浅谈高速公路填土压实的标准

应 用 技 术 I■ Ghlna science and"technology R ew 浅谈高速公路填土压实的 万中兵 李沽z (1贵州高速公路开发总公司 贵9·I,I 贵阳550001；2贵州省交通勘察设计研究院 贵州 贵阳 550001) [摘 要】分析了目前填土压实检测标准的不完善性，系统地总结了各类填土的工程性质，结合工程实践，在对各类土进行大量试验研究的基础上，提出了相 应的压实标准和与之相应的检测方法。 [关键词】填土压实 压实标准 检测 压实度 中图分类号：u4 文献标识码：A 文章编号：1009—914X(2009)02(a)-0122—01 一 、 引曹 压实填土作垫层，适用条件广泛、造价低廉、施工简便、材料来源充 裕，在公路路基、地基处理及土堤、土坝等工程中得到广泛的使用。但不 同类型的土，颗粒组成和压实性方面有很大不同，在施工过程中经常出现工程 质量标准不统一、不明确的现象，给施工和监理、检测工作带来很大的困 难。因此，根据土料的性质和施工条件来正确选择压实标准，具有重要的意 义 。 =、各粪土压实标准的确定 ． (一)粘性土压实标准确定 国内确定粘性土压实标准的方法主要是压实系数法。由于粘性土便于室 内进行标准击实、含水量、压缩、沉陷及液塑限等试验，很容易求出粘性 土的最优含水量和与之相应的最大干密度，所以依据室内的标准击实试验，取 最大干密度的平均值，则压实度标准k 为： 、 k=p d／p max(1) 式中：p d～设计于密度 (填土的压实标准)： P max一标准击实功能下的平均最大于密度： k一压实度，对于高坝或大堤为：0．97～0．99：中坝可取：0．95～O．97。 (二)粉砂土压实标准确定 粉砂土主要用于公路路基填筑工程，其颗粒非常细，具有水分散失比较 快、且水分不易下渗的特点。如果在路基填筑中，每一层填土太厚，经洒后 水分会分布不均，特别是高温季节，常常会出现经洒水路段的土层底部水分仍 然是自然含水量，而上部填土基本上已处于风干状态。粉砂土的压实标准： 压实度： k=98％～93％ 含水量： W=wO+(2％～3％) (三)砂 土压实标准确定 砂土也多用于高速公路路基填筑中，砂性土由于粘结差、透水性强、 在填筑作业时耗水多、难碾压、不易成型等特点，因此在施工中必须合理选 择压实标准，准确控制压实度，以确保路基或基础的填筑压实质量。通过大量 的室内标准击实试验发现，砂性土的最大干密度相差很大，而且分布很不均 匀。为此，在高速公路的路基填筑工程中，平行地采用两种方法进行检测，第 一 种方法采用传统的压实度，最大干密度根据每个试坑的土样与试验室做标准 击实的预留土样进行比较后确定采用标准。第二种方法为采用现场标准击实 湿密度法来进行检测。最后用试坑湿密度与现场标准湿密度之比确定压实 度，即： 压实度=(试坑湿密度／现场标准湿密度)×1O0％ 第一种方法检测结果比第二种方法偏大，如果依据第一种方法评定该点为 合格点，而第二种方法结果为不合格点，需要重新碾压方可验收。由于施工含 水量比最佳含水量大2％～3％，所以砂土的压实度采用第～种方法有其不 足之处。第二种方法实质上是两种压实T具的压实效果的比较，这种方法忽 略了含水量的影响，符合施工的实际情况，尽管与压实度的概念有出入，但这 样的压实标准更为保守，对确保填筑压实质量更为合理。 (四)粗粒土压实标准确定 粗粒土的范围很广，凡是巨粒组质量少于15％，而粗粒组质量多于总质 量(以小于60咖 颗粒质量为100％计)的50％的土均属于粗粒土。在路基的 填筑压实中往往有一部分颗粒粒径超出标准试验所限定的最大颗粒粒径范围， 可能影响压实效果及检验和评定的方法。粗粒土的级配和颗粒组成的差异对 压实效果、碾压遍数以及碾压时需要选用的振幅和频率都有很大影响，并最 终决定填土的物理状态。当粗粒土处于悬浮状态，“大颗粒”不会对较细土 颗粒的压实形成阻碍，而当 “大颗粒”处于骨架状态，势必影响到较细土颗 粒的压实，使其达不到最大密实度。从压实度的检测方法上来看，由于灌砂法 仍是路基压实度检测的主要方法，但是对于粗粒土的压实度检测，用灌砂法检 测时，它忽略了对材料的对等性的要求，在颗粒组成、级配上要有对等性，只 有满足了这一要求，计算结果才有意义，由于标准试验所用设备规格的局限 性、现场材料的变异性、取样的代表性以及考虑施工控制的经济性等原因， 122 l科技博览 直接的对等性很难得到满足。在压实度计算公式：k=p d／p max中，分 子、分母所代表的物理意义相同，由于标准试验所用设备的局限性，标准试验 所用的土样可能并不含有现场填土中的 “大颗粒”，在这种情况下，分子、 分母两种干密度代表的物理意义就不相同了，必须进行物理意义相同的处理， 处理方法有两种：一是用修正标准干密度作分母，而分子取所有颗粒的平均 干密度进行计算：二是用扣除 “大颗粒”后的平均干密度作分子，而取标 准干密度作分母进行计算。而采用对等性处理后的修正计算时，其压实度却 不一定能通过。从对等性的角度出发，常规做法不合理，而经过修正的方法确 定才是合理的 因此，当填土采用粗粒土时，不能用平均干密度和标准干密度 评定填土压实度，而采用平均干密度和修正标准干密度法，或用扣除 “大颗 粒”后平均干密度和标准干密度法进行压实度的评定才合理，从满足对等性 程度看，扣除 “大颗粒”法最为可靠，从实用和方便出发土粒比重Gs 可以 取值 2．70。 (五)砂砾填料压实标准确定 砂砾填料用于填筑路基具有透水性好、水稳定性好的特点，比其他土具 有更大的优越性，特别适合于台背、涵侧的填筑压实。用以往的土工试验方 法进行击实试验得到的砂砾最大干密度远小于施工中的实测值，出现 “超 密”现象，而目前还没有关于砂砾料最大干密度试验的最佳方法。为此，笔 者在大量现场和室内试验的基础上，尝试用以下两种方法： (1)以不同填料的压缩百分数和压实过程中最后一遍的沉降不超过2 mm为评定标准的沉降法，作为压实质量的检测方法，并在实际工程中得到了 验证，具有很好的推广价值。 (2)最大干密度法，把砂砾材料看成是由两部分组成的，即一部分是粒 径≤5 mm的砂，另一部分是粒径>5 mfIl的砾石，这样就可以把求砂砾的最 大干密度转换成求砂的最大干密度，然后按砂砾中，砂与砾石体积比例来计算 砂砾材料的最大干密度。砂砾的含水量可由砂的含水量和砾石的饱水裹覆含 水量按砂砾中的砂与砾石的质量比例计算得到。根据上面所述，砂砾料的最 大干密度和最佳含水量可用 F式 计算 ： p= (1一x1)p i+xl P 2(2) u= (1一X 2)(I)I x2∞2(3) 式中：p、p l——砂砾材料和砂的最大干密度(g／cm )： X l、X 2——砾石占砂砾的体积百分比和重量百分比： P 2——砾石的密度 (g／cm3) ； u——砂砾材料的最佳含水量 (％)： u 1、u 2一～砂的含水量和砾石饱水裹覆含水量(％)。 其中：砾石的密度p 2就是其毛体积比重，砾石的饱水裹覆含水量m2， 就是将砾石饱水后取出，不擦去表面裹覆水时的含水量，一般为3％。砂的最 大干密度和最佳含水量，应采用试验路段的方法来确定，具体是：碾压到砂砾料 密度不再增大，测定此时砂砾料密度和含水量，然后计算出其干密度p，并用上 式求出砂的干密度P l和含水量u 1，取这些值作为砂的干密度和最佳含水 量。在施工过程中当通过试验路段确定了p 2、u 1、0 2各值后，可按( 2)、(3)式计算出砾石含量x2= 1％～lO0％的砂砾材料的最大干密度 和最佳含水量，并制成表格，以便查用。从而以试验路段为基础，来检测其他 路段的压实度。 三、结束语 在施工过程中，应根据填土的不同种类，采用其相应的压实标准，才能合理 地确定压实遍数和可靠的检测方法，并严格控制每一道旌工工序，认真做好试 验路段的施工、试验和数据统计，选出最佳的旌工，在实际工程中进一步 积累经验．从而正确选定压实标准，以便于指导施工和压实质量的检测。 参考 文献： [1]JTJ 033—095，公路路基施工技术规范． [2]JTJ 059—095，公路路基路面现场测试规程CS]． [3]沙庆林，路基压实及压实标准[M]．