高填公路填石路堤压实质量控制方法

高速公路填石路堤压实质量控制方法

摘要：文章以京福高速填石路堤为例，研究了高速公路填石路堤压实质量控制技术，指出了目前各种压实质量控制方法的优缺点及其适用条件，提出了填石路堤压实质量控制方法和标准。

关键词：填石路堤；质量控制；面波测试

中图分类号：U416.1*12文献标识码：B

填石路堤是指在路基施工中，利用石料(包括大卵石)或土石混合料填筑的路堤。路堤填料中粒径>60mm且单轴抗压强度大于15MPa的石料大于70％为填石路堤。对于填石路堤的施工方法与压实质量控制，目前的公路路基施工规范中尚无明确规定，因此研究填石路基的压实质量控制方法显得十分重要。填石路堤所选用的压实质量控制方法必须适应工程的特点，简便快速，易于操作。因此，本文通过京福国道徐州段填石路堤的现场检测试验与结果分析，指出了目前各种压实质量控制方法的优缺点及其适用条件，从而比较合理地提出填石路堤压实质量快速简便的控制方法。

1试验路概况

根据现场工程地质、施工条件等因素，课题组选择了K29+708桥头填石路堤作为试验段。投入到本项目外业工作的主要设备有：面波仪2台，现场CBR测定仪器1台，水准仪1台，YS一1型压实计l台。根据填石路基实验的目的和要求，结合K29+708小桥的桥头填石路堤施工，进行了现场CBR、沉降观测、瑞利波测试、压实计测试等试验研究工作，提出施工质量控制的指导意见和填石路基压实质量控制方法。

2压实质量控制方法

2．1 灌水法测定现场干密度

首先测出填石料室内的最大标准干密度，对于填石料根据室内击实试验确定最大干密度，将现场填料进行筛分试验，取40mm粒径以下的填料进行重型击实试验，然后根据40mm 粒径以上的百分含量推出现场填石料的最大干密度。填石路堤实际现场干密度采用灌水法测定，试坑尺寸为填石料最大粒径的2～3倍，由挖出来粗粒料的质量与试坑体积之比算出现场密度，最后得到摊铺碾压层的压实度

2．2 现场CBR值的测定

加州承载比CBR，是美国加尼福尼亚州道路局首先提出的一种评定材料承载能力的试验方法。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并以标准碎石的承载能力为标

准，以相对值的百分数表示CBR值。由于CBR的试验方法简单，设备造价低廉，在许多的国家得到广泛的应用。本次试验段采用了CBR"方法来测试填石路堤的强度。

2．3 表面标高沉降控制

用振动压路机经过不同碾压遍数后，压实效果可用表面标高点进行检查。在压实前选定一定数量的石头作为水平测量基准点，并涂上红颜色，用水准仪测定其标高，然后待碾压，每碾压两遍后进行逐次测量涂上颜色的石头标高。计算沉降量的平均值，与铺土厚度之比求得沉降率，根据沉降量或者沉降率判断压实后的密实程度。

图1说明，随着振动碾压遍数的增加，沉降基本上呈增加的趋势，但是每往返碾压一次，沉降量呈现先增加后减小的现象，这说明石料压实不像粘土那样随着压实遍数的增加而增加，而是先在压实机械的振动碾压下面出现石料的挤密现象，石料随着压路机碾压前进的方向而变得密实，但是随着压路机的往返碾压，石料会沿相反的方向变得密实，故出现压实度先增加后减小的过程。随着压实能量的增加，压实度呈增加趋势，沉降亦呈现增加的趋势。碾压6遍以后，尽管沉降增加幅度已经降低到较小数值，基本上趋于稳定。如果再增加碾压的遍数，尽管有的地方会变得更密实一点，但是已经密实区域由于增加了能量而使得原先的结构遭到破坏，压实度反而降低了。所以，再增加能量的做法是不可取的，既浪费了宝贵的人力和物力，碾压的效果却不会更好。

2．4面波测试

面波测试技术作为一项原位测试方法在国内外工程界受到越来越多的重视。根据激振方法的不同，该方法分为稳态和瞬态两种。所谓SASW法是利用瞬态激振时产生频率丰富的瑞利波，通过频谱分析，来确定传播介质的特性。

横波速度值与岩土的物理力学参数、土层的承载力和变性模量等之间存在着密切的关系，而且在工程地震应用中，横波速度值的大小直接反映了地基土的抗剪强度，同时也间接

反映了地基土的软硬程度，而瑞利波法之所以可以解决诸多的工程地质问题，就在于瑞利波速度与横波速度的相关性。

在均匀各向同性半无限弹性介质中，瑞利波速度与

横波速度及泊松比的关系

工程勘察中一般土层的泊松比σ=0．45—0．49，于是V R≈0．95Vs。。在有关横波速度Vs的应用中，我们一般用瑞利波传播速度V R除以0．92—0．94来代替Vs值，应用效果是类同的，可见由面波勘探所得的V R值可估算有关介质的岩土及工程动力学参数。

对填石路基试验段进行了检测，记录1为第一次检测数据，记录2为用压路机进行了两次压实后的记录。但在记录2测试前下了一场大雨。由上面分析的计算方法，由记录1、2数据得到的路基各地层厚度和层速度

分别为：

记录1：第1层：=2．5m V1，=345．7m／s

第2层：H1=1．5m V2，=193．9m／s

第3层：H，=1．3m V3，=343．9m／s

记录2：第1层：H．=2．7m V1．=332．1m／s

第2层：H2=1．1m V2=186．3m／s

第3层：H=1．2m V3，=272．1m／s

比较由这两道实测检波器数据分析得到的各地层厚度和层速度，可以看出，由于大雨的影响，使地基各层的瑞利波速度有一定程度的降低。我们可以看出，在工程地质勘察，特别是路基质量检测中，利用瑞利波勘探计算出的瑞利波速度，并结合瑞利波速度V R与横波速度Vs的关系，便可以得到各地层的横波速度，从而完成工程地质勘察所需要的地基、路基等各地层的岩石物理力学参数及一系列其他数据。

2．5压实计测试

压实计的基本原理是通过量测分析振动碾滚筒与被压实土体问的相互作用，了解压实土体密实程度，该设备由加速度计、数据处理装置和指示表头放在驾驶室，中间有电缆联结。碾压土体可近似地看成一个弹性体，振动碾滚筒在其上面作铅直方向振动时，受到的反作用力小，基本上做正弦运动。随着碾压遍数增加、逐渐密实土体对滚筒的反作用力也相应的增