浅谈填石路基检测方法

朱洪志

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150027)

除传统检测方法外，近年来衍生出很多检测手段，检检测办法常常借鉴国外先进经验，路基检测方法已从单纯的公路方面，演变到借用铁路、水利等方向的检测手段。填石路基试验检测大致分为两类：第一类是密实度方面检测，包括孔隙率、压实系数、固定体积率等；第二类是力学指标检测，主要包括 k30地基系数、动态模量Evd试验、Ev2静态变形试验等。

1 密实度检测

1.1 孔隙率

孔隙率作为压实质量检查的标准之一，直接反映了路基的压实状态。在填石路基中不将空隙率作为检查指标。

(1)孔隙率检测方法

路基表面无明显痕迹，方可进行空隙率检查，压实干容重的检测手段，尝尝采用空隙率法。

计算公式η=1-ρd/G

式中：η-孔隙率。ρd-填料干密度，G-填料堆积密度。

采用水袋法测定填料干密度，由现场试验坑挖取试件的重量及含石量，试坑体积由灌水法测得，以及烘干后试件的质量，最后计算得到出标准干密度。填料堆积密度是取样在试验室中得到。

(2)水袋法控制

由于空隙率检测要进行大坑水袋试验，测试难度较大，施工过程中质量难以把控。水袋法也叫灌水法，原理类似于灌砂法，其优点是便于掌握，可准确测定数据；缺点是需要较长时间，出料多，且影响施工连续性。

(3)沉降差法控制

由于孔隙率试验测试难度大，不适合在施工中连续使用。将沉降差作为检测指标，通过压路机功率与石料密实状态之间为变化，功率小的的压路机碾压硬质岩石时，其沉降差不能代表填石料的密实程度。质量控制的关键是压实机具的功率要与路基填料强度想匹配，只有采用重型振动压实设备才能够保证工程质量。

沉降差检测方法是通过测定压实层表面测点前后高程的对比，作为路基压实质量的评价办法。在荷载作用下，路基表面压实层的沉降量在某一范围内稳定或上下波动，可以判定路基压实效果满足要求。通过大量实际走访以及现场试验，沉降差观测法具有良好的规律性，一般沉降差数值控制在2～4 mm之间。

1.2 压实系数

压实系数(压实度)K是路基填筑碾压质量控制的一个主要检测指标和手段，其原理与填料强度、变形指标、土体密实度密切相关。其数值的大小跟填料的取样地方、试验方法、标准击实密切相关。在不同环境下对K值的大小有较大影响，因此单纯将K作为评价路基压实的好坏指标，过于片面。

1.3 固定体积率

此方法作为常用的填石路基强度检查方法，适用于填料粒径均匀或级配良好的路基压实度检测。通过此方法得到材料混合密度能起到对标作用，在施工现场实测路基实际压实密度后，与试验室得到的“混合密度”相比，得知此段路基实际压实质量如何。是一种相对麻烦但是准确的方法，不适用于大规模的工程实际应用，耗费较多的人力物力时间。

固定体积率=ρd/ρ×100

ρd-路基填料压实后的干密度(实际);ρ-路基填料的混合密度

2 力学指标检测

2.1 地基系数K30

K30荷载试验是通过静载试验测试路基的强度和变形参数，K30(MPa/m)；是路基压实质量检测与场强变形关系的原位测试方法，通过试验数据能够直观地显示出路基的承载能力。

(1)试验方法

在直径为30 cm的圆形板上，按0.04 MPa作为一级，并逐渐增加荷载，在每一级荷载的影响下，待下沉数值稳定后，读取荷载强度和沉降量。当总下沉量超过下沉量基准值(1.25)，试验结束。依据试验数据推导出关系曲线，并按下式得出地基系数K30

K30=σs/Ss

式中:K30—由直径30 cm的荷载板测得的地基系数(MPa/m)；σs-σ-s曲线中Ss=1.25×10-3m相对应的荷载强度(MPa)；Ss-下沉量基准值(其值为1.25×10-3m)。

(2)K30承载板法的优劣与适用范围

这种方法适用于粗粒土，砾石路基等大颗粒填料地基系数的检测，应用范围广，在铁路路基建设中广泛应用，但由于仪器组成复杂，每个测试点前要组装并调整仪器，需要专人专车负责，此外还需一辆压路机作为重物配合测试，故不经常在公路建设中使用。

2.2 动态变形模量Evd

(1)试验方法

荷载板需水平放置在测试平面上，上部导杆因保持垂直状态。一名试验人员将落锤提升至挂钩装置上挂住，后使落锤脱钩自由落下，一人在落锤弹回时将其抓住，并挂在挂装置上，注意不要让落锤第二次冲击荷载板。按此操作进行三次预冲击；预冲击之后进行三次正式冲击测试，记下测试记录也可以用随仪器配备的打印机打印。测试中试验人员应控制导杆竖直，避免荷载板的位移；按测点工程、部位、时间、土的种类等参数分门别类记录。

(2)试验原理

动态变形模量Evd是指土体在一定大小的竖向冲击力Fs和冲击时间ts作用下抵抗变形能力的参数。它是通过动力加载检测路基的动态变形模量值来监控和评价路基填筑质量，相对于K30承载静载试验，表征路基在一瞬间产生的动态变形，对于模拟车辆经过产生的动力反映有较大帮助。

(3)Evd动态弹性模量的适用范围和优缺点

Evd测试具有测量迅速，仪器简洁，体积较小，组装方便等优点，缺点是测试点位多时需要挪动距离如果很远，相对比较费力。测试时不受环境地形和天气的影响，适用于各种土路基和填石路基。

2.3 静态变形模量Ev2

Ev2的指标的好坏与路基施工质量密切相关，能够很好的反应路基承载力情况，此试验大大减少了塑性变形，良好的反映了路基填料的实际性能。

(1)试验仪器

静态变形模量Ev2检测仪器由承载板、反力装置、加载装置、荷载量测装置及沉降量测装置组成；量程应达到最大试验荷载的1.25倍，最大误差应小于1%，显示值应保证显示小数点后3位。测桥支撑座和承载板中心的间距应大于1.25 m。测表最大误差小于0.04 mm，分辨率大于0.01 mm，量程大于10 mm；应按规定定时对检测仪器标定。

(2)试验方法

场地测试面首先应进行平整。检测平面应平整，当遇到斜坡时，应当将支撑平面人为更改为水平面。应保证检测平面无明显波动，根据测试要求合理选择检查位置。①应保持试验土体的初始状态，避免周围扰动，避免石块及大颗粒物体松动；将承载板置于水平地面，保证接触良好，在特殊情况下可使用干燥砂作为垫层，严禁在测点表面进行压实。②放置承压板：利用水准泡调整荷载板，荷载板边缘与支撑点的距离应大于1 m。③在承载板的中心位置放置千斤顶，保证位置铅垂。④测桥的支撑位置设置在距离反力支撑点1.5 m以外，测表位置应与测桥相互对称，并距离中心位置相同。⑤加载试验，循序渐进预先施加0.01 MPa，时间为30 s，待读数稳定后，排除外部压力，将百分表读数作为一下次初始读数，以0.04 MPa逐级增加，观察1 min内的沉降量变化，当沉降量小于1%时，则可进行下一次荷载增加，以此类推当荷载强度超过现场最大接触力，达到屈服点，试验结束。

3 结束语

填石路基的施工中，需要快速而准确的检测手段，更好的为公路建设而服务。本文主要在密实度检测和力学指标检测两个大方面介绍了填石路基现有的一些检测方法，区别于传统土路基的几种测量方法，为读者带来一点总结。