鐵路工程中路基現場試驗檢測研究

摘要：鐵路作為國民經濟的大動脈，在中國經濟平穩較快發展中肩負著重大責任，作為鐵路工程的主體，路基工程的質量尤為重要。而運用科學的試驗檢測方法是保證路基工程施工質量的重要措施之一。本文如何進行好對鐵路路基的檢查試驗工作，并保證試驗檢測結果的可靠性、真實性，確保路基工程質量過關，服務性好，這是一項對廣大的試驗鐵路工作人員來說非常重要的要求。

關鍵詞：鐵路路基 試驗檢測 探討

路基作為鐵路工程的主體，路基的質量尤為的重要。其質量的的好壞直接關系到軌下基礎的整體穩定性，從而影響列車運行的安全與旅客乘坐的舒適性。如何進行好對鐵路路基的檢查試驗工作，并保證試驗檢測結果的可靠性、真實性，確保路基工程質量過關，服務性好，這是一項對廣大的試驗鐵路工作人員來說非常重要的要求。

一、路基現場試驗檢測方法分析

1、壓實系數K

隨著鐵路事業的快速發展，高鐵、重型鐵路的出現對鐵路路基施工提出了更高的要求，相應的一些更大型的施工設備也被制造并投入使用。為了適應新時期鐵路路基施工要求，在壓實實驗中增大了重錘質量和落差，并制造和設計了新的Proctor 擊實儀和重型擊實試驗。由于傳統的填土密度測量法需要事先測量土壤含水量，而要取得填土含水率數據需要較長的時間，這與現代鐵路高效率建設要求相互抵觸，因此實用效果不佳。為了解決這個問題，上世紀七十年代，以微電子技術和放射性元素為工作原理的填土密度測量儀面世了，它就是核子濕度密度儀。該儀器能夠在短時間內測出填土密度和含水率指標，可有效滿足現場填土壓實系數K 快速、無損檢測的要求，目前被廣泛用于施工現場當中。

2、CBR值

有工程師發現，在鐵路負荷較大的情況下，其路基中的碎石可能會被壓入到地基下的土層中，導致路基抗壓性下降。對此，AASHTO 首先提出了加州承載比試驗（ CBR ）。該種試驗方法主要過程是，將試驗探頭填埋到測試土層當中，再對土層進行荷載程度和CBR 基準比較，以此計算出地基最大負荷值。對鐵路路基來說，由于其路基符合試驗與普通公路基本相同，因此將CBR 試驗作為鐵路路基施工質量的檢測方法是科學的。

3、 地基系數K 30

地基沉降取決于該點受力大小，與其他受力點負荷大小無關。根據這個理論，地基系數屬于表面彈性層狀地基的剛度和變形性質的一種參數。這個系數不僅受到土地地質因素影響，而且與受力面、承載方式有直接關系。一旦明確了受力點、負荷大小和受力面積，就可以計算出受力點處的地基系數值。地基系數K30通常使用半徑為15cm的受力板作為負荷試驗，通過計算受力面積內的地基下沉量來得出路基沉降量值。

4、動彈性模量E

動態變形模量測試儀的工作原理是，將重錘從一定高度上自由下落至彈簧阻尼裝置上，在承載板上造成與列車正常通過路基時產生的相同動應力，分析路基沉降情況。通過模擬列車通行對路基施加的沉降力，來計算出路基土層的動彈性模量E。沉陷值越大，被測點的承載力越小，則動彈性模量E 越小； 反之，沉陷值越小，被測點的承載力越大，動彈性模量E越大。

二、路基檢測工作質量控制

1、檢測點位布置

對路基的不同部位結構應進行對應的測試點位布置工作，試驗室的檢測試驗人員要嚴格依據相關要求對測試點進行設置。對測試點位的選擇要可以代表要檢測的路段的真實地基壓實質量，具有一定的代表性，不能隨便改變測試點的位置，這樣可能會導致路基的整體壓實質量被誤判。檢測人員要及時向施工單位的質量檢驗人員提出那些不符合壓實標準的區域，并再次壓實后重新檢測其壓實度。

2、儀器安裝調試

按照儀器的說明書對檢測儀器設備進行安裝調試，要在確認了安裝無誤之后經過合格的調試后才可以開始使用儀器進行檢測。

3、測試操作

對鐵路路基進行壓實質量的試驗檢測操作一定要由專業的試驗人員進行，嚴格按照相關要求執行檢測步驟，加荷、采集與整理數據、卸荷等關鍵步驟不得有輔助測試的人員操作。應挑選平整無坑洞的測試面，Ev2、K30測試適合在壓實四小時內進行檢測，盡量不要在過濕或者干燥的測試面上進行。如果測試過程中遇到儀器出現振動、大風（6級以上）、工作異常、下雨等等會影響檢測結果的時候，應該立刻暫停檢測，等待符合檢測要求的環境。

三、影響路基壓實質量及穩定性的主要因素分析

1、填料質量

鐵路路基組成主要包括基床以下路堤、基床底層以及基床表層，各組成部分對填料均有不同的要求。從現行的規范看，路基沿縱向向上，對填料的要求和對路基填層的各項檢測指標都逐漸變高。對于填料自身而言，一般需進行定名，確定符合設計的要求方可進行填筑壓實。此外，對填料當中的有害物質含量的控制同樣也很重要，填料中的有害物質一般包括有機物含量以及硫酸鹽，基床表層級配碎石還對針、片狀顆粒、黏土團等作明確規定。級配碎石中針、片狀顆粒為填料中的軟弱成分，在受到機械作用后容易破碎而產生不穩定性。過量有機物質的存在對路基的穩定性存在潛在的危害：一方面有機物質腐爛在壓實路基體中產生孔洞，將影響路基的整體性，另一方面有機物產生的有機酸對于經過化學改良的填料存在破壞作用，因為膠凝材料水化產物是在堿性環境下穩定存在的，酸性物質的存在必然發生一定程度的腐蝕作用。對于粗粒土而言，顆粒級配對壓實質量的影響變得更加重要，級配指標包括不均勻系數Cu以及曲率系數Cc，級配良好的要求是：Cu≥5，Cc=1～3。Cu指標過小將會引起填料自身的離析，從而影響填料整體分布的均勻性。

2、填料含水率

對于細粒土和細粒含量偏大的粗粒土，需經過室內擊實試驗確定最佳含水率，現場填筑時應控制填料含水率在一個易于壓實的范圍內。細粒土一般比較容易通過擊實試驗確定最佳含水率，而粗粒土因為其自身的不均勻性一定程度上增加了擊實試驗的難度，因此在試驗配水階段應當充分注意降低該因素的負面影響。

含水率對粗粒土擊實效果的影響是通過粗粒土中細粒成分得以發揮的。水分對土的擊實作用貢獻表現在一定含水率的情況下可以促進擊實功更有效的傳遞，土粒間變得容易移動而縮小彼此間距從而變得密實。填料的粗粒部分受粒形、級配的影響彼此間客觀上存在較大的空隙。從密實的角度講，粗粒土中細粒部分是用來填充粗粒部分空隙的，只有當細粒含量超過一定限度的情況下，含水率對壓實效果的影響才變得顯著。

3、填料擊實試驗結果對壓實度評價的影響及分析

路基現場壓實度檢測結果的分析與評定是以填料室內擊實試驗為基礎的，擊實試驗結果若缺乏代表性，將降低現場壓實度試驗的意義。因此，應充分重視擊實試驗結果對于現場檢測結果的影響。

在對現場進行壓實度檢驗時，偶爾會出現干密度與填料最大干密度出現較大的偏離。對于這種情況，一方面要考慮擊實所取樣品的代表性可能造成的影響，尤其對于基床填筑的A、B組填料，可能整體均勻性較差，取樣時應按照TB10102-2004的取樣規定，嚴格按照取樣頻率，從料堆的多個部位分別取料混合均勻，以盡量避免樣品代表性不好的影響。

總之，路基的檢測試驗工作質量和檢測試驗人員的科學化檢測水平，綜合素質是息息相關的。試驗人員只能從路基的填充材料入手，并嚴格按照操作規程進行檢測試驗，對檢測工作進行有效控制，堅持不動搖的執行路基壓實標準，這樣才能做一個好的鐵路路基壓實質量的的工作。

參考文獻：

[1]《鐵路工程土工試驗規程》（TB10102-2004）.中華人民共和國鐵道部.2004年.

[2]李健.淺析擊實試驗的機理及試驗中應注意的幾個問題.科技推廣與應用.2006.9