本發(fā)明屬公路路基工程檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低山丘陵區(qū)碎石土路基壓實(shí)度指標(biāo)的檢測方法。
背景技術(shù)：
碎石土作為一種填土材料，由土和碎石組成，其具有強(qiáng)度高、壓實(shí)密度大、沉降變形小、透水性能強(qiáng)、抗沖刷能力高等特點(diǎn)，因而被普遍認(rèn)為是一種良好的路基填筑材料。但碎石顆粒的組成沒有什么級配規(guī)律，從而無法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)試驗(yàn)，也無法對碾壓后的壓實(shí)度進(jìn)行檢測，進(jìn)而使得壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)對碎石土路基的施工質(zhì)量無法進(jìn)行有效的控制；另一方面，由于土的種類不同，石料的含量不同，壓實(shí)成型后其物理結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性亦不同，包括壓實(shí)工藝特性與工程使用性能兩方面在內(nèi)的碎石土的工程性質(zhì)，取決于由量變(含石率的增加)到質(zhì)變(組成結(jié)構(gòu)的變化)的內(nèi)因。而我國現(xiàn)行的一些技術(shù)規(guī)程和技術(shù)規(guī)范對碎石土的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量還缺乏可靠的評定依據(jù)，給施工帶來了一定的困難。此外，依據(jù)目前的相關(guān)研究，碎石土的力學(xué)性能及強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)形成機(jī)理已逐漸清晰，但是從其質(zhì)量及檢測指標(biāo)上看，并沒有統(tǒng)一、明確的指標(biāo)，而且其指標(biāo)的適用范圍也有待考證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對目前碎石土檢測沒有統(tǒng)一量化的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，本發(fā)明旨在提供一種適用性更強(qiáng)、可行的碎石土路基壓實(shí)度指標(biāo)的檢測方法，通過室內(nèi)振動擊實(shí)試驗(yàn)，對即將所用的山頭碎石土進(jìn)行含石量與最大干密度的擬合關(guān)系確定；現(xiàn)場碎石土路基檢測采用灌砂法進(jìn)行，計(jì)算出灌砂法試洞中的含石量，并帶入前述的含石量與最大干密度的擬合曲線中，從而插值求出試洞內(nèi)碎石土最大干密度，進(jìn)而得出試洞中碎石土干密度與最大干密度的關(guān)系。
實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種碎石土路基壓實(shí)度指標(biāo)的檢測方法，包括以下步驟：
步驟一、對所取的碎石土進(jìn)行篩分試驗(yàn)，篩選出用于進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)的碎石土；
步驟二、進(jìn)行配合比試驗(yàn)以形成若干份具有不同含石量的碎石土試件，通過擊實(shí)試驗(yàn)對不同含石量的碎石土試件分別進(jìn)行最大干密度測定，得出室內(nèi)的碎石土的含石量與最大干密度的擬合曲線；
步驟三、運(yùn)用步驟一中所取的碎石土作為原料按照設(shè)定的鋪設(shè)流程進(jìn)行試驗(yàn)段鋪設(shè)；
步驟四、運(yùn)用灌砂法進(jìn)行現(xiàn)場碎石土路基壓實(shí)度檢測時，取出試洞內(nèi)碎石土，同時將取出的碎石土中大于第二粒徑閾值的碎石顆粒仍然放入試洞內(nèi)，從而計(jì)算出所包含的碎石顆粒的粒徑均小于第二粒徑閾值的碎石土材料的濕密度ρω；
步驟五、從試洞內(nèi)實(shí)地取現(xiàn)場的碎石土，并對取回的現(xiàn)場的碎石土進(jìn)行含水量w和含石量P的實(shí)驗(yàn)測定，通過含水量w計(jì)算出現(xiàn)場碎石土的干密度ρd＝ρw/(1+0.01w)；同時將含石量P帶入步驟二中得到的含石量與最大干密度擬合曲線，采用插值法得出對應(yīng)的試洞內(nèi)碎石土的最大干密度ρc；從而計(jì)算得出碎石土路基壓實(shí)度K＝ρd/ρc。
進(jìn)一步地，所述步驟一具體包括以下步驟：
1.1設(shè)定第一粒徑閾值和第二粒徑閾值；
1.2剔除原始的碎石土中粒徑值大于第二粒徑閾值的碎石得到新的碎石土；
1.3將新的碎石土分為兩部分，其中第一部分的碎石土中含有的碎石的粒徑均小于第一粒徑閾值，第二部分的碎石土中含有的碎石的粒徑均位于第一粒徑閾值和第二粒徑閾值之間。
進(jìn)一步地，所述第一粒徑閾值為5mm，第二粒徑閾值為40mm。
進(jìn)一步地，所述步驟二中的通過擊實(shí)試驗(yàn)對不同含石量的碎石土試件分別進(jìn)行最大干密度測定，具體為：采用振動擊實(shí)法來確定不同含石量碎石土的最大干密度。
進(jìn)一步地，所述步驟二中的含石量P定義為粒徑值位于第一粒徑閾值和第二粒徑閾值之間的顆粒占整個碎石土的重量比值。
進(jìn)一步地，所述室內(nèi)配合比所用碎石土的含石量為0～100％。
進(jìn)一步地，所述室內(nèi)配合比所用碎石土的含石量為30％～70％。
進(jìn)一步地，所述步驟三具體為：現(xiàn)場剔除大于第三粒徑閾值的石塊后，進(jìn)行一次或者多次碾壓。
進(jìn)一步地，所述步驟三中采用振動壓路機(jī)，先穩(wěn)壓，后振動碾壓多次。
進(jìn)一步地，所述第三粒徑閾值為150mm。
本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明提供了一種切實(shí)可行、針對性較好的碎石土路基壓實(shí)度質(zhì)量檢測的方法，彌補(bǔ)了目前碎石土路基檢測沒有相應(yīng)統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不足；
(2)本發(fā)明針對了不同級配、碎石含量的碎石土均有相應(yīng)的評價指標(biāo)，彌補(bǔ)了由于碎石土含石量變化導(dǎo)致的傳統(tǒng)壓實(shí)度評價方法不適用的不足；
(3)本發(fā)明通過室內(nèi)振動擊實(shí)試驗(yàn)，從而能夠擬合出不同含石量的碎石土最大干密度的關(guān)系，實(shí)時的反應(yīng)了含石量與最大干密度的關(guān)系；
(4)本發(fā)明的碎石土路基壓實(shí)度指標(biāo)的檢測方法，山區(qū)路基修筑時可以就地取材，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，并實(shí)現(xiàn)開挖方平衡；
(5)本發(fā)明的碎石土路基壓實(shí)度指標(biāo)的檢測方法，可以積累相關(guān)的碎石土路基施工經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)的碎石土路基施工提供參考和指導(dǎo)，具有較大的社會效益。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的含石率與最大干密度關(guān)系的擬合曲線圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
一種碎石土路基壓實(shí)度指標(biāo)的檢測方法，包括以下步驟：
步驟一、對即將用作路基填料的碎石土進(jìn)行篩分試驗(yàn)，篩選出用于進(jìn)行配合比試驗(yàn)的碎石土；優(yōu)選地，前述的碎石土為取自于山頭原料；
優(yōu)選地，所述步驟一具體包括以下步驟：
1.1設(shè)定第一粒徑閾值和第二粒徑閾值；
1.2剔除原始的碎石土中粒徑值大于第二粒徑閾值的碎石得到新的碎石土；
1.3將新的碎石土分為兩部分，其中第一部分的碎石土中含有的碎石的粒徑均小于第一粒徑閾值，第二部分的碎石土中含有的碎石的粒徑均位于第一粒徑閾值和第二粒徑閾值之間。
更優(yōu)選地，所述第一粒徑閾值為5mm，第二粒徑閾值為40mm。
步驟二、進(jìn)行配合比試驗(yàn)以形成若干份具有不同含石量的碎石土試件，通過擊實(shí)試驗(yàn)對不同含石量的碎石土試件分別進(jìn)行最大干密度測定，得出碎石土的含石量與最大干密度關(guān)系的擬合曲線；
所述含石量定義為粒徑值位于第一粒徑閾值和第二粒徑閾值之間的顆粒占整個碎石土試件的重量比值；優(yōu)選地，所述碎石土的含石量為30％～70％。
優(yōu)選地，所述步驟二中的通過擊實(shí)試驗(yàn)對不同含石量的碎石土進(jìn)行最大干密度測定，具體為：采用振動擊實(shí)法來確定不同含石量碎石土的最大干密度，此過程為現(xiàn)有技術(shù)，在此不贅述。
步驟三、運(yùn)用步驟一中所取的碎石土作為原料按照設(shè)定的鋪設(shè)流程進(jìn)行試驗(yàn)段鋪設(shè)(即用與獲得含石量與最大干密度的擬合曲線所用碎石土相同的源碎石土進(jìn)行試驗(yàn)段鋪設(shè))；
優(yōu)選地，所述步驟三具體為：現(xiàn)場剔除大于第三粒徑閾值的石塊后，進(jìn)行一次或者多次碾壓。更優(yōu)選地，所述步驟三中采用振動壓路機(jī)，先穩(wěn)壓，后振動碾壓多次。
其中，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第三粒徑閾值為150mm。
步驟四、運(yùn)用灌砂法進(jìn)行現(xiàn)場碎石土路基壓實(shí)度檢測時，取出試洞內(nèi)碎石土，同時將取出的碎石土中大于第二粒徑閾值的碎石顆粒仍然放入試洞內(nèi)，從而計(jì)算出所包含的碎石顆粒的粒徑均小于第二粒徑閾值的碎石土材料的濕密度ρω；ρω的單位為g/cm3；
步驟五、從試洞內(nèi)實(shí)地取部分現(xiàn)場碎石土，并在室內(nèi)對取回的現(xiàn)場的碎石土進(jìn)行含水量w和含石量P的實(shí)驗(yàn)測定，通過含水量計(jì)算出現(xiàn)場碎石土的干密度ρd＝ρw/(1+0.01w)；同時將含石量P帶入步驟二中得到的含石量與最大干密度擬合曲線，采用插值法得出對應(yīng)的試洞內(nèi)碎石土的最大干密度ρc；從而計(jì)算得出碎石土路基壓實(shí)度K＝ρd/ρc，其中，ρd和ρc的單位均為g/cm3，壓實(shí)度K以百分號表示。
實(shí)施例一
1)通過室內(nèi)試驗(yàn)得知，天然碎石土的含石量為47.3％，天然含水量14.0％；首先對碎石土進(jìn)行篩分，對小于5mm和5～40mm兩種粒徑進(jìn)行配比試驗(yàn)，含石量選取范圍從30％～70％。對不同含石量碎石土試件進(jìn)行室內(nèi)振動擊實(shí)試驗(yàn)，得出不同含石量與最大干密度的擬合曲線，如圖1所示。
2)碎石土路基試驗(yàn)段中，采用20T振動壓路機(jī)，整平后，先穩(wěn)壓，后振動碾壓，先用振動壓路機(jī)靜壓一遍，第二遍、第三遍弱振，以后強(qiáng)振，共振壓6遍，速度不超過4km/h；在碾壓第三遍、第五遍、第六遍時進(jìn)行灌砂法壓實(shí)度檢測，這樣做可以檢測出碾壓不同次數(shù)后的壓實(shí)度值，通過壓實(shí)度值來判斷碾壓幾遍可以滿足壓實(shí)度要求。試驗(yàn)過程中為避免二次試驗(yàn)，加快檢測及施工進(jìn)度，采用“篩去法”，將試洞中取出的碎石土材料中大于40mm的顆粒放入試洞中，對其余碎石土材料用密封袋進(jìn)行收集，測定試洞中碎石土材料的濕密度ρω(這個濕密度是利用去除了粒徑大于40mm的碎石顆粒的碎石土計(jì)算得來的，即是對用密封袋收集回來的碎石土材料進(jìn)行濕密度測定)，并對取回的碎石土材料進(jìn)行室內(nèi)含水率和含石量測定。
3)通過室內(nèi)試驗(yàn)測得的含水率(即是對用密封袋收集回來的碎石土材料進(jìn)行濕密度測定)，進(jìn)而得出試洞中碎石土的干密度ρd；通過將試洞中碎石土材料測得的含石量帶入圖1擬合曲線內(nèi)，采用插值法求出對應(yīng)最大干密度ρc；具體結(jié)果見表1。
表1
4)最終的碎石土路基壓實(shí)度即為現(xiàn)場測試最大干密度ρd與對應(yīng)的含石量的碎石土最大干密度ρc的比值。
以上碎石土路基壓實(shí)度質(zhì)量檢測方法評價了碎石土路基的壓實(shí)質(zhì)量，彌補(bǔ)了現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對碎石土路基壓實(shí)度檢測的不足。通過室內(nèi)振動擊實(shí)法對不同含石量的碎石土進(jìn)行最大干密度確定，建立起不同含石量碎石土所對應(yīng)的最大干密度關(guān)系；彌補(bǔ)了由于現(xiàn)場碎石土路基級配不均，傳統(tǒng)壓實(shí)度檢測方法不適用的不足；現(xiàn)場通過灌砂法試洞中碎石土的含石量，對應(yīng)到含石量曲線中得到最大干密度，從而得出最終的壓實(shí)度；此檢測方法具有較強(qiáng)的針對性和適用性，能夠快速準(zhǔn)備的得出判斷碎石土壓實(shí)度，達(dá)到控制施工質(zhì)量的目的。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。