標準擊實試驗和表面振動壓實試驗在公路工程土方填料中的應用

段澤偉

摘要：文章通過實例闡述了標準擊實試驗和表面振動壓實試驗在公路工程中的應用。

關鍵詞：標準擊實；表面振動壓實；公路；應用

在公路路基、路面土石方工程施工壓實度檢測是重要的指標之一。而壓實度檢測標準的最大干密度和最佳含水率是控制土方壓實標準重要指標。隨著工程機械不斷改進，擊實功和擊實效率的提高，室內常用的標準擊實試驗檢測的（最大干密度和最佳含水率）兩項指標在新疆不少地區(qū)已不能很好控制現(xiàn)場，尤其是粗粒土和巨粒土填料的土方填筑壓實度檢測的工程中。在工程中對粗粒土和巨粒土填料的土方填筑控制方法有不少好的方法，如：試驗段最高壓實次數(shù)作為最大干密度、用不同含石量與標準擊實密度曲線等。結合所有的現(xiàn)場控制方法中用表面振動壓實試驗結果控制現(xiàn)場效果很好。

現(xiàn)將標準擊實試驗檢測和表面振動擊實試驗檢測中兩者的適用范圍及主要參數(shù)，如下：

1.標準擊實

適用于細粒土，輕型擊實試驗適用于粒徑不大于20mm的土。中型擊實試驗適用于粒徑不大于40的土。當土中最大顆粒粒徑大于或等于40mm，并且大于等于40mm顆粒粒徑的質量含量大于5%且小于30%，則使用大尺寸試筒進行擊實試驗，大尺寸試簡要求其最小尺寸土樣中最大顆粒粒徑的5倍以上，并且擊實試樣的分層厚度應大于土樣中最大顆粒粒徑3倍以上。

2.表面振動壓實儀法

采用表面振動壓實儀法測定無粘性自由排、0.075mm標準篩的土顆粒質量百分數(shù)不大于15%的粗粒土和巨粒土的最大干密度。對于最大粒徑尺寸大于60mm的巨粒土，受試筒允許最大粒徑的限制，按照相似級配法制備縮小粒徑的系列模型試料處理。

我們把常用土方填筑中的路基、底基層、基層與上表中項關聯(lián)可以發(fā)現(xiàn)，標準擊實用于細粒土；后者用于粗粒土和巨粒土與之相關的就是土粒最大粒徑。在標準擊實中如果土中有較大顆粒，如40mm篩上顆粒較多在3%-30%，對于求的最大干密度和最佳含水率所檢測的誤差較大。在擊實過程中粒徑對檢測結果的影響是不可忽視的，在規(guī)范中土方填筑的路基、底基層、基層的粒徑要求：如下圖

在上表顯示中在路基填料中最小粒徑為100mm，最大粒徑為500mm；底基層填料中最小粒徑為31.5mm，最大粒徑為63mm；基層填料中最小粒徑為31.5mm，最大粒徑為53mm。從填料粒徑大小與標準擊實和表面振動擊實試驗分析，后者更加接近現(xiàn)場用料的情況。

國道315線葉城一墨玉公路建設項目中多個料場大于40mm顆粒含量比較嚴重。用標準擊實檢測結果控制現(xiàn)場時壓實度常有超百情況，用表面振動擊實檢測結果很理想。下面是該工程中部分料場中結果對比：

如路基按照試驗段施工工序碾壓，以標準擊實檢測的最大干密度控制現(xiàn)場。經(jīng)過檢測壓實度單點值在99%以上，特別是k156和k136料場在路基壓實度檢測中超百的頻率在60%以上。因為k156料場在河床旁邊開挖，k136料場是由河床沉積形成，0.075以下的含量偏少，粗集料偏多，尤其大于40mm以上的顆粒偏多。相對表面振動擊實來控制現(xiàn)場時比較結合現(xiàn)場施工工藝。因此我們結合現(xiàn)場土粒形成的特點在此工程中從料場總取樣分篩后模擬現(xiàn)場按照細顆粒不同比例合成進行標準擊實和表面振動壓實試驗的檢測。結果匯總如下：

從檢測結果中反映的標準擊實檢測含水率比表面振動擊實高。含水率隨著≤2mm顆粒含量的增加之間偏差逐漸增加，反之土粒在偏粗的情況下標準擊實和表面振動壓實所檢測的含水率越相近，同一種料源中粗顆粒含量到達一定比例時檢測含水率結果相同。含水率隨著≤2mm顆粒含量的增加之間偏差逐漸增加，反之土粒在偏粗的情況下標準擊實和表面振動壓實所檢測的含水率越相近，同一種料源中粗顆粒含量到達一定比例時含水率檢測結果相同。在此料場中標準擊實檢測含水率平均值結果比表面振動擊實檢測結果高0.8%，因此可以在現(xiàn)場土方填料碾壓前含水率控制（考慮期間的蒸發(fā)損失）我們比最佳含水高1.5%為宜。

表面振動壓實檢測最大干密度結果比標準擊實檢測結果高。并且在檢測結果中標準擊實最大干密度圓曲線比表面振動壓實最大干密度曲線陡，兩者圓曲線的兩邊偏差漸大。表面振動壓實檢測結果比標準擊實試驗檢測結果的離散型好，在土粒中細顆粒顆粒且在土粒中粗粒組中礫比例增加到一定比例會達到該土粒最大干密度，土的穩(wěn)定性和強度將達到最大值。

標準擊實和表面振動壓實檢測過程中，最明顯的地方就是前者為沖擊功后者則為振動頻率、激振力。更加符合現(xiàn)場振動壓路機的施工方法。因此在粗粒土土方填筑施工地區(qū)，表面振動壓實檢測的指標來控制土石方填筑的壓實度更加結合現(xiàn)場施工要求。