路基施工检测技巧

l 1.量砂要规则。量砂如果重复使用，一定 要注意晾干，处理一致，否则影响量砂的松 方密度。
l 2.每换一次量砂，都必须测定松方密度， 漏斗中砂的数量也应该每次重做。因此，量 砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时 找砂，又不作试验，仅使用以前的数据。
l 3.地表面处理要平整，只要表面凸出一点 (1mm)，使整个表面高出一薄层，其体积 也算到试坑中去了，会影响试验结果。因 此，本方法一般宜先做前期试验，只有在 非常光滑的情况下方可省去此操作步骤。
l 就检测路基土压实质量而言，我们需要 的是整个碾压层的平均压实度，而不是 碾压层中某一部分的压实度。因此，在 用环刀法测定土的密度时，应使所得密 度能代表整个碾压层的平均密度。然而， 这在实际检测中是比较困难的，只有使 环刀所取的土恰好是碾压层中间的土， 环刀法所得的结果才可能与灌砂法的结 果大致相同。
大干密度ρdmax。Proctor还规定了室内击实试验的仪
器规格和试验操作方法。自此，各国均以此压实理论
和试验方法指导施工，并以填料压实系数的大小作为
控制填土压实效果的标准。早期的现场压实质量检查，
主要用环刀法、灌砂法和灌水法测定土的密度，用此
指标判断压实土的强度和变形特性。
l 随着交通成公路路面损坏。为此，美 国加利福尼亚公路局首先提出了加州承 载比试验（简称为CBR试验），来预估 压实土抵抗石碴压入的程度，以便选择 合适的填料类型和确定合理的压实程度。 许多国家在机场跑道、铁路路基等土工 结构物的施工中，也广泛采用了CBR试 验方法。
l 荷载板试验
l ①基床系数K30
l 基床系数K30是日本和我国在铁路路基检测中常 用的方法，是采用单循环荷载试验。用单位面积压 力除以承压板相应的下沉量表示的（MPa/m），计 算时选用的沉降量为0.125cm。以级配碎石或级配 砂砾石的基床表层为前提的路堤结构，列车荷载产 生的道床压力，通过基床表层结构大致均匀地分布 在路堤上部，作用范围比以往采用土质基床表层要 大，从压力的传递程度及路堤堤身承受压力的情况 看，采用直径为30cm的承压板试验确定路基填土的 承载力密实度与列车荷载实际传递状况相接近，比 以往的规定要合理。
l 4.在挖坑时试坑周壁应笔直，避免出现 上大下小或上小下大的情形，这样就会使 检测密度偏大或偏小。
l 5.灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚， 不能只取上部或者只取下部碾压层的填料。
l 灌水法
l 灌水法属于对压实土面的破坏性量测方法，是 利用水去置换试洞的体积。
l 气囊法
l 气囊法属于对压实土面的破坏性量测方法，是 利用气囊式容积测定仪去计算试洞的体积。该方 法适用范围同灌砂法。
l 气囊式容器测定仪依据物理学波义尔定律，即 在一定温度条件下，密闭容器内气体压强与气体 体积乘积为一常数的原理，用气体（空气）作压 力传递介质，较国外用水作压力传递介质的水囊 式容积测定仪在技术上有较大改进。
l 1—水位标线；2—排气 阀；3—封盖及手柄；
l 4—活塞杆；5-水位管； 6—导向盘；7—缸筒；
l 对于级配砾石（碎石）填料，特别是砾 石级配料施工现场为了易于压实，而将 其含水率调高，而且在碾压过程中，由 于表层始终是松散状态，因此规定需待 凉干后进行测试。但需要凉干到什么程 度才能测出该层的真实值，还需要通过 测定其含水率加以确定，还有待研究。 根据国外资料介绍，土体的含水率对其 强度测定有极大的影响，因此，测定时 土体的含水率变化范围应是在其使用期 间所能保持的范围。
l 变形系数 Ev2
l 为了更有效地分析土的变形性质和承载能力，西德 标准采用了二次循环静载法，其结果采用变形系数 Ev2表示
Ev2
3 4
d
0
S2
施工质量的动态检测
l 无论是基床系数K30、变形模量E和变形系数Ev2都 是通过施加静荷载测得的，尚不能完全反映列车在 动荷载作用下对路基的真实作用情况。随着高速铁 路的出现，在高速列车动荷载作用下,路基表现为动 态行为（产生动态变形）。为保证列车的安全与正 常运行，必须对路基的动变形加以控制，同时要全 面反映路基的质量和状态。德国铁路咨询公司地基 研究所首先提出了反映路基动态特性的指标——动 态变形模量，并于2019年用于高速铁路路基的压实 检测。日本也正在进行其研究，并准备将其纳入铁 路规范。
l 为了便于从仪表上读取读数，按照德国规定预加 荷载强度为0.01MPa和每级荷载强度增量为
0.04MPa.
l ②变形模量E
l 变形模量是西欧、北美等国已广泛使用的铁路路基压 实检测方法。在荷载板试验应用过程中，常用的加载 方式有单循环静载和二次循环静载。单循环静载是按 每级40kPa加载，当每级加载完成后，每间隔一分钟 读取百分表一次，直至两次读数符合沉降稳定要求， 才能转到下一级荷载，直至试验最大荷载为止。二次 循环静载也是按每级40kPa加载，分级加载到最后一 级荷载的沉降稳定后，开始卸载，卸载梯度按最大荷 载的0.5或0.25倍逐级进行，全部荷载卸除后记录其残 余变形，之后又开始另一加载循环。采用d=30cm的荷 载板试验计算变形模量时，荷载一直加到沉降值达 5mm或承压板正应力达到0.5MPa为止。
路基施工检测技术
铁路路基施工检测
l 必要性：
l 一方面可以评价路基施工过程中或竣工后路 基的质量，检验路基是否达到了设计要求， 验证路基是否具有足够的强度能够承受列车 动荷载的作用，同时又具备保证列车安全、 舒适运行的合理刚度；
l 另一方面，可以了解施工过程的质量情况， 控制施工进度，促进施工单位改进施工工艺， 加强施工质量管理，保质保量地完成施工任 务。
静态检测
l 压实系数K l 环刀法 l 用于不含砾石颗粒的细粒土和无机结合料改良土 l 灌水法 l 用于粒径不大于60mm的粗粒料。 l 灌砂法和气囊法（波义尔定律） l 用于粒径不大于20mm的粗粒料。 l 核子湿度密度仪 l 用于细粒土和砂类土。
l 环刀法——破坏性量测方法
l 环刀法是测量现场密度的传统方法。国内 习惯采用的环刀容积通常为200cm3，环刀高 度通常约5cm。用环刀法测得的密度是环刀 内土样所在深度范围内的平均密度。它不能 代表整个碾压层的平均密度。由于碾压土层 的密度一般是从上到下减小的，若环刀取在 碾压层的上部，则得到的数值往往偏大；若 环刀取在碾压层的底部，则所得的数值将明 显偏小。
l 动态检测原理
l 在被检测的路基面上放置一块一定直径的承 压板，通过一落锤在一定高度处自由下落， 落到一缓冲装置后，再经承压板在填土面施 加一冲击动荷载，使填土面产生沉陷。通过 测试冲击动荷载的大小、板及板周围一定范 围内填土面的动变形，利用专用的信号采集 及数据处理软件，来求算路基土层的动模量。 承载板的沉陷值越大，被测点的承载能力越 小，动模量也越小，反之，越大。因此，动 模量能反映该处的承载力。
l K30试验 （K30 for coefficient of subgrade reaction test）：用直径为30 cm的刚性承压板，测定下沉量为1.25 mm时的地基系数的试验方法。
l 动态变形模量 dynamic modulus of deformation：动态变形模量是指土体在 一定大小的竖向冲击力FS和冲击时间tS 作用下抵抗变形能力的参数。
l 在使用CBR试验方法过程中，人们逐渐认识 到，由于该方法的贯入头直径只有5 cm，贯 入的深度只有2.5mm，不能较好地反映填料 的压实程度，于是将确定建筑物地基土承载 力的荷载板试验方法运用到填土压实质量的 检测中去，用荷载板试验确定的基床系数或 变形模量的大小作为判断填料压实质量的标 准。用荷载板试验检测填土质量，能反映 40~50cm深度范围内土的压实程度。国内外 荷载板直径多采用30 cm。
发展过程
l
检测填土压实质量的仪器和方法随着工业化的发
展在不断地发生着变化，总的趋势是快速、准确地满
足施工的需要。1930年，美国工程师Proctor通过试验
提出，在相同的压实功能下，同一种土的干密度随土
中含水量的不同而变化，应用室内击实试验设备和现
场碾压机械都可获得最佳含水量Wopt和与之对应的最
l 5 提起活塞，使水柱退回零位，松开固 定压块，移走仪器。
l 6 试坑开挖和试样称量。
l 7 仪器重新置于护坑环上并固定，将测 尺游标重新推至缸筒顶面，慢慢地向下 推动活塞，直到溶液水柱升至水位标线， 读取数显测尺终止数显数值（L2）并做 记录。
l 8 当坑壁与大气温差较大时，气囊在坑 内停留时间不宜超过3 min。
影响作用。根据室内模拟试验，说明 K30值与含水率之间存在着类似于压实 度与含水率之间的关系。K30最大值时 的含水率要低于压实度的最佳含水率， 而且随着含水率的增加K30值将急剧下降。 因此，平板荷载试验宜在填料层压实后 2～4h内进行试验，主要是为了防止填层 碾压完成后，表层含水率的变化，而影 响测试结果。
l 8—球囊；9—水溶液； 10—活塞；11—隔栅；
l 12—压盘；13—护坑环； 14—踏板；15—气囊；
l 16—压缩空气；17—数 显测尺
l 1 清扫场地，护坑环置于试坑位置。
l 2 仪器置于护坑环上，并用压块固定。
l 3 打开排气阀，将测尺游标推至缸筒顶 面，活塞提到缸筒顶端。
l 4 关上排气阀，慢慢向下推动活塞，直 到水位管中溶液水柱升至水位标线。读 取数显测尺初始数显数值（L1）并做记 录。
l 灌砂法
l 灌砂法属于对压实土面的破坏性量测方 法，是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体 积。该方法用于砂、砾及碎石类土路基的 检测，也是当前最通用的方法，很多工程 都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。 缺点是：需要携带较多量的砂，而且称量 次数较多，因此它的测试速度较慢。
l 试验中注意的问题
l 灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之 一。此方法表面上看起来较为简单，但实际 操作时常常不好掌握，并会引起较大误差为 使试验做得准确，应注意以下几个环节：