高速公路路基检测技术及试验数据处理

2021-06-24陈婉灵

智能城市 2021年10期

关键词：填料路基高速公路

陈婉灵

（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门 361021）

1 高速公路路基填料的质量要求及取样试验

1.1 质量要求

（1）生活垃圾、腐殖质土等不宜作为路基填料使用，易影响路基的稳定性。

（2）膨胀土的有机质含量达到5%以上、含水量超出许可范围，均不可作为路基填筑施工材料使用。若因条件限制或其他方面的原因使用此类材料，应进行处理，直至各项控制指标达标为止。

路基试验段填筑具体如图1所示。

图1 路基试验段填筑

（3）细粒土应用中，应有效控制含水量，在液限＞50%、塑性指数＞26时，均不可用于路基填筑施工中。

（4）路床填筑施工环节，不宜选用粉质土。

（5）路堤填筑中可选用粉煤灰，粒径在0.001～1.18 mm，粒径为0.075 mm的含量应达到45%以上，烧失量稳定在20%以内，任何一项指标不满足要求时，均不可投入使用。

（6）在高速公路施工中，其质量等级较高，对路床施工材料的质量提出更高的要求。上路床填料的最小强度为8%，最大粒径为100 mm；下路床填料的最小强度为5%，最大粒径为100 mm。

（7）由于路基填料在路床顶面以下部位使用，填方路基的上路床为0.3 m左右，下路床在0.3～0.8 m之间，上路堤在0.8～1.5 m之间，下路堤在1.5 m以上，零填和挖方路基分别在0.3 m左右、0.3～0.8 m之间。路基填料的最小强度、最大粒径均具有相关规定，在高速公路和一级公路的施工中，上路床的填料最小强度为8%，最大粒径为100 mm。高速公路下路床中填料的最小强度为5%，最大粒径为100 mm。

1.2 取样和试验

路基填筑前组织试验，检验填筑材料的质量，对其是否具有使用价值进行判断，再合理规划后续的工作。以下路堤填料的质量检验为例，每2 000 m3视为一批次，抽样检验，若土质存在变化则组织标准击实试验。针对监理和中心试验室，其抽检量分别达到20%、3%。土质填料质量检验的评定指标较多，包含液塑限、CBR值、有机质含量、天然含水量，测定各项指标后，将其与设计要求展开对比分析，判断填料的质量情况[1]。

2 高速公路路基标准试验

2.1 击实试验

击实试验是研究细粒土压实性的最基本方法之一，通过锤击土样，测算土质的压实特性，可帮助技术人员确定填料土质的最大干密度、最优含水量。击实试验具有轻型、重型两种类型，其适用的范围存在差异性。通过开展击实试验，根据项目实际情况选择恰当的试验方法，分批次开展击实试验，划分标准为5 000 m3的填料为一批次。施工期间发现填料的土质变化时，应进行抽样试验。经试验后，测定含水量和干密度，整合数据后生成曲线，据此展开分析，掌握最佳含水量和最大干密度的具体值。此外，监理试验室应积极参与质量检验工作，抽检20%。

2.2 配合比试验

（1）配合比的设计。

配合比为水泥、砂石等各类原材料用量控制的参考基准，须开展混合料配比试验，根据项目规划选择相应施工原理，确定水泥、砂石等各类原材料最佳用量。在开展配合比试验过程中，技术人员应立足项目需求，参考施工土质，确定混凝土试配的强度。应结合施工现场，保持试验的灵活性、配合比适用性，分析地质勘察报告，且应全过程动态跟踪施工实际，充分掌握波动情况。若可供参考的类似工程经验有限，可计算混凝土强度：

式中：R——混凝土强度；Sn——标准差。

为了保证混合料符合施工需求，达到强度、坍塌度、和易性等指标要求，施工人员在素混凝土的配制中，应严格控制水胶比，确保素混凝土最大水胶比不超过0.6，水泥用量在250 kg/m3以上。应严格按照配合比配制钢筋混凝土，确保钢筋混凝土最大水胶比不超过0.6，水泥用量可适当增加，达到280 kg/m3以上。

（2）混凝土的泵送。

坍塌度是混凝土泵送阶段的重点控制指标，要求该值稳定在80～180 mm，具体根据实际施工条件进行调整，如泵送高度、泵送期间的损失量等。混凝土材料组成中，中砂属于应用较为广泛的材料，要求筛孔为0.16 mm的颗粒量≥5%，筛孔为0.315 mm的颗粒量≥15%，砂率以40%～50%较为合适，此条件下配制的混凝土具有较高的强度。

针对粗集料质量控制，应重点考虑最大粒径和输送管道的内径比例，该值的控制可根据泵送高度及时进行调整。泵送高度在50 m以内时，该比例以1∶3为宜；若泵送高度较大，在100 m以上时，该比例值可调整为1∶5。水泥用量方面应达到300 kg/m3或根据实际需求用量增多，水胶比应以0.4～0.6较为合适。

（3）混凝土的抗渗性能。

在诸多混凝土原料中，水泥的质量影响施工项目的质量。水泥作为一类重要的胶结材料，水泥的类型与强度会影响混凝土综合性能。设计及采购水泥时，技术人员须密切关注水泥的类型与强度，采购人员应严格核对需要采购的水泥类型与强度指标，充分关注水泥的质量，保证购入的水泥质量符合施工需要，且价格不可超出采购预算，合理控制施工成本，提高项目综合效益。通常，以42.5普通硅酸盐水泥或更高强度等级的水泥为宜，可按照320 kg/m3的要求取用水泥材料，具体用量可根据施工质量要求及现场作业环境进行调整。

①粗骨料应满足连续级配的基本要求，最大粒径不超过37.5 mm，且应减小含泥量，该值不宜超过1%，避免因含泥量过多影响粗骨料与其他材料的结合效果，导致混凝土的性能下降。

②细集料通常可选用含泥量不超过3%的中砂。

③为了改善混凝土的综合性能，可掺入适量的矿物掺合料或其他具有可行性的外加剂，在选用粉煤灰时，应优先选择一级或二级形式，砂率35%～45%，可提高混凝土的抗渗性能。

3 试验数据的处理方法

3.1 基本方法

在高速公路路基检测的试验数据处理中，常采用多种方法进行相关处理，可结合自身经验对相关高速公路路基检测的试验数据处理方法进行分析，以推动我国高速公路检测的相关发展。

（1）表格法。

表格法在工程建设领域取得广泛应用，可直观呈现数据信息，以便展开对比分析，但其难以对数据进行深入分析，在剖析深层次数据价值时难度较大。此外，表格法的计算较为便捷，具体可根据方法的不同，细分为试验检测数据记录表、试验检测结果表。

（2）图示法。

在高速公路路基检测的试验数据处理中，图示法是基于表格法发展的试验数据处理方法，是一种较为常见的试验数据处理方法。图示法可直观全面地呈现函数的变化，有利于技术人员展开分析，充分掌握函数的变化规律。

（3）检测公式法。

在生成丰富的试验数据后，可将该部分与图形对应的公式相关联，以公式的形式表达此类数据，将该公式称为经验公式。其具有数学运算的能力，对高速公路路基检测的试验数据具有较好的处理效果，可推动我国高速公路路基检测发展，具有参考价值。

3.2 数据对高速公路路基施工的影响

（1）经过路基试验后，可获得具有参考价值的数据，以合理的统计分析方法进行处理，深度发掘数据中的价值。在数据的处理过程中，样品的平均值为关键内容，若将其直接作为母体的平局值进行处理，易导致数据缺乏准确性，无法给路基施工提供正确的引导。试验数据的准确率影响路基的施工质量，在标准试验中，若结果准确度偏低，易引发工期延长、成本增加、质量下降等问题，埋下潜在安全隐患。

（2）平行试验过程中，仅选用一组数据，缺乏代表性，其偏差较大，难以满足质量要求。若不组织试验，将无法发现偏差，路基施工缺乏指导数据。在平行试验时，注重对试验组别数量的控制，可确保得到的数据具有代表性。

（3）弯沉值是评价公路路基质量的关键指标，其受多项因素影响，对试验检测及数据处理方法均提出了较高的要求。各类高速公路工程项目的实际建设条件存在差异，加大了施工质量的控制难度，易由于弯沉值数据的不准确，影响路基施工质量。合理修正数据，有利于提高路基弯沉值的准确性，因此，应注重对检测标准的控制，若过度放宽检测标准，获得的弯沉值将缺乏指导意义，无法全面揭露路基存在的质量问题。若检测标准过度严格，会增加资源的投入量，影响路基的正常施工，降低综合效益。施工人员应遵循因地制宜的原则，确定合适的标准，以正确的方法予以修正，在保障资源投入的条件下，得到具有参考价值的弯沉值，由此高效开展路基的相关建设工作。

3.3 实际工程数据存在的问题

公路工程数据主要具有路基、路面两部分，具体至路基部分，可细分为路基的压实度、软土地基。若某部分的测试试验与实际情况存在偏差，会增加工程的质量隐患、安全隐患，阻碍路基、高速公路的施工进程。为了保证高速公路建设质量，须重视路基检测，技术人员需要应用科学的检测技术，以正确客观的态度对待检测数据，且应严格按照标准化和程序化的规范进行试验，配合计算机技术等现代技术，提升数据分析及处理的准确性、科学性，将数据偏差控制在允许范围内，为高速公路建设提供真实有效的数据。