A. 公路路基壓實度檢測方法
公路路基壓實度檢測方法是非常重要的,要想得到精準的檢測數據,就要制定合理的方法,每個細節都非常關鍵。中達咨詢就公路路基壓實度檢測方法和大家說明一下。
隨著社會對公路工程質量要求的提高,公路建設項目管理水平、質量監控體系、監管辦法和機械化施工水平也隨之提升。路基、路面壓實質量是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一,只有對路基、路面結構層進行充分壓實,才能保證路基、路面的強度、剛度及路面的平整度,並可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命。公路路基壓實質量,主要是靠具體的檢測方法和檢測數據來評定的,這些質量檢測方法和檢測數據是否科學、真實、有效,直接影響著路基質量評定是否准確。現場壓實質量用壓實度表示,對於路基土及路面基層,壓實度是指工地實際達到的干密度與實試驗所得的最大幹密度的比值;對瀝青路面,壓實度是指現場實際達到的密度與室內標准密度的比值。
1、標准密度(最大幹密度)和最佳含水量的確定方法
所謂壓實度,是指土被壓實後的干容重與該土的標准干密度之比。在壓實過程中,土顆粒間的引力和斥力的相對大小決定了壓實土的結構。當土樣的含水量較小時,粒間引力較大,在一定的外部壓實功能作用下,還不能有效地克服引力而使土顆粒相對移動,這時壓實效果較差;增大含水量後,結合水膜逐漸增厚,引力減小,土顆粒在相同功能條件下易於移動而擠密,所以壓實效果較好;當含水量增大到一定程度後,孔隙中已出現了自由水,結合水膜的擴大作用不再顯著,因而引力的減少也不是十分顯著,同時自由水填充在孔隙中阻止土顆粒移動的作用卻隨著含水量的增加而漸漸顯著起來,所以此時壓實效果反而下降。所以,通過檢測土壤的干密度能有效評判路基壓實度的質量。
由於築路材料結構層次等因素的不同,確定室內標准密度的方法也多樣化,有些方法需在實踐中進一步完善。最大幹密度是指在標准擊實曲線(駝峰曲線)上最大的干密度值,該值對應的含水量即為最佳含水量。
1.1路基土的最大子密度和最佳含水量確定方法
根據路基受到的荷載應力不同,路基壓實度要求也不同。公路等級高,對路基強度的要求則相應提高,對路基壓實度的要求也應高一些。高速、一級公路路基的壓實度標准,對於路床0~80 cm應不小於95%,路堤80 cm~150 cm應不小於93%,150 cm以下應不小於90%;對於零填及路塹、路槽底面以下0~30 cm應不小於95%。在平均年降雨量少於150mm且地下水位低的特殊乾旱地區(相當於潮濕系數≤0.25地區)的壓實度標准可降低2%~3%。在平均年降雨量超過2 000 mm,潮濕系數> 2的過濕地區和不能晾曬的多雨地區,天然土的含水量超過最佳含水量5%時,應進行穩定處理後再壓實。
振動台法與表面振動壓實儀法均是採用振動方法測定土的最大幹密度,前者試驗設備及操作較復雜,後者相對容易,且更接近於現場振動碾壓的實際狀況。因此,對於砂、卵、漂石及堆石料等無黏聚性自由排水上而言,推薦優先採用表面振動壓實儀法。
1.2路面基層混合料最大幹密度及最佳含水量確定方法
理論計演算法,是較為科學的確定最大幹密度和最佳含水量的方法。
1.2.1石灰土、二灰穩定粒料
根據室內試驗測得結合料的最大幹密度ρ1和集料的相對密度γ,把已確定的結合料與集料的質量比換算為體積比V1∶V2,則可計算混合料的最大幹密度。
石灰土、二灰穩定粒料的最佳含水量w0是結合料的最佳含水量w1和集料飽水裹覆含水量w2的加權值。飽水裹覆含水量是指把集料浸水飽和後取出,不擦去表面裹覆水時的含水量。除吸水率特大的集料外,此值對於礫石可以取3%,碎石可取4%。
1.2.2水泥穩定粒料
此類材料的最大幹密度ρ0與集料的最大幹密度ρG和水泥硬化後的水泥質量有關。水泥加水拌勻後,在105℃烘箱中烘乾,稱試驗前水泥質量和烘乾後硬化的水泥質量,即可求得水泥水化的水增量。因水泥中含有水化水,故用烘箱法不能正確測出水泥穩定粒料的最佳含水量。根據對比試驗,水泥穩定粒料的最佳含水量w0,由水泥的水化水、集料的飽水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水(水灰比為0.5)三者組成。
1.3瀝青混合料標准密度確定方法
瀝青混合料標准密度,以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾密度或者試驗段密度為准。具體方法有:水中重法,適用於密實的Ⅰ型瀝青混凝土試件,不適用於採用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件;表干法,適用於表面較粗,但較密實的Ⅰ型或Ⅱ型瀝青混凝土試件,不適用於吸水率大於2%的瀝青混合料試件;蠟封法,適用於吸水率大於2%的Ⅰ型或Ⅱ型瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件,不能用水中重法或表干法測密度時,應用蠟封法測定;體積法,本法適用於空隙率較大的瀝青碎石混合料,及大空隙透水性開級配瀝青混合料試件。在進行密度試驗時,應根據混合料本身的特點,適當選擇試驗方法。
2、現場密度試驗檢測方法
目前,較為常用的現場壓實度的測量方法有環刀法、灌砂法、核子密度儀法等。
2.1環刀法
該法主要使用於測定不含骨料的粘性土密度。儀器設備有:環刀(內徑6 cm~8 cm,高2 cm~3 cm,壁厚1.5 mm~2 mm)、天平(感量0.1g)、修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。試驗方法如下:
(1)預先在環刀內壁塗一層凡士林,在設定檢測位置將環刀的刀口向下放在土體上。
(2)通過修土刀或鋼絲鋸,將土樣削成略大於環刀直徑的土樣,然後將環刀垂直加壓,至土樣伸出環刀上部為止;削去兩端余土,使之與環刀口面齊平,並用剩餘土樣測定含水量。
(3)擦凈環刀外壁,稱量其質量,准確至0.1g。
(4)結果整理:計算出土樣的干密度,進而獲得壓實系數K。
2.2灌砂法
實行灌砂法,應當符合條件:當集料的最大粒徑小於15mm、測定層的厚度不超過150 mm時,宜採用Φ100 mm的小型灌砂筒測試;當集料的粒徑等於或大於15 mm,但不大於40 mm,測定層的厚度超過150 mm,但不超過200 mm時,應用Φ150 mm的大型灌砂筒測試。所需儀器設備有:灌砂筒(內徑100 mm、總高360 mm)、金屬標定罐、基板、台秤(稱量10 kg~15 kg,感量5 g)、量砂(粒徑0.25 mm~0.50 mm、重量20 kg~40 kg)、必要的挖取土設備。試驗方法如下:
(1)對某一標段進行試驗檢驗時,應對所使用的量砂密度進行標定。
(2)在壓實系數檢測點,選40 cm×40 cm的平坦地面,並將基板水平的置於檢測點上。
(3)沿基板的中孔鑿直徑100 mm的試洞,試洞深度等於碾壓層厚度,並將鑿出的土料全部放入已知質量的塑料袋中,並獲得試樣的質量。
(4)在取出的試樣中取出具有代表性的土樣進行含水量試驗。
(5)將罐砂筒安裝在基板上,使罐砂筒的下口對准基板的中孔及試洞,打開罐砂筒開關,讓量砂注入試洞,通過稱量罐砂筒中砂的重量變化來獲得注入試洞的量砂重量,進而獲得試洞的體積。
(6)試驗完畢取出試洞中的量砂,以備下次使用;若量砂的濕度發生明顯變化或混有雜質,則需重新烘乾、過篩。
(7)結果整理:計算出土樣的干密度,進而獲得壓實系數K。
2.3核子濕度密度儀法
本方法用於測定瀝青混合料面層的壓實密度時,在表面用散射法測定,所測定瀝青面層的層厚應不大於根據儀器性能決定的最大厚度。用於測定土基或基層材料的壓實密度及含水量時打洞後用直接透射法測定,測定層的厚度不宜大於20 cm。所需儀器設備有:核子密度濕度儀、細砂(0.15 mm~0.3 mm)、天平或台稱、毛刷等。試驗方法及注意事項如下:
(1)確定位置,預熱儀器。按照隨機取樣的方法確定測試位置,但與距路面邊緣或其它物體的最小距離不得小於30cm。核子儀距其他射線源不得少於10 m。按照規定的時間,預熱儀器。如用散射法測定時,應將核子儀平穩地置於測試位置上;如用直接透射法測定時,將放射源棒放下插入已預先打好的孔內。
(2)打開儀器,讀取數據。打開儀器,測試員退出儀器2m以外,按照選定的測定時間進行測量,到達測定時間後,讀取顯示的各項數值,並迅速關機。
(3)使用安全注意事項:①儀器工作時,所有人員均應退到距儀器2m以外的地方;②儀器不使用時,應將手柄置於安全位置,儀器應裝入專用的儀器箱內,放置在符合核幅射安全規定的地方;③儀器應由經有關部門審查合格的專人保管,專人使用。
路基、路面壓實質量是道路治理最重要的指標之一,為保證路基、路面的強度,必須對路基路面結構層進行充分壓實。對瀝青道路來說,通過對路基土、路面基層材料最大幹密度、最佳含水量及瀝青混合料標准密度的測定,根據道路特點實際需要,靈活運用環刀法、灌砂法、核子濕度密度儀法進行現場密度檢測,獲得准確的檢測數據,准確評價道路路基壓實度的質量,確保道路使用安全。
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B. 二灰砂礫墊層
砂礫墊層是路面結構的次要承重層,主要起透水、防凍的作用,厚度一般不宜步於15厘米。老路狀較好的也可不設墊付層。農村公路交通量較小,技術等級低,墊層可採用天然砂礫、石渣、礦渣等透水性材料。砂礫墊層主要適用於山區農村公路,既充分利用了當地豐富的砂礫資源,又降低了工程造價。其施工比較簡單,可組織沿線農民在專業技術人員的指導下進行施工。
一、施工機械
砂礫墊層常用的施工機械有:運料車、推土機、平地機,壓路機等。
二、原材料要求
砂礫可從沿線附近的河灘取料,天然砂礫應潔凈,顆粒均勻,級配基本合理,含泥量較少,壓碎值一般不大於35%,最大料徑一般不得大於6.5厘米,如當地砂礫普遍不好,最大粒徑可根據實際情況適當放寬。
三、砂礫墊層施工工世流程
砂礫墊層的施工工藝流程有:施工放樣、備料、攤鋪砂礫、灑水、整形和碾壓。
1、測量放樣
施工放樣時,要恢復中線,直線段每15至20米設一個標樁,曲線段每10至15米設一個標樁,並塗抹紅油漆等明顯標記標出墊層的設計標高。墊層寬度一般兩側應比基層寬15厘米,邊線可通過噴撒石灰線來控制。
2、培土槽
有條件的地區應在墊層兩側相鄰邊樁上依次掛線培出土槽,土槽比墊層高出30厘米左右,每隔5至10 米交錯開挖臨時泄水口,避免雨天積水。
3、備料
備料前應根據施工段長度、寬度、厚度及砂礫密度,計算出需要的砂礫質量,根據料場砂克的含水量以及運料車的噸位,計算出砂礫的堆放間距。
墊層砂礫總質量=墊層長度×寬度×砂礫密度或墊層總質量=運料車噸位×車數
4、做出墊層結構示意圖(運料車示意圖)
運料車每車裝料的數量應基本相同,卸料應由遠及近,料堆距離應基本相等,避免攤平後砂礫過多或不夠;運送砂礫在正式施工前幾天完成即可,堆放時間不宜過長。
5、鋪築試驗段
正式施工前應鋪築200至300米試驗段,總結出砂礫墊層的松鋪厚度、最佳含水量、碾壓遍數、施工人員與機械設備組合等施工參數,用來指導正式施工。
6、攤鋪,灑水及整形
墊層施工宜分段進行,每個作業段長度以500米左右為宜。用推土機將砂礫料堆放大致推平,然後用灑水車均勻地灑足需要的水分。接著用平地機反復平整砂礫,直到砂礫均勻地攤鋪在路基上,並形成規定的路拱為止。同時,人工配合找補,防止出現局部缺料或粗料集中現象。
7、碾壓
砂礫整形完畢後,用壓路機進行碾壓,直線段和不設超高的平曲線段由兩側向路中心碾壓,平曲線超高段由低向高處碾壓。碾壓時應重疊1/2輪寬,先慢速靜壓一兩遍,然後振動碾壓4至6遍,直到達到規定的壓實度為止。
四、施工質量檢測
砂礫墊層碾壓成型後,要按照施工圖設計及規范的有關要求及時檢測壓實度、平整度、縱斷高度、寬度、厚度、橫坡和強度指標,全部合格後,可進入基層施工。