏，便于技術(shù)交流。另一方面，路基填料分類和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的研究，尤其是高速鐵路路基的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，許多國(guó)家已有相對(duì)成功成熟的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，分類標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后，可借鑒各國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)闊我們的思路，又好又快地建設(shè)我國(guó)的高速鐵路。2.2分類與分組完善建議

土的工程分類的“統(tǒng)一分類法”，實(shí)際上是一種綜合的多層次分類方法，其技術(shù)思想和理論框架最早由美國(guó)提出。主要特點(diǎn)是將土的粒組和搭配情況劃分得較細(xì)，首先考慮了粒組的主要成分，然后再用顆粒級(jí)配、細(xì)粒含量和塑性指標(biāo)、顆粒成分和相鄰粒組含量等參數(shù)對(duì)土性進(jìn)行更深入的描述，并將其清晰地反映在定名里，用明確的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)表達(dá)出來(lái)。目前，“統(tǒng)一分類法”被普遍認(rèn)為是一種較為完善的分類方法，也是世界各國(guó)和國(guó)內(nèi)大多數(shù)行業(yè)普遍采用的分類方法，如表2-7所列。2.2分類與分組完善建議技術(shù)路線：1.粒組劃分(三組兩種)2.分級(jí)定名（三級(jí)五因素）3.考慮相鄰粒組含量和細(xì)粒成分2.2分類與分組完善建議

1.粒組劃分按粒組范圍將土分為三組，即粒徑大于60mm為巨粒組，60～0.075mm為粗粒組，粒徑小于0.075mm的為細(xì)粒組，粗粒組與細(xì)粒組合稱為小顆粒組，如表2-8所列。當(dāng)巨粒組土重量超過(guò)土總重量的50%時(shí)稱巨粒土，在60mm以下的土中，當(dāng)粗粒組超過(guò)土總重量的50%時(shí)稱粗粒土，否則為細(xì)粒土。2.2分類與分組完善建議

2.分級(jí)定名將土進(jìn)行三級(jí)定名。第一級(jí)以土的主成分定名，第二級(jí)以土的主成分級(jí)配和細(xì)粒含量加以描述，第三級(jí)以細(xì)粒成分和相鄰粒組含量描述。細(xì)粒土的第二級(jí)用塑性圖定名，第三級(jí)考慮粗粒土的含量和成分。2.2分類與分組完善建議

3.考慮相鄰粒組含量的劃分給巨粒土定名時(shí)，需考慮粗粒組的含量（指≤60mm土中礫和砂的土重量占土總重量的比例），其標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)粗粒組少于土全重量的25%時(shí)，定名時(shí)不予考慮；當(dāng)粗粒組為土全重量的25%～50%時(shí)，定名為含礫（砂）的。2.2分類與分組完善建議

3.考慮相鄰粒組含量的劃分給粗粒土定名時(shí)，需同時(shí)考慮巨粒含量和細(xì)粒含量（細(xì)粒含量指在≤60mm的土中，小于0.075mm的土所占比例）。巨粒含量的標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)巨粒含量少于土全重量的25%時(shí)，定名時(shí)不予考慮；當(dāng)巨粒含量為土全重量的25%～50%時(shí)，定名為含石的。細(xì)粒含量的標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)細(xì)粒含量≤5%，定名時(shí)不予考慮；當(dāng)細(xì)粒含量5%～15%時(shí)，定名時(shí)為微含土（粉土或黏土）的；當(dāng)細(xì)粒含量為15%～30%時(shí)，定名時(shí)為含土質(zhì)（粉土或黏土）的；當(dāng)細(xì)粒含量為30%～50%時(shí)，定名時(shí)為土質(zhì)（粉土或黏土）的。2.2分類與分組完善建議

3.考慮相鄰粒組含量的劃分給細(xì)粒土定名時(shí)，需考慮粗粒含量（粗粒含量指在≤60mm的土中，大于0.075mm的土所占比例）。粗粒含量的標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)粗粒含量≤25%時(shí)，定名時(shí)不予考慮；當(dāng)粗粒含量為25%～50%時(shí)，定名時(shí)為含礫（或砂）的。2.3粗粒土級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)的討論

粗顆粒土的粒徑級(jí)配是控制土性的主要指標(biāo)之一。土的級(jí)配狀況是根據(jù)土的粒徑級(jí)配曲線，確定不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc進(jìn)行鑒別的。2.3粗粒土級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)的討論

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)為，當(dāng)Cu≥5，Cc=1～3時(shí)，屬良好級(jí)配，此時(shí)，土中細(xì)顆粒可充填粗顆粒間的孔隙，使土密實(shí)。當(dāng)Cu＜5或者Cc≠1～3時(shí)，表示土粒級(jí)配范圍窄或級(jí)配曲線不連續(xù)，呈臺(tái)階狀，此時(shí)，壓實(shí)不能密實(shí)，土中孔隙大，屬于不良級(jí)配。該標(biāo)準(zhǔn)與世界多數(shù)國(guó)家的土的粒徑級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)基本一致，只有日本的標(biāo)準(zhǔn)比較特別，如表2-13所列。2.3粗粒土級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)的討論

在實(shí)際的工程活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，即使是滿足規(guī)范要求的基床表層和過(guò)渡段用的級(jí)配碎石和級(jí)配砂礫石，其曲率系數(shù)Cc≠1～3的情況也存在，如表2-14所列。同樣的情況在一些高速鐵路(試驗(yàn)段)的A、B組填料（經(jīng)過(guò)2～3次粉碎，最大粒徑為100、80、60mm三種）級(jí)配評(píng)價(jià)中也有出現(xiàn)。2.3粗粒土級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)的討論

對(duì)于寬級(jí)配范圍的礫碎石類土，采用不均勻系數(shù)Cu≥5、曲率系數(shù)Cc=1～3的組合控制標(biāo)準(zhǔn)不一定最合理，可能會(huì)將一部分級(jí)配良好的填料誤判為級(jí)配不良的填料。主要表現(xiàn)在不均勻系數(shù)Cu≥5數(shù)值偏低，曲率系數(shù)Cc=1～3范圍偏窄。日本采用的Cu≥10、1≤Cc≤Cu（或）的粒徑級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)可能更適應(yīng)評(píng)價(jià)級(jí)配碎石和級(jí)配砂礫石類土的粒徑級(jí)配，值得作進(jìn)一步的研究和試驗(yàn)驗(yàn)證。2.3粗粒土級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)的討論

德國(guó)鐵路將填料的級(jí)配分為三種情況Cu≥6、1≤Cc≤3的為級(jí)配良好（GW、SW）Cu≥6、3＜Cc＜1的為不連續(xù)級(jí)配（GI、SI）Cu＜6的為級(jí)配不良（GE、SE）在填料應(yīng)用時(shí)，不連續(xù)級(jí)配填料（GI、SI）與級(jí)配良好填料（GW、SW）使用無(wú)差異三、鐵路路基的壓實(shí)質(zhì)量控制技術(shù)與檢測(cè)方法3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

在路基的填筑過(guò)程中，路基的壓實(shí)度與路基土工結(jié)構(gòu)的承載能力、抗變形能力、對(duì)氣候環(huán)境的適應(yīng)能力等性能密切相關(guān)，因此，為了提高路基土工結(jié)構(gòu)的使用性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，均須對(duì)其的碾壓密度進(jìn)行有效控制。此外，路基土工結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度還與線路上部結(jié)構(gòu)的使用壽命或維修工作量之間存在所謂的“指數(shù)”關(guān)系，使得對(duì)路基的壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題更加關(guān)注。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展控制路基填土的壓實(shí)質(zhì)量，傳統(tǒng)的方法是所謂的“密度檢測(cè)法”。采用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)確定細(xì)粒土的最大干容重γd和最佳含水量wopt，或采用相對(duì)密度試驗(yàn)來(lái)確定粗粒土的最大孔隙比emax（最小干容重ρmin）和最小孔隙比emin（最大干容重ρmax），然后再以細(xì)粒土的壓實(shí)系數(shù)K和粗粒土的相對(duì)密度Dr作為路基設(shè)計(jì)及施工控制的填土壓實(shí)質(zhì)量指標(biāo)。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展自二十世紀(jì)70年代以來(lái)，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和技術(shù)先進(jìn)國(guó)家，為了更有效地對(duì)高穩(wěn)定性要求路基的壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行控制，開(kāi)始了采用強(qiáng)度和變形指標(biāo)作為路基填土質(zhì)量的控制參數(shù)，即所謂的“抗力檢測(cè)法”。其中，美國(guó)采用的CBR標(biāo)準(zhǔn)、德國(guó)和法國(guó)等歐洲國(guó)家采用的靜態(tài)變形模量EV2（含EV1）標(biāo)準(zhǔn)、日本采用的地基系數(shù)K30標(biāo)準(zhǔn)等最具代表。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展由于K30和EV2等試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)具有設(shè)備笨重、操作復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)力、成本偏高等缺陷，不能較好地實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便、高效的技術(shù)追求。另一方面，K30、EV2都是采用直徑30cm的平板載荷試驗(yàn)儀，通過(guò)施加靜壓測(cè)得。并不能較好反映列車在高速運(yùn)行條件下所產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力對(duì)路基的真實(shí)作用狀況。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展為了解決K30和EV2等檢測(cè)指標(biāo)存在的問(wèn)題，自80年代開(kāi)始，歐美日等國(guó)開(kāi)發(fā)研制了平板載荷動(dòng)態(tài)變形模量Evd和動(dòng)態(tài)地基系數(shù)KFWD標(biāo)準(zhǔn)，即所謂的“落錘檢測(cè)法”。在K、K30、EV2等基礎(chǔ)上，增加反映車輛荷載作用特點(diǎn)的Evd標(biāo)準(zhǔn)或KFWD標(biāo)準(zhǔn)，將使路基的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)更全面和符合實(shí)際，已成為高速鐵路路基壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展由于鐵路軌道是一種工作期間可進(jìn)行大規(guī)模修整的結(jié)構(gòu)物，其結(jié)構(gòu)也比較松散，適應(yīng)變形的能力較強(qiáng)，因此，我國(guó)鐵路路基的壓實(shí)在很長(zhǎng)一段時(shí)間一直采用“自然沉落”法施工。從50年代開(kāi)始，鐵路路基的壓實(shí)逐步在推進(jìn)“壓密沉落”法施工，至70～80年代，開(kāi)始針對(duì)不同類型的填料，分別采用Ks和Dr單指標(biāo)來(lái)控制施工碾壓質(zhì)量，對(duì)碎卵礫石土則采用現(xiàn)場(chǎng)鑒定的定性方法。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展1984年制定的《大秦重載鐵路路基設(shè)計(jì)原則與標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)路基的壓實(shí)在原有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，首次針對(duì)不同的填料類型增加了地基系數(shù)K30的標(biāo)準(zhǔn)。目前的普通鐵路路基規(guī)范采用了K、Dr、K30、n等多指標(biāo)來(lái)控制路基壓實(shí)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒土用K和K30、砂類土用Dr和K30、礫碎塊石類土采用K30和n雙指標(biāo)控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展1998～2003年間，京滬、秦沈及200km/h客貨共線鐵路路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用了細(xì)粒土用K和K30、粗粒土（含級(jí)配碎石和碎石土）用n和K30的雙指標(biāo)控制。2004年以來(lái)，客運(yùn)專線有碴軌道路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)增加了動(dòng)態(tài)變形模量Evd的指標(biāo)，即：在基床部分，細(xì)粒土用K、K30、Evd，粗粒土（含級(jí)配碎石和碎石土）用n、K30、Evd等三指標(biāo)進(jìn)行控制?；惨韵侣返倘圆捎秒p指標(biāo)控制。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展無(wú)碴軌道的設(shè)計(jì)，基于消化引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的原則，路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)又增加了變形模量Ev2的指標(biāo)，即：在基床部分，細(xì)粒土用K、K30、Evd、Ev2，粗粒土（含級(jí)配碎石和碎石土）用n、K30、Evd、Ev2等四指標(biāo)進(jìn)行控制?；惨韵侣返蹋?xì)粒土用K、K30、Ev2，粗粒土（含級(jí)配碎石和碎石土）用n、K30、Ev2等三指標(biāo)控制。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展近二十幾年，尤其是近十年來(lái)我國(guó)鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展變化有以下主要技術(shù)特點(diǎn)：1）在檢測(cè)指標(biāo)方面，由單指標(biāo)控制向多指標(biāo)（雙指標(biāo)、三指標(biāo)、四指標(biāo)）控制變化，由單一的壓密檢測(cè)指標(biāo)向同時(shí)檢測(cè)壓密、抗力指標(biāo)發(fā)展，由靜態(tài)指標(biāo)檢測(cè)向同時(shí)檢測(cè)靜動(dòng)態(tài)指標(biāo)發(fā)展。（K或n、K30、Evd、Ev2

）3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展2）在壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)方面，壓實(shí)系數(shù)由輕型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)向重型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)變化，壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)值由低標(biāo)準(zhǔn)向高標(biāo)準(zhǔn)變化，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)隨線路等級(jí)而逐漸提高，地基系數(shù)K30控制值隨填料類型變化，碎礫石土的檢測(cè)由現(xiàn)場(chǎng)鑒定法的定性檢測(cè)變?yōu)榭沽z測(cè)法的定量檢測(cè)。（對(duì)塊石類土仍采用現(xiàn)場(chǎng)鑒定法的定性檢測(cè)）3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展3）在技術(shù)思想方面，由物理性質(zhì)檢測(cè)向物理力學(xué)性質(zhì)檢測(cè)變化，由靜態(tài)性質(zhì)檢測(cè)向動(dòng)態(tài)性質(zhì)檢測(cè)發(fā)展；通過(guò)提高填料和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)路基質(zhì)量提高（尤其是路堤浸水、橋涵缺口及過(guò)渡段部位的填筑）；粗粒土不具擊實(shí)特性，不能獲得壓實(shí)系數(shù)，用體積比指標(biāo)表述密實(shí)程度；粗粒土的壓實(shí)密度檢測(cè)由控制填料的相對(duì)密度轉(zhuǎn)而控制填料的孔隙率。3.1鐵路路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展4）最新發(fā)展規(guī)范體系調(diào)整（減少層次——2級(jí)）；檢測(cè)指標(biāo)減少(雙指標(biāo));物理指標(biāo)——壓實(shí)系數(shù)抗力指標(biāo)——K30或Ev2(Ev2/Ev1)輔助指標(biāo)——Evd對(duì)高速鐵路更嚴(yán)格控制填料粒徑（≤45、60、75mm）；12e)壓實(shí)系數(shù)Kh的試驗(yàn)技術(shù)Kh為土的干密度γd與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)的最大干密度γmax之比，用下面表達(dá)式表示：隨著壓實(shí)系數(shù)Kh的提高，土的強(qiáng)度提高、受力后土的變形量減小，邊坡穩(wěn)定性好，細(xì)粒土的滲透系數(shù)降低，可以防御水的浸蝕等優(yōu)點(diǎn)。為此，壓實(shí)系數(shù)Kh是各種路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)中最基礎(chǔ)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。必須注意的是，壓實(shí)系數(shù)Kh只表達(dá)了土體自身的相對(duì)壓實(shí)情況。壓實(shí)系數(shù)Kh的試驗(yàn)技術(shù)土的最大干密度γmax與總壓實(shí)功有關(guān)壓實(shí)系數(shù)Kh的試驗(yàn)技術(shù)同一種土類、同一組別、土的最大干密度不同?！捎谕恋念w粒組成、細(xì)粒含量和礦物成分的不同，每種土都有自己的最大干密度，它們之間可能相差很大。——假設(shè)每組中最大干密度的Kh值為1，則相應(yīng)土的Kh變化范圍是：A組填料為1.00

0.98，B組土為1.00

0.85，C組土為1.00

0.87。壓實(shí)系數(shù)Kh的試驗(yàn)技術(shù)含水量在一定的范圍內(nèi)變化時(shí)，調(diào)整擊實(shí)功可以得到要求的干密度。每一根壓縮曲線中的干密度對(duì)應(yīng)著兩種含水量，如果含水量偏大，只要增加擊實(shí)功能，或增加碾壓遍數(shù)都可以達(dá)到要求的壓實(shí)度，但含水量大時(shí)，K30值會(huì)因土質(zhì)較軟而不能滿足要求。壓實(shí)系數(shù)Kh的試驗(yàn)技術(shù)地基系數(shù)K30的試驗(yàn)技術(shù)K30試驗(yàn)是一種小型平板原位載荷試驗(yàn).平板的底面直徑為30cm。用靜壓的方法測(cè)定地基土單位壓力下的沉降量，在壓力P與沉降S關(guān)系曲線上取沉降在1.25mm時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載P0值，用下式計(jì)算K30K30表示填土厚45～60cm內(nèi)單位壓力下的最大允許變形值，是反映路基土的強(qiáng)度和變形的綜合指標(biāo)。K30值可用于各種土類，從P

S曲線上可見(jiàn)，沉降S在1.25mm時(shí)，應(yīng)力

變形曲線基本處于直線階段，K30即為直線段的斜率。地基系數(shù)K30的試驗(yàn)技術(shù)K30試驗(yàn)是控制填土剛度的較好檢測(cè)方法。近年國(guó)外廣泛采用承載板試驗(yàn)來(lái)確定填土的基床系數(shù)和變形模量，以此判別公路、鐵路和機(jī)場(chǎng)跑道填土壓實(shí)質(zhì)量。日本鐵路和公路路基基床壓實(shí)質(zhì)量全部用地基系數(shù)K30值控制，路基填料分群（組）時(shí)的依據(jù)也是用K30值。地基系數(shù)K30的試驗(yàn)技術(shù)用K30提供土的變形模量Ev地基系數(shù)K30的試驗(yàn)技術(shù)用K30提供路基填土允許承載力大秦重載鐵路曾對(duì)28組壓實(shí)土進(jìn)行過(guò)K30和直徑為30cm的載荷板對(duì)比試驗(yàn)，得出了用K30提供地基允許承載力[σ]的關(guān)系式[σ]=2.4K30+15式中：K30單位為MPa/m；[σ]單位為kPa地基系數(shù)K30的試驗(yàn)技術(shù)用K30提供路基填土允許承載力應(yīng)該說(shuō)明的是，上式中的[σ]是底板直徑為30cm時(shí)的荷載試驗(yàn)結(jié)果。它比建筑地基允許承載力[σ]所用的荷載板尺寸要小。鐵路系統(tǒng)在1970年代曾在中砂和新黃土中做過(guò)不同尺寸的承壓板試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)承壓板直徑超過(guò)15

30cm后，極限荷載隨壓板尺寸的增加而增加，當(dāng)小于該直徑時(shí)，極限荷載隨壓板尺寸的增加而減少。因此，K30屬于小型荷載板試驗(yàn)，提供的承載力是偏小的，也可以說(shuō)是偏于安全的。地基系數(shù)K30的試驗(yàn)技術(shù)靜態(tài)二次變形模量Ev2的試驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試載荷試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn)（K30、Ev2/Ev1、Evd、Kfwd、FWD、CBR）

靜態(tài)二次變形模量Ev2的試驗(yàn)技術(shù)

靜態(tài)二次變形模量Ev2是西歐、北美等國(guó)已廣泛使用的鐵路路基壓實(shí)檢測(cè)方法。在荷載板試驗(yàn)應(yīng)用過(guò)程中，常用的加載方式有單循環(huán)靜載和二次循環(huán)靜載。單循環(huán)靜載是按每級(jí)40kPa加載，當(dāng)每級(jí)加載完成后，每間隔一分鐘讀取百分表一次，直至兩次讀數(shù)符合沉降穩(wěn)定要求，才能轉(zhuǎn)到下一級(jí)荷載，直至試驗(yàn)最大荷載為止。二次循環(huán)靜載也是按每級(jí)40kPa加載，分級(jí)加載到最后一級(jí)荷載的沉降穩(wěn)定后，開(kāi)始卸載，卸載梯度按最大荷載的0.5或0.25倍逐級(jí)進(jìn)行，全部荷載卸除后記錄其殘余變形，之后又開(kāi)始另一加載循環(huán)。采用d=30cm的荷載板試驗(yàn)計(jì)算變形模量時(shí)，荷載一直加到沉降值達(dá)5mm或承壓板正應(yīng)力達(dá)到0.5MPa為止。靜態(tài)二次變形模量Ev2的試驗(yàn)技術(shù)通過(guò)試驗(yàn)曲線計(jì)算土的變形模量Ev2靜態(tài)二次變形模量Ev2的試驗(yàn)技術(shù)21.0=m

Evd與K30的相關(guān)關(guān)系式細(xì)粒土:K30

=3.45Evd

+0.1粗粒土:K30

=3.33Evd

+6.09碎石土:K30

=3.10Evd

+14.3級(jí)配碎石:K30

=3.49Evd

+14.4

摘自《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》（TB10102-2004）動(dòng)態(tài)變形模量Evd的試驗(yàn)技術(shù)1、加載裝置：①掛（脫）鉤裝置；②落錘；③導(dǎo)向桿；④阻尼裝置2、承載板：⑤圓形鋼板；⑥傳感器3、沉陷測(cè)定儀動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀結(jié)構(gòu)示意圖

理論依據(jù)

利用落錘從一定高度自由下落在阻尼裝置上，產(chǎn)生的瞬間沖擊荷載，通過(guò)阻尼裝置及傳力系統(tǒng)傳遞給直徑300mm的承載板，在承載板下面（即測(cè)試面）產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力，使承載板發(fā)生沉陷s—即承載板振動(dòng)的振幅，由沉陷測(cè)定儀采集記錄下來(lái)。沉陷值s越大，則被測(cè)點(diǎn)的承載力越?。环粗?，越大。理論分析按彈性各項(xiàng)同性半空間理論，并假定橫向變形系數(shù)ν=0.21，根據(jù)圓形剛性承載板在豎向集中荷載作用下的平板壓力公式：Evd=0.79×(1-ν2)×d×σ/s動(dòng)態(tài)變形模量Evd=1.5×r×σ/s（MPa)根據(jù)國(guó)外資料，路基面最大設(shè)計(jì)動(dòng)應(yīng)力σ=0.1MPa,該值被看作是列車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)路基面產(chǎn)生的實(shí)際動(dòng)應(yīng)力，采用直徑d=300mm（r=150mm）的承載板，上式可簡(jiǎn)化為：Evd=22.5/s（MPa)性能與參數(shù)(1)儀器總重量不大于35kg(2)落錘重10kg(3)承載板直徑300mm(4)測(cè)試速度3~5min/測(cè)點(diǎn)(5)最大沖擊力7.07kN，作用時(shí)間18ms(6)測(cè)試作用深度范圍400~500mm(7)沉陷測(cè)試范圍0.20~2.00mm(8)Evd測(cè)試范圍10MPa~125MPa(9)環(huán)境溫度范圍0~40度(10)電源：4節(jié)5號(hào)干電池，2組(11)測(cè)試數(shù)據(jù)、波形自動(dòng)采集。計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)分析、處理、顯示并可打印輸出測(cè)試結(jié)果。含氣率na的試驗(yàn)技術(shù)含氣率指土體中空氣所占體積的百分?jǐn)?shù)，即：

在一定的壓實(shí)干密度γd和含水量ω下，可推導(dǎo)出與孔隙率n的關(guān)系為：含氣率的含義是：當(dāng)土的孔隙全被氣充滿，則含氣率最大，如果孔隙完全被水飽和，則含氣率近似為零，此時(shí)土的水穩(wěn)性最好。用含氣率作為粗?；旌贤梁图?xì)粒土的壓實(shí)指標(biāo)，并希望其值越小越好，其意義在于：土中含水量高時(shí)，水穩(wěn)性較好，此時(shí)土的壓縮性相對(duì)較大，為使壓縮性變小，又必須加大Kh值，這樣起到了控制壓實(shí)度的作用。將各種擊實(shí)試驗(yàn)的資料，整理出相應(yīng)的含氣率，按土類和壓實(shí)系數(shù)整理可以看出，同一個(gè)組別的土，其壓實(shí)系數(shù)Kh一定時(shí)，含氣率的分布范圍是較大的。含氣率na的試驗(yàn)技術(shù)含氣率na的試驗(yàn)技術(shù)在最佳含水量的雙側(cè)取含水量不同而壓實(shí)系數(shù)相同的兩個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行不浸水和浸水兩種壓縮試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果繪制成壓實(shí)系數(shù)Kh與含氣率na的關(guān)系圖含氣率na的試驗(yàn)技術(shù)當(dāng)干密度一定時(shí)，小于最佳含水量一側(cè)的土性與大于最佳含水量一側(cè)的土性相比結(jié)果如下表：含氣率na的試驗(yàn)技術(shù)含氣率隨著壓實(shí)系數(shù)Kh的增加而減?。缓瑲饴室欢〞r(shí)，含水量小于最佳含水量時(shí)的壓實(shí)系數(shù)比含水量大于最佳含水量時(shí)的壓實(shí)系數(shù)要大。日本規(guī)范中路堤下部填土要求壓實(shí)度為90%；且含氣率na≤10～15%（細(xì)粒含量20～50%時(shí)，na≤15%；細(xì)粒含量＞50%時(shí)，na≤10%）。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，要滿足na≤10～15%的要求，Kh≥0.95才能滿足要求。含氣率na的試驗(yàn)技術(shù)壓實(shí)系數(shù)Kh與壓縮模量a1-2關(guān)系壓實(shí)系數(shù)Kh與壓縮模量a1-2關(guān)系壓實(shí)系數(shù)Kh與壓縮模量a1-2關(guān)系

1）對(duì)于同一土類、同一填料分組的試樣,在同一個(gè)Kh值時(shí)，土的壓縮系數(shù)a1-2的分布范圍很大，變化幅度可以從低壓縮性到高壓縮性有數(shù)倍之差；2）隨著壓實(shí)系數(shù)Kh的增加，壓縮系數(shù)a1-2總趨勢(shì)變小，粗粒土由于粒徑的不均勻性，使得散點(diǎn)圖上的壓縮系數(shù)a1-2的分布也較分散；3）壓實(shí)系數(shù)Kh＞0.95時(shí)，土基本處于低壓縮狀態(tài)。壓實(shí)系數(shù)Kh與壓縮模量a1-2關(guān)系控制路堤沉降的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)討論

國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于一般填土路堤，壓實(shí)系數(shù)Kh＞90%后，就可不考慮工后沉降的問(wèn)題，此時(shí)，壓實(shí)土的壓縮系數(shù)處于中等壓縮和低壓縮階段。根據(jù)對(duì)124個(gè)壓縮系數(shù)試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)，在Kh為0.90、0.95、0.97、1.00時(shí)，分別滿足a1-2≤0.1MPam-1和a1-2≤0.15MPam-1兩個(gè)界限時(shí)的百分率見(jiàn)表所列。控制路堤沉降的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)討論

滿足a1-2≤0.1MPa·m-1，試樣的壓實(shí)系數(shù)Kh應(yīng)為：粗粒土的Kh應(yīng)大于0.97，細(xì)粒土B組填料Kh應(yīng)大于1.00，細(xì)粒土C組填料即使壓實(shí)到Kh為1.00，也不能全部達(dá)到低壓縮狀態(tài)。滿足a1-2≤0.15MPa·m-1，試樣的壓實(shí)系數(shù)Kh應(yīng)為：粗粒土的Kh應(yīng)大于0.95，細(xì)粒土B組填料Kh應(yīng)大于0.95，細(xì)粒土C組填料壓實(shí)到Kh為0.97。從這一試驗(yàn)分析可以看出，既有路基規(guī)范中的路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏低，要使路堤工后產(chǎn)生的變形量較小，B組以上填料壓實(shí)系數(shù)Kh應(yīng)大于0.95，C組填料應(yīng)大于0.97?？刂坡返坛两档膲簩?shí)標(biāo)準(zhǔn)討論

3.2公路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化

與鐵路的情況一樣，為了提高公路路基和路面的使用壽命和使用性能，需采用壓實(shí)機(jī)械對(duì)路基和路面進(jìn)行認(rèn)真碾壓，以提高路基土、路面結(jié)構(gòu)層和路基路面的整體強(qiáng)度，增加其穩(wěn)定性，減小其在行車作用下可能產(chǎn)生的變形，以及減小甚至避免路面可能產(chǎn)生的多種早期破壞現(xiàn)象。3.2公路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化

50年代及以前，公路路基施工中極少采用人工壓實(shí)的措施，主要依靠自然沉陷和行車碾壓來(lái)提高路基的密實(shí)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。80年代以前，由于路面等級(jí)不高，交通量較小，無(wú)重型車輛通行，路基的壓實(shí)度以輕型擊實(shí)試驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通量的增加，以及大型重載車輛的使用，從1982年開(kāi)始，在新建和改建一、二級(jí)公路的工程中，以及在稍后的高速公路工程建設(shè)中，普遍采用了重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。3.2公路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化

近二十幾年，尤其是近十年來(lái)我國(guó)公路壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展變化有以下主要技術(shù)特點(diǎn)：1）在檢測(cè)指標(biāo)方面，較早就采用由壓密指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)組成的雙指標(biāo)體系，其中，一般填料由壓實(shí)系數(shù)和CBR值組成，無(wú)機(jī)結(jié)合料類由壓實(shí)系數(shù)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度組成。3.2公路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化2）在壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)方面，壓實(shí)系數(shù)較早就開(kāi)始采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)隨公路等級(jí)而逐漸提高，相同等級(jí)公路的壓實(shí)系數(shù)提高明顯，而填料最小CBR值基本未變化，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu控制值隨結(jié)合料類型有變化。3.2公路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化3）在技術(shù)思想方面，物理性質(zhì)檢測(cè)主要用于現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)密度檢測(cè)，力學(xué)性質(zhì)測(cè)試主要用于實(shí)驗(yàn)室填料選擇或結(jié)合料設(shè)計(jì)；通過(guò)增加填料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)而不是填料標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)路基質(zhì)量的提高；粗細(xì)粒土及級(jí)配碎礫石等均具擊實(shí)特性，普遍采用壓實(shí)系數(shù)指標(biāo)來(lái)表述密實(shí)程度。3.3國(guó)外高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)情況

高平順性的線路是高速鐵路的基本特征之一。高平順性的線路必然要求具有高穩(wěn)定性的路基作為基礎(chǔ)。在高速鐵路的建設(shè)中，如何實(shí)現(xiàn)路基土工結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性和長(zhǎng)期耐久性是一個(gè)重大的技術(shù)難題。了解并掌握鐵路先進(jìn)國(guó)家高速鐵路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的基本情況，特別是幾個(gè)高速鐵路技術(shù)原創(chuàng)國(guó)家的技術(shù)思想，是實(shí)現(xiàn)建設(shè)一流高速鐵路的基礎(chǔ)。3.3國(guó)外高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)情況

通過(guò)幾十年的建設(shè)發(fā)展和交流融合，世界上高速鐵路的主要國(guó)家已基本建立了適合各自國(guó)情和發(fā)展?fàn)顩r，各自獨(dú)立和各具特點(diǎn)的路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系。3.3國(guó)外高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)情況世界上幾個(gè)主要高速鐵路國(guó)家路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)有以下主要技術(shù)特點(diǎn)：1）在檢測(cè)指標(biāo)方面，以壓密指標(biāo)和抗力指標(biāo)組成的雙指標(biāo)體系為主，其中，日本由壓實(shí)系數(shù)和地基系數(shù)組成，歐洲由壓實(shí)系數(shù)和變形模量組成。韓國(guó)采用壓實(shí)系數(shù)單指標(biāo)控制。對(duì)于基床以下路堤多數(shù)國(guó)家也采用壓實(shí)系數(shù)單指標(biāo)控制。對(duì)于基床表層，德國(guó)采用了壓實(shí)系數(shù)、靜態(tài)變形模量和動(dòng)態(tài)變形模量三指標(biāo)控制。對(duì)于細(xì)粒土或含細(xì)粒的填料，日本和德國(guó)均在控制壓實(shí)系數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了含氣率指標(biāo)的控制。

3.3國(guó)外高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)情況

2）在壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)方面，壓實(shí)系數(shù)以重型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為主，使用輕型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)控制的填料壓實(shí)程度也與重型標(biāo)準(zhǔn)基本一致。有碴與無(wú)碴軌道路基比較，日本在填料和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)兩方面提高明顯，德國(guó)僅在填料方面有微小調(diào)整。德、西、意等國(guó)十分重視路堤下部的壓實(shí)，路基由上至下各結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化不大。法、韓等國(guó)的有碴軌道路基表層壓實(shí)密度高，路基表層和底層的壓實(shí)差異較大。3.3國(guó)外高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)情況

3）在技術(shù)思想方面，物理性質(zhì)檢測(cè)主要用于現(xiàn)場(chǎng)各填筑土層壓密程度的檢測(cè)，力學(xué)性質(zhì)測(cè)試則主要用于基床結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度檢測(cè)。粗細(xì)粒土及級(jí)配碎礫石等均具擊實(shí)特性，普遍采用壓實(shí)系數(shù)指標(biāo)來(lái)表述密實(shí)程度（西班牙用空隙率控制砂礫土和塊石土的密實(shí)程度）。日本更趨向依靠通過(guò)提高填料標(biāo)準(zhǔn)而不是壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)路基質(zhì)量的提高，歐洲國(guó)家正好相反。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

對(duì)國(guó)內(nèi)外鐵路和公路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展變化規(guī)律分析，以及目前高速鐵路路基工程填筑檢測(cè)的最新特點(diǎn)，就京滬高速鐵路路基壓實(shí)有如下看法與思考：1）中國(guó)鐵路處于有史以來(lái)發(fā)展變化最快的時(shí)期，路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變化劇烈，正處在吸收、融合先進(jìn)成熟技術(shù)，博采眾長(zhǎng)，系統(tǒng)集成的初級(jí)階段，達(dá)到穩(wěn)定、成熟還有較長(zhǎng)的路要走。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

2）由于歷史的原因，在80年代以前，中國(guó)鐵路路基壓實(shí)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)了較多前蘇聯(lián)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。近二十幾年來(lái)，吸收了大量日本鐵路的技術(shù)。近年來(lái)，由于無(wú)碴軌道的建設(shè)，又引進(jìn)了德國(guó)鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由此產(chǎn)生了目前世界上最為復(fù)雜的高速鐵路路基壓實(shí)檢測(cè)體系。主要表現(xiàn)在：指標(biāo)多，標(biāo)準(zhǔn)雜，成本高，效率低。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

3）采用壓密指標(biāo)和抗力指標(biāo)組成的雙指標(biāo)控制符合路基壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的規(guī)律，但在具體使用時(shí)應(yīng)注意：公路壓實(shí)的CBR值檢測(cè)多在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行填料選擇時(shí)使用，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)基本上只檢測(cè)壓實(shí)系數(shù)；歐洲各國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)也基本上以壓實(shí)密度檢測(cè)為主，變形模量檢測(cè)主要在基床結(jié)構(gòu)層，工作量小了很多。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

4）提高路基的填筑標(biāo)準(zhǔn)可通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)，一個(gè)是提高填料標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。日本更趨向通過(guò)提高填料標(biāo)準(zhǔn)而不是壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)路基質(zhì)量的提高，歐洲國(guó)家和我國(guó)公路正好相反。我國(guó)鐵路目前似乎更接受日本的做法。針對(duì)我國(guó)目前建造的高速鐵路沿線優(yōu)質(zhì)填料缺乏的特點(diǎn)，采取何種技術(shù)政策是一個(gè)戰(zhàn)略問(wèn)題，需在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)效益之間取得平衡。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

5）采用壓實(shí)系數(shù)來(lái)描述包括級(jí)配碎礫石在內(nèi)的粗粒土的壓實(shí)程度，在世界各國(guó)得到了普遍應(yīng)用。我國(guó)高速鐵路已大規(guī)模采用級(jí)配碎石和A、B組等粗粒土填料進(jìn)行路基填筑，該類填料的檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)如何與國(guó)際接軌值得研究。（研制能滿足粗粒土（＜60-75mm粒徑)的大型擊實(shí)設(shè)備，開(kāi)展針對(duì)土石混合料高路堤壓實(shí)問(wèn)題的試驗(yàn)研究十分必要）3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

6）高速鐵路對(duì)軌下基礎(chǔ)（路基、橋梁、隧道）發(fā)生不均勻沉降變形后十分敏感，路基的壓實(shí)應(yīng)主要考慮長(zhǎng)期變形的影響，進(jìn)一步提高路基，尤其是路堤下部的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)十分重要，且簡(jiǎn)單易行。另一方面，路基在高壓密狀態(tài)下，可在較短的時(shí)間內(nèi)滿足鋪軌條件，這一特性對(duì)當(dāng)前建設(shè)周期被大幅壓縮的實(shí)事意義重大。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

7）水是路基工程的大敵。在路基填料的壓實(shí)過(guò)程中，提高壓實(shí)度能增加路基結(jié)構(gòu)的抗水浸蝕作用已得到了普遍認(rèn)同，但將含氣率控制在較低水平能提高路基結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性則鮮為人知。對(duì)于細(xì)粒土或含細(xì)粒的填料，日本和德國(guó)均在控制壓實(shí)系數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了含氣率指標(biāo)的控制技術(shù)思想，值得重視。在路基填筑施工時(shí)，將+2%-3%的含水量控制標(biāo)準(zhǔn)修改為不低于最佳含水量是一個(gè)可行的選擇。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

8）采用概率統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行路基壓實(shí)質(zhì)量評(píng)定，既是一種先進(jìn)成熟的技術(shù)，也是一種全面、正確、客觀評(píng)價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量的方法。日本在無(wú)碴軌道鐵路路基壓實(shí)檢測(cè)評(píng)價(jià)、瀝青路面級(jí)配碎石基層壓實(shí)度檢測(cè)中，都使用了概率統(tǒng)計(jì)的方法。國(guó)內(nèi)《公路路面基床施工技術(shù)規(guī)范》、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范也采用了概率統(tǒng)計(jì)法。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

9）高速鐵路對(duì)路基的工后沉降和剛度（路基面支承剛度）極其敏感。路基面支承剛度（路基綜合剛度）的測(cè)試值可直接反映路基的整體填筑質(zhì)量，尤其是基床各結(jié)構(gòu)層的碾壓密度和填料性質(zhì)。與公路在路基成型后測(cè)試路基面的彎沉值一樣，測(cè)試路基面支承剛度及其沿縱向的變化是實(shí)現(xiàn)高速鐵路路基綜合剛度及均勻性控制的直接檢測(cè)手段，建議開(kāi)展路基面支承剛度測(cè)試技術(shù)及相關(guān)問(wèn)題的研究。3.4高速鐵路壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)思考

10）如何實(shí)現(xiàn)高速鐵路路基的小變形是中國(guó)鐵路建設(shè)歷史上最具挑戰(zhàn)性的一項(xiàng)工程技術(shù)之一。在引進(jìn)、消化，開(kāi)展工程試驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)世界各國(guó)眾多的路基壓實(shí)檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和比較分析，無(wú)疑是重要的和必需的。但在編制為大規(guī)模工程建設(shè)服務(wù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，優(yōu)化檢測(cè)指標(biāo)體系，制定技術(shù)可靠、方法可行、高效便捷的具有中國(guó)特色的鐵路路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更顯迫切。謝謝大家！第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬(wàn)小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬(wàn)小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過(guò)?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過(guò)濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過(guò)濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過(guò)濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開(kāi)發(fā)并問(wèn)世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒(méi)有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過(guò)程

1—2壓縮過(guò)程

2—3排氣過(guò)程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；