路基壓實質量有效評價試驗研究

張建明

摘 要：通過重型擊實試驗和經水撼后重型擊實試驗對比研究水撼過程對風積砂壓實的影響規律，以指導施工。同時，試驗方法不同，測得的最大干密度值存在差異，水撼后擊實試驗所得最大干密度作為現場檢測標準，能更合理地評價路基壓實質量。

關鍵詞：風積砂；壓實質量；評價；擊實試驗

風積砂分布廣泛、儲量豐富地區其作為筑路主要材料，但以標準擊實試驗獲取最大干密度與最佳含水量的方法，用于檢測現場壓實度時，易導致壓實度“超密”現象，不能合理地評價路基壓實質量。本文通過室內重型擊實試驗和水撼后重型標準擊實試驗全面分析影響風積砂路基壓實的各項因素及其變化規律，并確定了標準干密度的試驗方法，為風積砂路基壓實施工提供理論依據與指導。

1 試驗材料及儀器設備

試驗用砂樣取自施工用取土場，其物理性質指標如下：液限16.9-17.8、塑限11.1-14.6、數塑性指數2.3-5.6，不均勻系數1.8-2.7，曲率系數0.78-0.84。試驗儀器包括標準擊實儀，CBR試驗試模及其附屬設備。制作直徑15cm，高5cm多孔墊塊。

2 試驗方案

采用標準擊實儀對不同含水率狀態下的五組風積砂試樣分別進行重型擊實試驗，確定其最大干密度和最佳含水率，并結合擊實曲線分析含水率對風積砂干密度的影響。利用CBR試模及多孔底板，在多孔底板上安放多孔墊塊再在多孔墊塊上鋪一張濾紙，將試模及套筒安裝在多孔板上。將砂樣分3層裝入試模，水撼使土樣內水分達到飽和，并高出試樣2cm，然后放在架子上控水，控水至規定時間，將試模連同試樣放置在擊實儀臺座上，進行標準擊實試驗，再通過控水時間的長短不同，試樣內含水率的變化，確定其控水時間與最佳含水率和最大干密度之間的關系。

3 試驗方法

3.1 標準擊實試驗

將風干的砂樣按四分法準備五份，每份試樣用量6Kg，分別加入不同水分（按2%～3%含水率遞增），拌勻后悶料一夜備用。試驗時，將擊實筒置于堅硬地面上，先將墊塊放入筒內地板上，取制備好的砂樣分3次倒入筒內，每次約1700g左右，整平表面，使擊實錘垂直自由落下，按規定每層擊實98擊，錘跡必須均勻分布于砂樣表面。第一層擊實完后，將試樣層面“拉毛”，裝入套筒，重復上述方法進行其余各層的擊實。完成后，扭動取下套筒，齊擊實筒頂削平試樣，擦凈筒外壁，稱量，計算試樣濕密度。再倒出筒內試樣，從試樣中心處取樣，測其含水率，并計算試樣干密度。其余四份試樣重復上述試驗，最后根據不同含水率狀態下的風積砂干密度繪制含水率和干密度關系曲線，見圖1：標準擊實曲線。

3.2 水撼后擊實試驗

將風干的砂樣按四分法準備五份，每份試樣用量6kg。

取標準擊實用風干砂樣一份，將其大致分成三次裝入筒內，每次約1700g左右。試驗時，將擊實筒安置于CBR多孔板底板上，先將多孔墊塊放入筒內多孔板上，在多孔墊塊上鋪一層濾紙，取準備好的砂樣取約1700g左右倒入筒內，整平表面，接通自來水源，使水緩緩流入試樣，至水將試樣全部浸泡，并使水面高出試樣約2cm停止加水。將多孔底板連同試模一同放到支架上，使試樣內的水分控出至規定時間為止。將其取下，將多孔墊塊更換成擊實墊塊，將其安裝至標準擊實底座上。

啟動擊實儀，按標準進行擊實。第一層擊實完后，將第二層試樣裝入試模，再更換多孔墊塊及濾紙，重復上述注水、控水、擊實過程，按此方法進行其余各層的擊實。完成后稱量，計算試樣濕密度。再倒出筒內試樣，從試樣中心處取樣，測其含水率，并計算試樣干密度。

其余四份試樣重復上述試驗，根據不同含水率狀態下的風積砂干密度繪制含水率和干密度關系曲線，見圖2：水撼后擊實曲線。最后根據不同控水時間狀態下的含水率繪制控水時間與含水率之間的關系曲線，橫坐標為控水時間，縱坐標為含水率，最佳含水率所對應的控水時間，即為最佳控水時間。

4 試驗結果及分析

由圖1可知，風積砂擊實曲線與一般粘性土的擊實曲線規律一致，呈駝峰狀，峰值出現在含水率為8.5%～9.5%時，最大干密度在1.77g/cm3～1.80g/cm3之間。

由圖2可知，水撼后擊實曲線與標準擊實曲線規律一致，承駝峰狀，峰值出現在含水率為8.6%～10.0%時，最大干密度在1.85g/cm3～1.90g/cm3之間。

通過兩組擊實數據比較，可得出風積砂的最佳含水率，在8.6%～9.5%之間。明顯水撼后的干密度大于未經水撼的干密度。

結果表明，水撼過程對風積砂有一定的密實作用。通過試驗結果繪制控水時間與含水率關系曲線圖可以看出，控水時間在10小時左右，達到最佳含水率。

5 結論

1）風積砂砂粒均勻，屬于級配不良砂，水撼施工可提高其密實度，工程質量可控。

2）采用標準擊實試驗和水撼后標準擊實試驗，得到的最佳含水量基本相近，表明風積砂的最佳含水量在8.6%～9.5%之間。

3）采用水撼后擊實試驗所得最大干密度作為現場檢測標準，可避免“超密”現象，能更合理地評價路基壓實質量。

參考文獻：

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