前言:
压实度是路基工程质量控制中一个非常重要的指标,也是验评标准里权值较大带三角符号的主控项目,在一定的控制范围内,压实度越大路基的强度越高、板体性和稳定性越好,控制压实度也就控制了路基工程的质量,进而保证了路面的使用品质。理论上讲,如果工地压路机与标准室内击实试验所用击实功的施工效果相当,而所用材料又基本一致,那么两种情况下的最佳含水量和最大干密度也应相当,由于工地的压实功很难超过实验室标准击实功,则工地施工压实度应始终保持在100%以下。然而目前在实际的路基施工当中,经检测压实度经常出现达到甚至超过100%的所谓超密(超百)现象。表面上看,如此高的压实度是件好事,但实践证明超密结果使路基强度时高时低,超密(超百)数据指导施工势必会造成不合格误判为合格的情况,会对工程实体质量造成负面影响。
在实际施工检测中经常出现压实度大于100%的情况即超密(超百)现象,被认为是不正常现象。超密点在检测中不算合格点。超密值过大被确认定不合格点,但是没有严格对比界限。这种情况的存在不仅使检测验收存在不真实性,而且施工单位正常质量控制的准确性也得不到保证。究竟压实度大于100%时正确与否,怎样判断实测结果超密的正确性,本文通过对实验室标准击实试验求得的最大干密度及理论推导的绝对最大干密度的分析,提出解决超密度问题方法。
关键词:压实度 超密 强度 解决办法
压实度作为路基工程施工检测,抽检及验收质量的控制标准是根据压实填料在公路工程建设中的使用条件建设要求而确定的。现场检测压实度的湿密度,计算出实际干密度与最大干密度的比值作为实际压实度。实际压实度不低于规范压实度为合格否者为不合格,同时要求含水量不低于或高于最佳含水量1%左右。
1.实验室标准击实试验求得的相对最大干密度。
通过实验室进行标准击实试验,采用标准击实仪可以求得某一种填料的最大干密度。制备出不同含水量的混合涂料,经击实后求出不同含水量下的干密度,做出干密度和含水量曲线,并求出混合料的最大干密度p’dmax最佳含水量。
由标准击实试验求得的最大干密度是相对与标准击实试验下的干密度。他不是理论上的绝对最大干密度,而是相对的最大干密度。混合料在击实和压实的短暂过程中发生的复杂的分子间能量转换。混合料最大干密度不仅与压实度的大小有关而且与混合料的种类、成分成因密切相关。
2. 理论推导出最大干密度。
任何混合料都是由固体颗粒、空气和水组成的混合体
假设混合料内固体颗粒体积Vs=1,孔隙体积(空气及水的体积)Vv=e,则混合料体积V=Vs+Vv=1+e。
混合料体的干密度:ρ = M s/ V =ρ V s/ ( 1 + e) = Gs・ / ( 1 + e) ρ ( 1) ω d S
式中:Pd----干密度( g / cm 3);P----固体颗粒干密度( g / cm 3);Ms----固体颗粒质量;V-----混合料体积;Vs-----固体颗粒体积;Vv----孔隙体积;Vw----水体积;Gs----土粒比重;Pw----水的密度;e----混合料体孔隙比;由Sr = Vω/ V V = ( ρ/ρ ) / e =ω・ s/ e G 由(3)式代入(1)式得ρ = Gs・ / ( 1 +ω・ s/ Sr ) ρ G ω d
从(4)式可以看出:在混合料一定下,当混合料体饱和度Sr = 100 %即混合料体中空气全部排出,孔隙为水充满时,可求得混合料体的干密度绝大值即ρ = Gs・ / ( 1 +ω・ s) ρ ( 5) G ω dmax。
从(5)或(6)式中可以看出:当混合料一定时,其颗粒比重是一定的,水的Pw为定值可以求得于某一含水量的绝对最大干密度,出现压实度超密现象,这种现象是正常的。但是当压实度大于100%,检测的干密度大于试验最大干密度时,大于多少为正常?其理论界限又是多少?当含水量检测正确时,检测的干密度小于绝对对大干密度,其值及相应的压实度为正常值,检测的干密度大于最大干密度,其值一定是错误的,相应的压实度为不合格点。
以G111线新林北——至扎兰屯段路基施工为例,在上路床第六层施工中,填土材料为碎(砾)石土,击实试验求得最大干密度p’dmax=2.18g/cm3,最佳含水量
w=4.6%,土颗粒比重G=2.46/ cm3。对200m长路段(k1518+500-----k1518+700)抽检八组数据,其中有三组数据压实度大于100%(即超密)。用理论绝对最大干密度检验其正确性,对比结果如表1所列。
尽管表1中实测压实度有一点超密,但实测干密度仍小于理论绝对最大干密度,压实度值为合格点。表1中干密度与理论绝对最大干密度相比,还相差很多说明路基仍有压实的空间和潜力。也说明击实试验求得的最大干密度偏小。这是因为由标准击实试验求得的最的干密度值偏小,难以反映出因机械化设备不断更新而使压实度质量提高的事实。
1.结论:
4.1施工过程中机械上料时偶尔会带进去超出填料粒径的部分超粒径颗粒,这时候这会影响压实度的计算,以灌砂法为例,当挖出来的填筑材料里有石头时,由于局部相同体积下石头的密度远大于土的密度,所以引起超密(超百),计算过程中必要时要予以修正。
4.2施工料场所用土料变化复杂,其粒石含量,粒径在不同岩层面也各有不同。因此,击实试验求得最大干密度是一个相对值,对于同一料场,也应根据料质不同求得相应最大干密度值.
4.3对于某一含水量的填筑材料,若出现超密情况,可以通过理论公式求得理论最大干密度来检测数据正确性。
4.4工程施工压实填料的控制标准,应采用与所有的压实设备击实相同的室内击实试验来确定。这样,求出 最大干密度和最佳含水量更符合施工需要,可以更准确的指导施工,控制施工质量。
参考文献
[1]《公路工程质量评定标准》——JTJ
[2]《公路路面基层施工技术规范》——JTJ
[3]《公路工程试验工程师手册》 孙忠义 王建华
论文作者:赵启超
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/25
标签:密度论文; 压实论文; 含水量论文; 路基论文; 标准论文; 颗粒论文; 体积论文; 《建筑实践》2019年第12期论文;