礫石土路基填筑試驗(yàn)檢測技術(shù)要點(diǎn)探討

摘要：想要確保道路橋梁質(zhì)量符合要求，則必須對路基填筑予以檢測。基于此，對路基填筑試驗(yàn)檢測重要性的簡單分析，進(jìn)而介紹幾種常見的路基填筑試驗(yàn)檢測方法，之后以某工程作為研究對象，詳細(xì)闡述了礫石土路基填筑試驗(yàn)檢測要點(diǎn)，為更好地開展路基試驗(yàn)檢測工作提供支持。

關(guān)鍵詞：礫石土路基；路基填筑檢測；試驗(yàn)檢測技術(shù)

0" "引言

公路橋梁工程由很多環(huán)節(jié)構(gòu)成，試驗(yàn)檢測是其中較為重要的一項內(nèi)容，通過對路基填筑的試驗(yàn)檢測，可準(zhǔn)確評估路基填筑的質(zhì)量，判斷路基填筑中是否存在問題，以此為路基填筑優(yōu)化方案的制定提供支持，確保路基填筑質(zhì)量符合要求，為整個公路橋梁工程更好地使用打下良好基礎(chǔ)。

1" "路基填筑試驗(yàn)檢測的重要性

礫石土路基建設(shè)時，有效對其進(jìn)行試驗(yàn)檢測，可有效提升整個工程的建設(shè)質(zhì)量，具體體現(xiàn)在下述兩個方面：

一是及時發(fā)現(xiàn)路基填筑中存在的問題。路基填筑過程中，很容易受到人員、地質(zhì)條件等因素的影響而出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，如壓實(shí)度不足、路面不平整等，影響整個道路工程的后續(xù)使用。而通過相應(yīng)的試驗(yàn)檢測技術(shù)，則可準(zhǔn)確了解這一情況，確定出問題的具體情況，分析引發(fā)這一問題的根本原因，并以此為基礎(chǔ)，制定出相應(yīng)的解決方案，以此提升路基填筑質(zhì)量[1]。

二是有利于材料的選擇與調(diào)整。路基填筑時，需要使用大量的填料，選擇合理的填料，可保證路基填筑質(zhì)量符合規(guī)定要求。通過對試驗(yàn)段路基填筑情況的試驗(yàn)檢測，可了解試驗(yàn)段的填筑效果，通過對試驗(yàn)段填筑效果的分析，結(jié)合材料的性能對比，從而選取最佳的填筑材料，從而為填筑材料的選擇提供支持。

2" "道路路基填筑試驗(yàn)檢測的常見方法

2.1" " 壓實(shí)度檢測法

壓實(shí)度是路基填筑評估的重要指標(biāo)之一，確保路基壓實(shí)度符合相關(guān)規(guī)定要求，則可有效提升路基的穩(wěn)定性與強(qiáng)度，以此為整個道路的使用奠定良好基礎(chǔ)。對壓實(shí)度檢測時，通常能夠選擇三種方法，每種方法具有不同的特點(diǎn)。

一是核子密度儀法，即通過相應(yīng)的核子密度儀設(shè)備，直接對路基填筑予以檢測。該方法操作簡單，可得到非常精確的檢測結(jié)果，但設(shè)備內(nèi)含有少量的放射性物質(zhì)，可對檢測人員的身體健康造成危害，同時在檢測過程中，可能需要鉆取大量孔洞，工作量非常龐大。二是環(huán)刀法。該方法操作方便，但檢測結(jié)果受到土層干濕度的影響，且檢測深度難以有效把控。三是灌砂法。該方法工藝簡單，受到外界環(huán)境因素的干擾較低，測量結(jié)果較為精確，且變化幅度并不是很大。在實(shí)際操作時，施工單位應(yīng)針對實(shí)際情況選擇相應(yīng)的檢測方法，以確保檢測結(jié)果符合工程建設(shè)要求[2]。

2.2" " 地基系數(shù)檢測法

地基處于公路工程的最下層，具有承載的作用，在工程設(shè)計與建設(shè)時，通常會根據(jù)公路運(yùn)行需求，結(jié)合相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，確定出路基的承載力范圍，以確保其在實(shí)際當(dāng)中發(fā)揮出最大的作用。在公路使用過程中，若上部荷載超過最大承載限制時，則很容易出現(xiàn)形變的問題，影響公路的正常使用，嚴(yán)重情況下甚至還會引發(fā)交通安全事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失，并危害人類的生命安全。

對路基形變問題來說，一般無法利用壓實(shí)度予以判斷，這時則需要通過地基系數(shù)檢測法進(jìn)行測量。利用該測量方法，能夠較為準(zhǔn)確的評估出路基的剛度與承受能力，以此判斷路基的承載力是否符合要求，是否容易出現(xiàn)較大的形變問題等，從而為工程的使用提供支持。

2.3" " 探地雷法

所謂的探地雷法，也稱之為路基密實(shí)度檢測法，通常它應(yīng)用在地質(zhì)較為復(fù)雜的工況內(nèi)，如高填方路堤、路基深度較大的工程當(dāng)中。這些工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，利用常規(guī)方法很難得到精確的結(jié)果。

探地雷法檢測方法有很多優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在下述幾個方面：一是可直接對路基予以檢測，無需鉆孔，屬于無損檢測技術(shù)，不會對已有路基造成破壞。二是探測深度較高，可全面評估路基的密實(shí)度，符合相關(guān)規(guī)定的要求。三是檢測過程中，利用相應(yīng)設(shè)備發(fā)射電磁波，當(dāng)電磁波碰觸到待測路基后，可根據(jù)待測路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，反射回相應(yīng)電磁波，通過對反射波的分析，即可推導(dǎo)出路基的深度。因而當(dāng)某一段波組出現(xiàn)紊亂，或得到類似于拋物線形狀時，可將其確定為異常段，以此重新進(jìn)行檢測，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4" " 動態(tài)荷載檢測法

采用該方法對路基檢測時，主要流程為：在待檢測路基上方一定高度位置處，懸掛適當(dāng)質(zhì)量的落錘，然后將其自由落下，使路基表面形成一定的凹陷。通過凹陷深度、重物質(zhì)量等參數(shù)的計算，則可推導(dǎo)出路基的穩(wěn)定性與密實(shí)度。這一檢測方法當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要受到兩個方面因素的影響：一是重物的質(zhì)量，二是重物懸掛的高度，當(dāng)重物懸掛高度保持不變時，重物質(zhì)量越大，路基凹陷深度越深，反之，路基凹陷則越淺[3]。

3" "工程概況

本次研究當(dāng)中，選擇某高速公路SS-1標(biāo)段作為研究對象。該路段全稱為55km，其中礫石土路基段共計20km。為了施工方便，該標(biāo)段施工時，于標(biāo)段內(nèi)K1216～K1219段距離1.5km處的石場取材，礫石土取于山前的沖積扇上，質(zhì)地堅硬，多為角礫，分布非常均勻，母巖以灰?guī)r、灰質(zhì)炎、砂巖為主，多呈現(xiàn)深灰色、黑色，強(qiáng)度大、品質(zhì)高，級配良好，開采范圍大，屬于優(yōu)質(zhì)的天然路基填料。

4" "路基填筑試驗(yàn)檢測要點(diǎn)

工程建設(shè)前，為了確保整個工程順利建設(shè)，使路基填筑質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定要求，需要對路基填筑進(jìn)行試驗(yàn)檢測。具體來說，檢測內(nèi)容主要包括7個方面：

4.1" " 顆粒分析

對礫石進(jìn)行顆粒分析時，主要采用的是室內(nèi)篩分試驗(yàn)法，即選擇長度為2mm的正方形網(wǎng)格篩作為主要工具，對礫石進(jìn)行篩選。以計算出小于2mm的礫石顆粒占總礫石顆粒中的占比，通過顆粒分宜，評估處礫石材料的級配。該工程所采用的礫石小于2mm的顆粒占比在15%～50%范圍內(nèi)，細(xì)粒土位于塑性圖A線，由此可確定出不均勻系數(shù)≥5，曲線系數(shù)在1～3范圍內(nèi)。綜上所述，該工程所采用的礫石土為級配良好的黏土質(zhì)礫。

4.2" " CBR試驗(yàn)

所謂的CBR試驗(yàn)，又稱之為承載試驗(yàn)，以判斷材料承載比是否符合要求。CBR試驗(yàn)基本流程如下：

放置承載板，并對測力計與貫入量百分表進(jìn)行調(diào)節(jié)，使設(shè)備處于“0”刻度線上，并記錄下初始數(shù)值。啟動千斤頂，按照1mm/min的速度，逐漸將貫入桿壓入到路基當(dāng)中，記錄下各時間點(diǎn)灌入量及路基中產(chǎn)生的荷載量。當(dāng)灌入量增加至6.5mm或11.5mm時，結(jié)束整個試驗(yàn)。

將外界施加荷載卸除后，測量材料的含水量。在測點(diǎn)周圍適當(dāng)區(qū)域處，利用灌砂法等方式，檢測路基的密度水平。最后根據(jù)測量結(jié)果，繪制出相應(yīng)的荷載壓強(qiáng)—貫入量曲線，必要情況下，還應(yīng)對其原點(diǎn)予以修正。

通過試驗(yàn)分析，可得到如圖1所示結(jié)果。由圖1分析可知，該工程路基中以硫酸鹽鹽漬土為主。根據(jù)鹽漬土成分含量的不同，將其劃分成多個具體區(qū)域，并針對各區(qū)域的具體情況，選擇最佳的填料，以此保證路基填筑質(zhì)量。

4.3" " 含水量試驗(yàn)

礫石土路基填筑時，材料含水量直接關(guān)系到路基填筑效果。若含水量較高，在填筑、壓實(shí)時易發(fā)生板結(jié)、離析等問題。若含水量較低，又會影響填筑面的壓實(shí)。所以，工程礫石土路基填筑施工時，需要進(jìn)行填料含水量試驗(yàn)。

一般來說，采用烘干法。隨機(jī)選取適量的材料作為樣本，稱量出樣本的初始質(zhì)量，記作A1，并將其放置到105～110℃的烘箱內(nèi)，經(jīng)過一定時間烘干處理后，再次稱量出樣本的質(zhì)量，記作A2，最后利用公式（1）推導(dǎo)出材料的含水量α。

α=（A1-A2）/A1" " " " " " " " " " " " "（1）

含水量低于5%時，將誤差控制在0.3%以內(nèi)；含水量在5%～40%范圍內(nèi)，將誤差控制在1%以內(nèi)；含水量在40%以上，將誤差控制在2%以內(nèi)。通過試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，該工程所采用的礫石土含水量為4.73%。

4.4" " 液塑限試驗(yàn)

通過液塑限試驗(yàn)，主要評估礫石土材料的稠度，材料稠度劃分情況如圖2所示[4]。材料處于液限狀態(tài)時，指的是材料有可塑狀態(tài)過渡到流動狀態(tài)的界限；材料處于塑限時，指的是材料與可塑狀態(tài)過渡到半固體狀態(tài)的界限。該檢測試驗(yàn)流程如下：

首先，制備待測土樣。從材料中隨機(jī)選取200g左右的土樣，并分別放置到不同器皿內(nèi)，添并分別添加一定量的純水，以此配置出三種規(guī)格的土膏。在土膏上部，鋪設(shè)一層濕布，靜置處理12h。其次，分別將3種土膏攪拌均勻后，放置到土杯內(nèi)，土杯填滿后，將上部表面刮平，并放入到聯(lián)合測定儀的升降杯座上。再次，在圓錐的上表面，均勻涂抹一層凡士林，連同電源，以將圓錐吸住。同時對升降座位置予以調(diào)節(jié)，使圓錐尖部與測樣面接觸，將設(shè)備調(diào)零，并將電源關(guān)閉，使圓錐自由脫落。然后，將圓錐取出，測量圓錐入土深度，調(diào)節(jié)土杯方位，再次按照上述流程操作。每次測點(diǎn)距離盡量遠(yuǎn)一些，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后，根據(jù)多次測量結(jié)果，推算出稠度，確定出材料的液塑限。

4.5" " 有機(jī)質(zhì)試驗(yàn)

路基填筑時，若材料中含有較高的有機(jī)質(zhì)，則將會對填料性能造成較大影響，從而影響路基填筑質(zhì)量。為此需要對填料內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量予以測量。某工程礫石土路基填筑檢測時，主要采用的是重鉻酸鉀結(jié)合油浴加熱法。利用100目篩對材料處理后，隨機(jī)稱量出0.1～0.5g的材料作為試樣，并放入到干燥試管內(nèi)，之后滴定10mL濃度為0.075mol/L的H2SO4溶液，在試管口插入小玻璃漏斗。

將處理好的試樣及標(biāo)準(zhǔn)樣放入到鐵絲籠中，并將鐵絲籠放入到石蠟油浴鍋內(nèi)，溫度設(shè)定為185～1901℃。當(dāng)液體沸騰后，繼續(xù)煮沸5min取出試管，待試管冷卻后，將其外部的油液擦除。將試管內(nèi)的液體倒入至250mL的錐形瓶內(nèi)，利用清水對試管予以清洗，并將清洗水導(dǎo)入至錐形瓶內(nèi)，使瓶內(nèi)溶液總量處于60～70mL范圍內(nèi)。向瓶內(nèi)滴加3～5滴鄰菲咯啉指示劑，當(dāng)溶液變成橙紅色后停止滴加，并記錄標(biāo)準(zhǔn)液的用量。

4.6" " 易溶鹽檢測

在土壤當(dāng)中，可能存在一些易溶于水的鹽類成分，如硫酸鈉、碳酸鉀等。這些鹽類成分的存在，對土的性能具有一定干擾，所以在礫石土路基填筑時，必須要對易溶鹽予以檢測。首先，通過攪拌、過濾等工藝處理后，得到相應(yīng)的浸出液。之后提取出50～100mL的浸出液，移入至蒸發(fā)皿內(nèi)，將其密封后，進(jìn)行水域蒸干處理。帶器皿中出現(xiàn)黃褐色物品時，添加1～2mL的過氧化氫，并繼續(xù)予以水域蒸干處理。將器皿去除，放置到烘箱內(nèi)，溫度設(shè)定成105～110℃，繼續(xù)烘干處理（6±2）h。取出冷卻后，稱量試樣質(zhì)量。最后，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，按公式（2）計算出易溶鹽總量。

（2）

其中，m2表示樣品蒸干處理后，器皿及樣品的總質(zhì)量；m1表示蒸發(fā)皿的質(zhì)量；Vw表示浸出液中水的體積；V1表示浸出液的體積；md表示烘干土的質(zhì)量[5]。

4.7" " 標(biāo)準(zhǔn)密度試驗(yàn)

對土的標(biāo)準(zhǔn)密度檢測時，主要采用的是蜂蠟法，主要流程如下：

在材料當(dāng)中，隨機(jī)提取一定體積的材料作為樣品，每個樣品體積應(yīng)超過30cm2，對棱角進(jìn)行處理，使整個試樣保持平整，并稱量出試樣的質(zhì)量。在50～70℃的條件下，制作出適量的蠟液，并將試樣完全浸入進(jìn)去。當(dāng)試驗(yàn)完全沒入后，立即將其去除，觀察試樣表面是否形成完整的蠟?zāi)ぁＨ舭l(fā)現(xiàn)氣泡，應(yīng)將其刺破，并重新補(bǔ)蠟處理。將處理后的試樣浸入到裝滿純凈水的燒杯內(nèi)，稱量出其在水中的質(zhì)量。將試樣去除，并將外表的水分擦拭趕緊，繼續(xù)稱量試樣的質(zhì)量。利用稱量結(jié)果，按公式（3）計算出土的密度。

（3）

其中，m表示試樣的質(zhì)量；m1表示蠟封試樣的質(zhì)量；m2表示蠟封試樣在水中的質(zhì)量；ρw表示水的密度；ρn表示石蠟的密度。

5" "結(jié)語

綜上所述，礫石土路基填筑施工時，為了確保施工質(zhì)量符合要求，應(yīng)采取科學(xué)合理的方式進(jìn)行試驗(yàn)檢測工作，通過試驗(yàn)檢測，準(zhǔn)確了解填料的具體性能，判斷其是否達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可為路基填筑施工提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱慶慶，張武巍，狄恩州，等.基于瑞雷波無損檢測技術(shù)的湖堤大道拼寬路基質(zhì)量評價研究[J].北方交通;2022，2（5）：41-45.

[2] 張新平，汪文強(qiáng)，宋振東.某國既有鐵路路基填筑質(zhì)量綜合檢測方法的應(yīng)用[J].路基工程，2021，4（3）：24-27.

[3] 王方林，何東坡.基于填石路基的K30與Evd檢測方法相關(guān)性分析及選用[J].山西建筑，2020，46（7）：115-117.

[4] 周紹兵.路基填筑壓實(shí)質(zhì)量檢測的_K（30）試驗(yàn)各因素變化規(guī)律[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2019，1（21）：37-39.

[5] 劉鑫，孫東寧，許欣，等.氣泡混合輕質(zhì)填料路基的填筑質(zhì)量測試與評估方法[J].西南交通大學(xué)學(xué)報，2021，56（3）：526-533.