分析灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度有哪些優(yōu)點(diǎn)
關(guān)鍵詞：公路路基,壓實(shí)度,灌砂檢測(cè)技術(shù)
1.公路路基的壓實(shí)度
公路路基的壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)材料壓實(shí)后的干密度與該材料的標(biāo)準(zhǔn)干密度之比， 計(jì)算公式如下：
式中， K為測(cè)試地點(diǎn)的施工壓實(shí)度(%); ρc為試驗(yàn)中得到的試樣最大干密度(g/cm3); ρd為試樣的干密度(g/cm3); ρw為試坑材料的含水量(%); w為試坑材料的含水量(%); mw為試坑中取出的全部材料的質(zhì)量(g); mb為填滿試坑的砂的質(zhì)量(g); Ys為量砂的單位質(zhì)量(g/cm3)。
公路路基主要包括半剛性基層和柔性基層兩大類， 其中柔性基層是主要以碎石為代表的粒料類基層和以瀝青為代表的瀝青穩(wěn)定類基層。 半剛性基層最大干密度主要是按照公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)法確定，如果一旦粒料含量過(guò)高時(shí)擊實(shí)法測(cè)量就受到了限制， 也就因此不能夠準(zhǔn)確地測(cè)量出最大干密度， 而且按照工程施工規(guī)范要求的壓實(shí)度成型， 所測(cè)得的有關(guān)參數(shù)也不準(zhǔn)確， 若以此進(jìn)行施工就不能保證工程質(zhì)量。所以目前主要用理論計(jì)算法、 振動(dòng)擊實(shí)法等進(jìn)行最大干密度確定， 其中理論計(jì)算法主要根據(jù)半剛性基層材料的體積組成， 利用結(jié)合料和粒料級(jí)配組成與密度綜合確定混合料的最大干密度，主要用于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料類材料。
2.灌砂法檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
灌砂法的基本原理是利用粒徑為0.30mm～0.60mm的清潔干燥的砂，從灌砂筒中自由下落到試洞中，即用標(biāo)準(zhǔn)砂來(lái)置換試洞中的試樣， 從而測(cè)定試洞的體積， 并根據(jù)試樣的含水率計(jì)算試樣的干密度。 灌砂法檢測(cè)技術(shù)適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定公路路基或者砂石路面以及路基土各種材料的壓實(shí)度和密實(shí)度檢測(cè)。下面將對(duì)灌砂法檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行具體分析。
2.1灌砂筒選擇
當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、 測(cè)定層的厚度不超過(guò)150mm時(shí)，應(yīng)選擇直徑為100mm的小型灌砂筒; 當(dāng)試樣的最大粒徑等于或者大于15mm，但不大于40mm， 且測(cè)定層的厚度超過(guò)150mm， 但不超過(guò)200mm時(shí)， 應(yīng)使用直徑為150mm的大型灌砂筒測(cè)試; 當(dāng)集料的最大粒徑超過(guò)40mm時(shí)， 應(yīng)該選擇直徑為200mm的灌砂筒。
灌砂筒確定好后就要標(biāo)定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量， 在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂直到距離筒頂部15mm處為止，然后稱取筒內(nèi)砂的質(zhì)量M1并精確到1g。 稱完后將筒蓋打開使砂自由流出，并且讓留出的砂體積與施工現(xiàn)場(chǎng)采取樣本的體積相當(dāng)， 然后稱筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量M5同樣精確到1g。 不停地晃動(dòng)筒內(nèi)的余砂， 輕輕地將筒移至玻璃板上， 打開筒蓋讓余砂自然流出， 此時(shí)玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂M2， 對(duì)以上過(guò)程重復(fù)三次求得平均值。
2.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況選擇好相應(yīng)的灌砂筒， 然后標(biāo)定砂的單位質(zhì)量， 用水確定標(biāo)定罐的容積并精確到1ml。在儲(chǔ)砂筒中裝入質(zhì)量為M1的砂，并將灌砂筒放在標(biāo)定罐上， 打開筒蓋讓砂自然流出， 在整個(gè)過(guò)程中確保灌砂筒的穩(wěn)定，當(dāng)筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)取下灌砂筒， 稱取筒內(nèi)余砂的質(zhì)量M3并精確到1g。 計(jì)算出填滿標(biāo)定罐的砂子的質(zhì)量， 即M=M1-M2-M3， 重復(fù)三次上述過(guò)程求得平均值。在試點(diǎn)將基板放在表面，當(dāng)表面的粗糙度較大時(shí)， 則將盛有量砂M5的灌砂筒放在基板中間的圓孔上， 將灌砂筒的筒蓋打開，讓砂自然流到基板的中孔內(nèi)。 直到筒內(nèi)的砂不再下流為止， 取下灌砂筒并稱量筒內(nèi)余砂質(zhì)量M6，精確到1g。從挖出的全部材料中取出具有代表性的樣品，放在試驗(yàn)器皿當(dāng)中， 測(cè)定其含水量。 樣品用小灌砂筒測(cè)定時(shí)對(duì)于細(xì)粒土，應(yīng)該不少于100g， 對(duì)于各種中粒土， 應(yīng)該不少于500g; 用大灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土， 應(yīng)該不少于200g， 對(duì)于各種中粒土， 應(yīng)該不少于1 000g，對(duì)于粗粒土或者水泥、 石灰以及粉煤灰等無(wú)機(jī)結(jié)合材料， 應(yīng)該取出全部材料將其烘干， 并且不少于2 000g， 稱其重量并精確到1g。 在試洞挖好后， 將灌砂筒直接對(duì)準(zhǔn)放在試坑上， 打開開關(guān)讓砂自然流出， 在此期間要保持灌砂筒的穩(wěn)定， 當(dāng)筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)測(cè)量余砂的質(zhì)量并精確到1g。 仔細(xì)取出試筒內(nèi)的量砂， 為下次試驗(yàn)做備用， 如果量砂的濕度已經(jīng)發(fā)生變化或者混有雜質(zhì)，則應(yīng)該重新進(jìn)行烘干及過(guò)濾處理，并且放置在外一段時(shí)間與空氣濕度達(dá)到平衡后再使用。 最后對(duì)測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算， 當(dāng)試坑材料組成與擊實(shí)試驗(yàn)的材料存在較大差異時(shí)， 可以用試坑材料做標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)， 求取實(shí)際的最大干密度。
2.3灌砂法檢測(cè)的質(zhì)量控制
按要求進(jìn)行壓實(shí)后再填筑路基， 利用置換的方式加強(qiáng)地基， 換填部分的壓實(shí)度應(yīng)不小于90%。 軟土厚度薄，并且存在2m以上的硬殼層的路段， 采用堆載預(yù)壓處理。 對(duì)于路基土、 路面半剛性基層以及粒料類柔性基層而言， 壓實(shí)度就是指施工區(qū)域的土地實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值，對(duì)于瀝青面層以及瀝青穩(wěn)定基層而言， 壓實(shí)度就是指現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值， 壓實(shí)度是填土工程的質(zhì)量控制指標(biāo)。 先取壓實(shí)前的土樣送試驗(yàn)室測(cè)定其最佳含水量時(shí)的干密度，此為試樣干密度。 再取由擊實(shí)試驗(yàn)后所得試樣的最大干密度， 用實(shí)際干密度除以最大干密度即是土的實(shí)際壓實(shí)度。 用此數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓實(shí)度比較， 也就得到了公路路基土的壓實(shí)程度是否達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)家頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01—2003)。
路面路基的壓實(shí)度評(píng)定要點(diǎn)是， 控制平均壓實(shí)度的置信下限， 以保證整體水平。 規(guī)定單點(diǎn)極值不得超出規(guī)定值， 防止局部隱患。 規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量的優(yōu)劣。當(dāng)路面路基的單點(diǎn)壓實(shí)度全部大于或者等于規(guī)定值時(shí)， 說(shuō)明評(píng)定路段的壓實(shí)度合格。 此外， 在公路路基施工過(guò)程中由于混合料中碎石粒徑不穩(wěn)定， 造成了混合料的最大干容重不固定，每一層甚至每一段填料的最大干容重均不一樣，所以用灌砂法檢測(cè)常出現(xiàn)壓實(shí)度超密的現(xiàn)象， 因此現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理需要對(duì)路基的每一層確定最大干容量3
3.結(jié)語(yǔ)
綜上所述， 伴隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，公路施工質(zhì)量成為了影響人們出行安全的關(guān)鍵所在， 而路基是公路的主體部分， 與路面共同承受著交通荷載的作用， 所以路面路基的壓實(shí)度直接關(guān)系到整個(gè)道路的使用安全性以及穩(wěn)定性，因此要對(duì)路面路基壓實(shí)度進(jìn)行工程試驗(yàn)檢測(cè)， 通過(guò)一系列的試驗(yàn)客觀地評(píng)定各種施工材料的質(zhì)量， 并推廣一些新材料、 新技術(shù)以及新工藝的應(yīng)用， 然后合理地控制公路建設(shè)的工程質(zhì)量，從而促進(jìn)我國(guó)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上升到一個(gè)新高度。
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本文選自《技術(shù)物理教學(xué)》。 《技術(shù)物理教學(xué)》堅(jiān)持黨的基本路線，貫徹黨的教育方針，推進(jìn)高、中職物理教材建設(shè)，深化物理教改革，提高教與學(xué)的水平。以高職、中職、中專等物理教師和學(xué)生為主，兼顧其它層次學(xué)校的師生以及其它物理教學(xué)工作者。主要欄目有教學(xué)研究、問(wèn)題討論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生園地、物理學(xué)家貢獻(xiàn)。
