CN106771104A - 一种碎石土路基压实度指标的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碎石土路基压实度指标的检测方法，包括：室内试验筛选出用于进行配合比试验的碎石土；形成含石量不同的碎石土试件，得出碎石土的含石量与最大干密度的拟合曲线；运用碎石土进行试验段铺设；运用灌砂法进行室内的碎石土压实度检测，取出试洞内碎石土材料，计算出试洞内碎石土的湿密度ρω；从试洞内实地取碎石土，对其进行含水量w和含石量P的实验测定，通过含水量计算出现其干密度ρd；将含石量P带入含石量与最大干密度拟合曲线中，采用插值法得出对应的试洞内碎石土的最大干密度ρc；从而计算得出碎石土路基压实度K＝ρd/ρc，本发明通过对不同级配碎石土的拟合曲线图快速测算出最大干密度，进而得出现场碎石土的压实度，达到了控制施工质量的目的，弥补了当前规范的不足。

Description

一种碎石土路基压实度指标的检测方法
技术领域
本发明属公路路基工程检测技术领域，尤其涉及一种低山丘陵区碎石土路基压实度指标的检测方法。
背景技术
碎石土作为一种填土材料，由土和碎石组成，其具有强度高、压实密度大、沉降变形小、透水性能强、抗冲刷能力高等特点，因而被普遍认为是一种良好的路基填筑材料。但碎石颗粒的组成没有什么级配规律，从而无法进行标准的击实试验，也无法对碾压后的压实度进行检测，进而使得压实标准对碎石土路基的施工质量无法进行有效的控制；另一方面，由于土的种类不同，石料的含量不同，压实成型后其物理结构和力学特性亦不同，包括压实工艺特性与工程使用性能两方面在内的碎石土的工程性质，取决于由量变(含石率的增加)到质变(组成结构的变化)的内因。而我国现行的一些技术规程和技术规范对碎石土的设计和施工质量还缺乏可靠的评定依据，给施工带来了一定的困难。此外，依据目前的相关研究，碎石土的力学性能及强度、结构形成机理已逐渐清晰，但是从其质量及检测指标上看，并没有统一、明确的指标，而且其指标的适用范围也有待考证。
发明内容
针对目前碎石土检测没有统一量化的标准现状，本发明旨在提供一种适用性更强、可行的碎石土路基压实度指标的检测方法，通过室内振动击实试验，对即将所用的山头碎石土进行含石量与最大干密度的拟合关系确定；现场碎石土路基检测采用灌砂法进行，计算出灌砂法试洞中的含石量，并带入前述的含石量与最大干密度的拟合曲线中，从而插值求出试洞内碎石土最大干密度，进而得出试洞中碎石土干密度与最大干密度的关系。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种碎石土路基压实度指标的检测方法，包括以下步骤：
步骤一、对所取的碎石土进行筛分试验，筛选出用于进行室内配合比试验的碎石土；
步骤二、进行配合比试验以形成若干份具有不同含石量的碎石土试件，通过击实试验对不同含石量的碎石土试件分别进行最大干密度测定，得出室内的碎石土的含石量与最大干密度的拟合曲线；
步骤三、运用步骤一中所取的碎石土作为原料按照设定的铺设流程进行试验段铺设；
步骤四、运用灌砂法进行现场碎石土路基压实度检测时，取出试洞内碎石土，同时将取出的碎石土中大于第二粒径阈值的碎石颗粒仍然放入试洞内，从而计算出所包含的碎石颗粒的粒径均小于第二粒径阈值的碎石土材料的湿密度ρω；
步骤五、从试洞内实地取现场的碎石土，并对取回的现场的碎石土进行含水量w和含石量P的实验测定，通过含水量w计算出现场碎石土的干密度ρd＝ρw/(1+0.01w)；同时将含石量P带入步骤二中得到的含石量与最大干密度拟合曲线，采用插值法得出对应的试洞内碎石土的最大干密度ρc；从而计算得出碎石土路基压实度K＝ρd/ρc。
进一步地，所述步骤一具体包括以下步骤：
1.1设定第一粒径阈值和第二粒径阈值；
1.2剔除原始的碎石土中粒径值大于第二粒径阈值的碎石得到新的碎石土；
1.3将新的碎石土分为两部分，其中第一部分的碎石土中含有的碎石的粒径均小于第一粒径阈值，第二部分的碎石土中含有的碎石的粒径均位于第一粒径阈值和第二粒径阈值之间。
进一步地，所述第一粒径阈值为5mm，第二粒径阈值为40mm。
进一步地，所述步骤二中的通过击实试验对不同含石量的碎石土试件分别进行最大干密度测定，具体为：采用振动击实法来确定不同含石量碎石土的最大干密度。
进一步地，所述步骤二中的含石量P定义为粒径值位于第一粒径阈值和第二粒径阈值之间的颗粒占整个碎石土的重量比值。
进一步地，所述室内配合比所用碎石土的含石量为0～100％。
进一步地，所述室内配合比所用碎石土的含石量为30％～70％。
进一步地，所述步骤三具体为：现场剔除大于第三粒径阈值的石块后，进行一次或者多次碾压。
进一步地，所述步骤三中采用振动压路机，先稳压，后振动碾压多次。
进一步地，所述第三粒径阈值为150mm。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供了一种切实可行、针对性较好的碎石土路基压实度质量检测的方法，弥补了目前碎石土路基检测没有相应统一规范标准的不足；
(2)本发明针对了不同级配、碎石含量的碎石土均有相应的评价指标，弥补了由于碎石土含石量变化导致的传统压实度评价方法不适用的不足；
(3)本发明通过室内振动击实试验，从而能够拟合出不同含石量的碎石土最大干密度的关系，实时的反应了含石量与最大干密度的关系；
(4)本发明的碎石土路基压实度指标的检测方法，山区路基修筑时可以就地取材，具有较大的经济效益，并实现开挖方平衡；
(5)本发明的碎石土路基压实度指标的检测方法，可以积累相关的碎石土路基施工经验，为后续的碎石土路基施工提供参考和指导，具有较大的社会效益。
附图说明
图1为本发明一种实施例的含石率与最大干密度关系的拟合曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
一种碎石土路基压实度指标的检测方法，包括以下步骤：
步骤一、对即将用作路基填料的碎石土进行筛分试验，筛选出用于进行配合比试验的碎石土；优选地，前述的碎石土为取自于山头原料；
优选地，所述步骤一具体包括以下步骤：
1.1设定第一粒径阈值和第二粒径阈值；
1.2剔除原始的碎石土中粒径值大于第二粒径阈值的碎石得到新的碎石土；
1.3将新的碎石土分为两部分，其中第一部分的碎石土中含有的碎石的粒径均小于第一粒径阈值，第二部分的碎石土中含有的碎石的粒径均位于第一粒径阈值和第二粒径阈值之间。
更优选地，所述第一粒径阈值为5mm，第二粒径阈值为40mm。
步骤二、进行配合比试验以形成若干份具有不同含石量的碎石土试件，通过击实试验对不同含石量的碎石土试件分别进行最大干密度测定，得出碎石土的含石量与最大干密度关系的拟合曲线；
所述含石量定义为粒径值位于第一粒径阈值和第二粒径阈值之间的颗粒占整个碎石土试件的重量比值；优选地，所述碎石土的含石量为30％～70％。
优选地，所述步骤二中的通过击实试验对不同含石量的碎石土进行最大干密度测定，具体为：采用振动击实法来确定不同含石量碎石土的最大干密度，此过程为现有技术，在此不赘述。
步骤三、运用步骤一中所取的碎石土作为原料按照设定的铺设流程进行试验段铺设(即用与获得含石量与最大干密度的拟合曲线所用碎石土相同的源碎石土进行试验段铺设)；
优选地，所述步骤三具体为：现场剔除大于第三粒径阈值的石块后，进行一次或者多次碾压。更优选地，所述步骤三中采用振动压路机，先稳压，后振动碾压多次。
其中，在本发明的优选实施例中，第三粒径阈值为150mm。
步骤四、运用灌砂法进行现场碎石土路基压实度检测时，取出试洞内碎石土，同时将取出的碎石土中大于第二粒径阈值的碎石颗粒仍然放入试洞内，从而计算出所包含的碎石颗粒的粒径均小于第二粒径阈值的碎石土材料的湿密度ρω；ρω的单位为g/cm3；
步骤五、从试洞内实地取部分现场碎石土，并在室内对取回的现场的碎石土进行含水量w和含石量P的实验测定，通过含水量计算出现场碎石土的干密度ρd＝ρw/(1+0.01w)；同时将含石量P带入步骤二中得到的含石量与最大干密度拟合曲线，采用插值法得出对应的试洞内碎石土的最大干密度ρc；从而计算得出碎石土路基压实度K＝ρd/ρc，其中，ρd和ρc的单位均为g/cm3，压实度K以百分号表示。
实施例一
1)通过室内试验得知，天然碎石土的含石量为47.3％，天然含水量14.0％；首先对碎石土进行筛分，对小于5mm和5～40mm两种粒径进行配比试验，含石量选取范围从30％～70％。对不同含石量碎石土试件进行室内振动击实试验，得出不同含石量与最大干密度的拟合曲线，如图1所示。
2)碎石土路基试验段中，采用20T振动压路机，整平后，先稳压，后振动碾压，先用振动压路机静压一遍，第二遍、第三遍弱振，以后强振，共振压6遍，速度不超过4km/h；在碾压第三遍、第五遍、第六遍时进行灌砂法压实度检测，这样做可以检测出碾压不同次数后的压实度值，通过压实度值来判断碾压几遍可以满足压实度要求。试验过程中为避免二次试验，加快检测及施工进度，采用“筛去法”，将试洞中取出的碎石土材料中大于40mm的颗粒放入试洞中，对其余碎石土材料用密封袋进行收集，测定试洞中碎石土材料的湿密度ρω(这个湿密度是利用去除了粒径大于40mm的碎石颗粒的碎石土计算得来的，即是对用密封袋收集回来的碎石土材料进行湿密度测定)，并对取回的碎石土材料进行室内含水率和含石量测定。
3)通过室内试验测得的含水率(即是对用密封袋收集回来的碎石土材料进行湿密度测定)，进而得出试洞中碎石土的干密度ρd；通过将试洞中碎石土材料测得的含石量带入图1拟合曲线内，采用插值法求出对应最大干密度ρc；具体结果见表1。
表1
4)最终的碎石土路基压实度即为现场测试最大干密度ρd与对应的含石量的碎石土最大干密度ρc的比值。
以上碎石土路基压实度质量检测方法评价了碎石土路基的压实质量，弥补了现行规范和标准对碎石土路基压实度检测的不足。通过室内振动击实法对不同含石量的碎石土进行最大干密度确定，建立起不同含石量碎石土所对应的最大干密度关系；弥补了由于现场碎石土路基级配不均，传统压实度检测方法不适用的不足；现场通过灌砂法试洞中碎石土的含石量，对应到含石量曲线中得到最大干密度，从而得出最终的压实度；此检测方法具有较强的针对性和适用性，能够快速准备的得出判断碎石土压实度，达到控制施工质量的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对所取的碎石土进行筛分试验，筛选出用于进行室内配合比试验的碎石土；
步骤二、进行配合比试验以形成若干份具有不同含石量的碎石土试件，通过击实试验对不同含石量的碎石土试件分别进行最大干密度测定，得出室内的碎石土的含石量与最大干密度关系的拟合曲线；
步骤三、运用步骤一中所取的碎石土作为原料按照设定的铺设流程进行试验段铺设；
步骤四、运用灌砂法进行现场碎石土路基压实度检测时，取出试洞内碎石土，同时将取出的碎石土中大于第二粒径阈值的碎石颗粒仍然放入试洞内，从而计算出所包含的碎石颗粒的粒径均小于第二粒径阈值的碎石土材料的湿密度ρω；
步骤五、从试洞内实地取现场的碎石土，并对取回的现场的碎石土进行含水量w和含石量P的实验测定，通过含水量w计算出现场碎石土的干密度ρd＝ρw/(1+0.01w)；同时将含石量P带入步骤二中得到的含石量与最大干密度拟合曲线，采用插值法得出对应的试洞内碎石土的最大干密度ρc；从而计算得出碎石土路基压实度K＝ρd/ρc。
2.根据权利要求1所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述步骤一具体包括以下步骤：
1.1设定第一粒径阈值和第二粒径阈值；
1.2剔除原始的碎石土中粒径值大于第二粒径阈值的碎石得到新的碎石土；
1.3将新的碎石土分为两部分，其中第一部分的碎石土中含有的碎石的粒径均小于第一粒径阈值，第二部分的碎石土中含有的碎石的粒径均位于第一粒径阈值和第二粒径阈值之间。
3.根据权利要求2所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述第一粒径阈值为5mm，第二粒径阈值为40mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述步骤二中的通过击实试验对不同含石量的碎石土试件分别进行最大干密度测定，具体为：采用振动击实法来确定不同含石量碎石土的最大干密度。
5.根据权利要求2所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述步骤二中的含石量P定义为粒径值位于第一粒径阈值和第二粒径阈值之间的颗粒占整个碎石土的重量比值。
6.根据权利要求5所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述室内配合比所用碎石土的含石量为0～100％。
7.根据权利要求6所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述室内配合比所用碎石土的含石量为30％～70％。
8.根据权利要求1所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述步骤三具体为：现场剔除大于第三粒径阈值的石块后，进行一次或者多次碾压。
9.根据权利要求8所述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述步骤三中采用振动压路机，先稳压，后振动碾压多次。
10.根据权利要求8述的一种碎石土路基压实度指标的检测方法，其特征在于：所述第三粒径阈值为150mm。
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