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固体体积率在宕渣类路基中的应用

         1引言

  在浙江很多地区的城市道路建设中,作为道路路基填筑的材料,是一种称做宕渣的材料,宕渣其实就是开山碎石,该种材料有着取材广泛、承载能力好、工艺简单、成本低等特点。关于填料的设计要求,设计规范要求填土时候填料的最大粒径不得大于15cm,填石的时候根据石料的硬度采用不同的厚度:硬质石料上路堤摊铺厚度40cm,粒径不得大于层厚的2/3,下路堤摊铺厚度60cm,粒径不得大于层厚的2/3;中硬质石料上路堤摊铺厚度40cm,粒径不得大于层厚的2/3,下路堤摊铺厚度50cm,粒径不得大于层厚的2/3;软质石料上路堤摊铺厚度30cm,粒径不得大于层厚,下路堤摊铺厚度40cm,粒径不得大于层厚。宕渣填料从性质上来讲,属于填石路基,不同地方出产的宕渣,其石料的性质迥然不同,但是有一点是填石所共有的特性,即宕渣填料都用粗石做主骨料(最大粒径在实际使用中一般采用200mm),相互之间有咬合作用,另外细碎石和部分的泥土作为填隙料,来增加密实度和稳定性,共同形成嵌锁结构,起承受和传递车轮荷载的作用。

  宕渣填料施工工艺流程比较简单,一般在清除地表耕植土或者淤泥后,就可摊铺宕渣,摊铺厚度根据所处的位置及材料的性质决定,每摊铺一层宕渣,经过初压后,撒布填隙料,如砂性土或者细碎石,振动压实,然后再在局部补撒填隙料及扫匀,重复振动压实,使之填满孔隙。

  2检测方法

  宕渣路基施工完成后,必须进行质量检验,以评定施工质量,检验碾压后的密实程度是其中一项重要内容,常见的检测方法有下列三种:

  一是检测压实度。取样本做击实试验,获得最大干密度与最佳含水量,现场检测干密度,压实度为现场测定的干密度除以最大干密度的百分率。由于宕渣路基所用的材料及其结构特点,粗碎石占的比例多,结构层的孔隙率本身就很大,而且,宕渣路基受先天的局限,均匀性比较差,存在取样和检测双重困难,所以,很难用常规方法进行击实试验取最大干密度来检测压实度。

  二是标高控制法。标高控制法是在压实后的结构层上面用120kN~150kN的压路机振压6~8遍,观察轮迹或测量沉降,要求轮迹深度不大于5mm,但是采用压路机轮印的深浅来评价压实程度,在实际操作中可检测的面比较狭窄,也缺少比较精确的检测手段,而且取样难,难以形成书面结论。该方法适用于施工单位在施工过程中的自我检测。

  三是检测固体体积率。《公路工程质量检验评定标准》规定填隙碎石等结构层类型采用固体体积率指标作衡量,我们从上述的分析可以看出,宕渣路基在性质上接近填隙碎石类结构层,符合这类结构层形式,因此可采用固体体积率来检测。只是目前现行的公路质量试验检测规程尚未有完整的指引,因此试验检测过程是通过对现行的各种检测方法的比较合适的组合。

  3检测原理

  固体体积率固体体积/所测试样体积的百分率,由三相体理论可知,集料的体积包含固体、水和气体三部分。检测原理是用常规的灌砂法测定现场开挖试洞的体积,将挖起的集料烘干后用排水法测定集料的固体体积。

  由于碾压是将集料间的空隙进行压缩,固体颗粒的开口孔隙与闭口孔隙受碾压的影响较小,因而,所谓的固体体积应该包括颗粒本身的开口孔隙和闭口孔隙。所以实际操作中试样浸水时间不宜过长,一旦浸水时间过长,颗粒开口孔隙成饱水状态,造成排出的水体积比要检测的固体体积少,会影响到检测结果。

  4固体体积率与压实度

  固体体积率与压实度是完全不同的两种检测手段和检测标准。对于固体体积率来说,不同的填料有着不同的要求,在普遍性和单一性上不如压实度。因此在实际使用固体体积率这一指标时,必须对宕渣填料有严格的区分。各地宕渣的性质差异很大,含泥量高低不一,虽然一般在设计中会提到宕渣的含泥量不得大于15%,但是这一指标偏差比较大,在验收检测过程中应根据宕渣的具体性质,可以采用压实度指标的,就采用压实度。在开始采用固体体积率指标时候,尚需结合路基回弹模量和路基实测弯沉值来作验证。

  对于符合固体体积率检测要求的宕渣路基,在其达到等同的设计要求下,如路基回弹模量和路基实测弯沉值。相应于土质路基重型压实标准下面的压实度,可以做个简单的类比:

以下为大致的对应关系,具体各地有规定:

  填方路段压实度≥95%固体体积率≥85%

  填方路段压实度≥93%固体体积率≥83%

  填方路段压实度≥90%固体体积率≥80%

  5结语

  对于宕渣等填石类路基,固体体积率检测是一种相对比较有效且方便的手段,但是在开始检测时候,必须配合其他测试手段来验证结果。同时,不应与路面的压实度检测相混淆,不能把固体体积率检测当作压实度来检测,或者将压实度检测当成固体体积率来检验。

  参考文献

  [1]城市道路设计规范CJJ37-90.

  [2]城镇道路工程施工与质量验收规范CJJ_1-2008.

原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-554096.htm

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浙江省关于固体体积率的要求:

1、高速及一级公路:

  • 0-80cm≥85%
  • 80-150cm≥83%
  • >150cm≥81%

2、其它公路:

  • 0-80cm≥83%
  • 80-150cm≥81%
  • >150cm≥78%

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概念及检测方法:

固体体积率=材料干密度/材料颗粒密度,检测方法是灌砂法。 压实度=材料干密度/材料最大干密度,检测方法有:灌砂法、环刀法、水袋法、蜡封法(钻芯法)、核子密度仪法。

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