論公路工程路基用土和路面基層材料試驗檢測

怡小會

（甘肅新科建工監理咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

基于目前的公路工程而言，對其路基用土和基層的材料進行試驗檢測，不僅能夠判斷工程的質量，為工程檢測提供科學的數據依據，同時也能夠發揮出其具體的價值，如提升車輛行駛的安全性以及保障路基結構的安全使用性等。由此需要在開展公路工程施工前，需對路基用土和基層材料各項參數進行檢驗，提升施工填料壓實度的同時，延長公路的使用壽命。

1 案例背景

我國某公路設計，計劃設計全長為120.6km，在整個施工區域內存在多數的山丘路段，沿途地形十分復雜。在實際施工期間，為了全面提升整體的施工質量，需要在路段K95+056——K95+213進行路基施工，并采取填石路基施工技術。該施工路段全長為157m。在施工開始前，需對該路段的結構和用土、面層材料進行試驗檢測，保障后續施工的質量與道路投入使用后的安全性。

2 公路工程土體試驗檢測

2.1 用土試驗檢測的流程

結合目前公路建設的用土檢測經驗和工程經驗分析，目前常用物理性能和力學性能檢測的方法來做路基用土的試驗[1]。其中物理試驗應包括水和顆粒密度的數據；機械性能試驗應包括復雜程度和承載力等數據。因此為保障檢測的效果和準確度，需結合一定的流程來實施，本次工程路基用土檢測的流程為：測量放樣-清表工作（測量、試驗后監理確定）-填前碾壓-壓實度檢測（合格后）-試驗段上土（檢查厚度監理確定）-整平碾壓-壓實度檢測（合格后）-路基填筑-邊坡修整（排水處理）-下一層施工。

2.2 土體的試驗檢測

（1）篩分。篩分的主要目的在于，根據粒子群所帶有的比重、磁性等差異，實現科學分類。隨后結合需求利用不同篩孔的篩子來分離固體物料的大小顆粒。在具體篩分期間，主要是以篩分和粉碎結合的方式進行，這種做法的目的在于能夠保持顆粒在粉碎之后保持一致的大小[2]。在粉碎之后稱取所需要的試樣樣本，先將樣本通過2mm 篩孔，再根據超出2mm 直徑的顆粒根據大小順序依次篩選，此時使用粗篩孔進行篩選，注意對篩上土進行稱量。而在此過程中，由于2mm 直徑的顆粒數量多，因此可利用“四分法”平均以100 到800g 的重量將其平均分開，再依次經過篩孔進行篩分，同時需使用搖篩機振搖均勻，持續振搖10 到15 分鐘，隨后將篩子在白紙上輕輕叩擊，將白紙上被篩子漏下的土再放到下一級篩中進行篩分。在此過程中需要注意的是，在單位時間內，篩下的顆粒數量需保持在剩余數量的1%左右，如果總量小于試樣的10%，那么則不需要再去使用細篩來對其進行區分。

（2）標準擊實。在實際施工作業期間，如果施工需要對土體進行回填，則需保障回填土的密實度、最大干密度和最佳含水率的確定。一般回填土的密實度需要在95%以上，以分層回填分層壓實的方式進行。并且需要測量回填之前土樣狀態，測量其各項指標數值[3]。試驗過程采取擊實方式進行，常見包含輕、重兩種，輕型擊實試驗用于粘性土施工作業中，且其粒徑不能超過5mm，在單位體積上，擊實所做的功為592.2kJ/m3；而重型擊實的土體粒徑一般不能超出20mm，所在單位體積上做的功為2684.9kJ/m3。

3 公路路面基層材料檢測

本次公路工程的路面基層材料以瀝青混合料為主，而瀝青混合料最為關鍵的檢測內容為凍融性能的檢測。在凍融之后，瀝青混合料內部的空隙會增加，導致其體積增大，承載力隨之下降，最終造成整個結構破壞。所以在整個公路瀝青路面的瀝青混合料凍融試驗進行期間，其對于整個公路的設計質量和使用壽命提升有著積極的意義。

3.1 確定試驗方法

本次工程試驗所設計的凍融循環標準溫度為-20℃，需要在真空飽水24 個小時后實施，以20 個小時的時間作為一個凍融循環，采取擊實與旋轉壓成型兩種方式。試驗和設備包含旋轉壓實儀、MTS 系統、凍融循環室和真空飽水箱。

在開始試驗之前，需要將試件進行真空飽水操作，在飽水24 小時之后，再實施凍融，凍的方式主要包含在水中凍和空氣中凍兩種形式。本研究采取兩種瀝青混合料進行凍融試驗循環操作，隨后取其劈裂試驗的結果進行試驗分析，在飽水24小時后，水中凍的劈裂響度和飽水24小時以后空氣中凍的結果相差并不明顯。

3.2 試驗結果及分析

（1）本次選擇AC-16 和AM-16 兩種瀝青混合料進行劈裂強度的變化研究，在試驗研究后發現，兩者凍融后的殘留穩定度與強度都會隨著凍融的循環次數增加而降低，且在凍融次數相同的條件下，AM 凍融后的強度要低于AC凍融后的強度，但是在凍融10次以后兩種混合料的殘留劈裂強度逐漸趨于穩定。

（2）在凍融10 次之后，混合料的強度損失較大，基本都達到40%左右。綜合比較，在擊實實驗中，瀝青混合料的擊實75 次殘留的強度比要相較于50 次擊實的殘留強度比高，其平均空隙率相比較小，說明在實際施工作業期間，保證一定的壓實度可提升混合料的抗凍性。

（3）隨著凍融次數的增加和空隙率的增加，混合料的冰凍耐久性呈現出下降的趨勢，并且當達到10次凍融之后，不同的孔隙率混合料其劈裂強度損失均達到35%；在5 次凍融之后，大孔隙的混合料強度下降的趨勢相比于小孔隙的混合料強度下降趨勢小，這樣的反常現象可能與所選擇的混合料材料有關。主要是因為AC-16 是普通的基質瀝青，因此大孔隙的混合料表現為良好的穩定性。

（4）飽水率的影響。飽水率的大小也表示混合料中含水量的多少。當混合料中的含水量過多，水在冰凍或者是高溫時期的膨脹，當其孔隙的體積再也容納不下這些水量之后，其整體結構就將遭到破壞。現有的試驗表示，混合料的飽水率過小損害并不明顯，因此其范圍應當在450%-100%之間。采取AC16混合料，瀝青選擇110#基質瀝青，利用擊實法成型后，得到具體的試驗結果，并根據試驗結果得到劈裂強度比的關系圖。

由劈裂強度比關系圖可以得出，飽水率在不斷增加的基礎上，試件殘留劈裂強度要逐漸減小，且飽水率在500%-70%的范圍內其劈裂比值變化程度較小，由此也可認為該范圍內試件的殘留劈裂強度比不因飽水率的不同而存在差異。飽水率大于90%后，其殘留劈裂強度比和飽水率50%-70%時相比降低了30%-40%，只有原來強度的一半左右。

4 結語

綜上所述，在對公路工程的路基用土和基層材料進行試驗和檢測期間，需結合工程特點和設計規范制定試驗方案，保障試驗結果滿足工程需求與安全性要求后方可實施施工作業。