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摘要：铁路建设事业不断发展的过程中，对路基的稳定性提出了较高的要求，同时将工后沉降控制作为工程的重点。现有的行业规指出了铁路路基压实度检测和评价，明确了压实质量控制指标，但是由于铁路路基本身填筑材料的不均匀，给路基质量控制和安全控制带来了困难，缩短了铁路的使用年限。本文结合铁路路基压实质量的检测方法的介绍，指出传统检测方法中的问题，明确了铁路路基压实质量控制指标，分析路基连续压实质量控制方案。
关键词：铁路路基；压实；质量控制；检测
铁路施工过程中，压实质量直接关系到工程质量，只有合格的压实度才能保证路基稳定，提高铁路的安全性，避免因不均匀沉降带来的损失，因此路基沉降控制成为质量控制的重点，路基沉降控制必须可靠的压实参数信息。《铁路设计规范》中规定设计时速100kg的铁路工后沉降必须在10cm以下，铁路路基和桥梁等交界位置工后沉降控制在5mm以下，并且不均匀沉降的这叫在1/1000以下。路基压实质量控制过程中，需要掌握重要的施工参数，例如填料参数、压实遍数等，之后对压实度进行检测。值得注意的是，在现代化路基施工中，压实度的提高还必须依赖于压实机械，加强对压实度连续检测技术的研究，避免传统检测方法中出现的漏检现象。
1.铁路路基压实质量的检测方法
1.1路基压实
路基压实度= 
×100%
压实度指标是检测路基路面施工质量的重要参数，该参数直接表现出路基压实后的密度状况，压实度越高说明路基压实后的密度越大，整体结构的性能越强。压实度是一个干密度的比较值，检测过程中需要先测定出标准干密度，并准确计算路基取样干密度，之后将两者进行比较，此时压实度可以表示为压实度＝
×100%。
路基压实是施工过程中的重要步骤，常用的压实方法有碾压法、夯实法和振动法。
碾压法应用过程中需要借助大重量轮子碾压土壤，常用的碾压设备有羊足碾、平滚碾和气胎碾等。
夯实法借助大重量夯锤下落时产生的冲击力夯实土壤，被广泛应用于小面积回填土夯实中。常用的夯实器械有木夯、火力夯、蛙式打夯机和起重夯土机等。
振动法是将重锤置于土层的内部或者表面，在振动设备的帮助下，重锤产生一定频率的振动效应，土壤颗粒逐渐达到紧密状态，这种方法被应用于非粘性土壤路基压实中。
1.2传统检测方法
1.2.1灌砂法
灌砂法是应用砂置换掉试洞的体积，所应用的砂必须颗粒均匀，灌砂法是目前应用最多的方法。该方法可以方便测试出不同土壤和路面材料的密度参数，但是该方法应用过程中携带了较多的砂粒，称量次数较多，检测效率不高。
1.2.2环刀法
环刀法是一种测量路基密度的传统方法，四川省铁路路基压实度检测过程中选用的环刀容积为200cm3，高度为5cm。应用环刀法测出的密度是环刀内土样在一定深度内的平均密度，不能代表区域内整个碾压层的平均密度，因此在应用环刀法测定路基压实密度的过程中，必须保证检测的密度能够表示出整个碾压层的平均密度，但是在实际检测工程中很难做到，只有保证环刀取土位于碾压层中间时，才能保证测定结果与灌砂法相同，环刀法适应性较差，无法应用于粒料较多的松散路基材料中[1]。
1.2.3核子密度湿度仪法
核子密度湿度仪法借助射线和中子射线测量出路基材料中的含水量和密度参数，检测中应用的仪器测量速度较快，现已被广泛应用于铁路路基压实度检测工程中。值得注意的是，该方法应用过程中涉及到的放射性位置会对人体健康造成威胁，使用过程中需要布置打洞仪器，如果打动过程中损坏了洞壁结构，将影响到测量进度，测定后可以与常规检测方法相比，进一步验证准确性。
1.3传统检测方法中存在的问题
传统的检测方法都是在路基碾压结束后进行，发现问题后必须返工处理，无法实现即时管控；方法应用过程中需要抽取一定数量的样本，往往会花费较多的时间，所应用的重型设备较多，通常会给施工单来一定的影响；检测过程中虽然抽取一定量的样本，但是仍然很难控制路基压实的均匀度；如果在检测过程中发现有样点无法满足要求，将不能对碾压范围重新界定，将导致碾压合格的区域过压；抽样检测的方法适应于样本总体较为均匀的地区，如果铁路路基存在严重的变异情况，抽样区域的代表性受到怀疑。
2.铁路路基压实质量控制指标
2.1压实系数K
压实系数表示为K= 
×100%。
施工压实度K（%）可以表示铁路路基的压实质量，最大干密度对应的含水量为最佳含水量，并不是最小含水量。压实系数K还可以表示为K= 
×100%，其中 
表示现场路基土体的干密度， 
表示土体的最大干密度。
压实系数测定过程中需要现在实验室内进行正确的击实试验，明确密实情况下的容重和最大干容重信息，经过实际压实后，应用取样的方法测出现场的干容重，压实系数一般在95%以上就为合格。
2.2孔隙率n
孔隙率是多孔介质内微小空隙的总体积与多孔介质总体积的比值，常用的计算公式为：
n=
×100%
其中v1表示土中空隙体积，v表示土体的总体积。实际计算工作中可以将其推导为：
n= 
×100%
其中 
表示土的干密度，Gs表示土颗粒密度[2]。
实际路基质量检测过程中，孔隙率一般也可以借助孔隙比e进行求取，孔隙率与孔隙比的关系为：
e= 
其中孔隙比的计算公式为：
2.3含气率na
含气率na表示土体中空气所占土体总体积的百分比，计算公式为：
na= 
×100%
其中Va表示路基土体中的空气体积，V表示土体的总体积。
压实系数K不断增大的过程中，含气率不断减小，在含气率一定的情况下，含水量较小土壤的压实系数较大。
结合四川铁证连乐铁路试验室中收集的资料来看，含气率na在10%~15%以下，压实系数K在95%以上是才能满足铁路路基的质量要求。
2.4变形模量Ev
为了在施工过程中实现对路基承载力的定量评价，需要重点考虑土体的空间效应应力，和变形特征，确定出模量，这些变形模量将会与真实的形状变化特点一致，实际检测中可以借助路基土体的刚性荷载板试验方法确定出变形模量Ev。
变形模量检测过程中，将应力施加于被检地基面，测出该应力作用产生的沉降量，结合弹性均质半无限体空间理论，确定出刚性圆形荷载板应力和路基沉降之间的关系为：S= ×（1-v2）×
3.路基连续压实质量控制
3.1系统结构
铁路路基连续压实系统的硬件部分主要包括加载设备和测量设备，软件部分主要包括压实控制系统和数据信息管理系统，系统结构如图1所示。
图1 路基连续压实系统结构
3.2基本原理
铁路路基压实过程中，将振动压实机作为重要的加载设备，结合压实机械和实际路基之间的作用力状况，借助路基基本结构的反作用力对路基的压实状态进行分析和评价，进而在碾压过程中实现质量控制[3]。
铁路路基填筑碾压过程中，明确土体和振动压路机之间的作用原理，对压路机的振动过程进行连续测量，判断出振动响应信号，结合相应信号构建出评定和反馈控制系统，实时监测和控制整个路面的压实情况。
3.3质量控制
碾压工作中，及时获取振动碾压过程中的压实质量信息，在判断实际压实程度、压实均匀性和压实稳定性的同时完善压实质量检测。其中压实程度可以保证填筑体物理力学性能达到规定值，判断出填筑体是否有足够的强度，刚度是否满足支撑要求。
压实均匀性信息可以实现对填筑体物理力学性能的掌握，判断是否满足支撑要求。
压实稳定性实现对物理力学性能稳定程度的控制，有效支撑上部结构。
连续压实质量检测必须在施工连续压实过程控制结束时进行，确定碾压面的压实状态，检测压实程度。
4.结束语
总之，路基的压实质量直接决定铁路的使用质量，本文结合铁路路基压实质量的检测方法，分析了铁路路基压实质量控制指标，提出路基连续压实质量控制方法，可以为相关领域的研究提供参考。
参考文献：
[1]葛宝金，王连俊，李丹枫等.重载铁路路基基床表层静力学性能及状态[J].西安交通大学学报，2014，38（4）：143.
[2]张宝霞.大体积混凝土温度场温度应力仿真研究[J].华中科技大学学报，2011，36（18）：321.
[3]马晓丰.浅谈铁路路基压实度标准和检测方法的运用[J].城市建设与规划，2013，25（13）：100.
论文作者:蒲秋秀
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/26
标签：路基论文; 压实论文; 过程中论文; 铁路论文; 密度论文; 质量控制论文; 孔隙论文; 《基层建设》2016年9期论文;