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填方工程往往是道路、桥梁、铁路、水利、市政等各式工程的安全基础,也是各类基础建设的基础。填方工程的质量关系到整个工程的质量、进度、安全等,科学、合理的监控测试方法是保证填方工程施工的重要措施。 Trm)7B*
特别是近年来,随着高速铁路,高速公路的迅猛发展,对填方工程的质量要求日益严格,对现场测试、施工过程控制等的需求也日益广泛。 8%2*RKj
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填方工程的质量往往是通过岩土材料力学指标监督控制,岩土材料力学特性(包括刚性特性及强度特性)是其最为重要的性能指标。同时,由于岩土材料的力学特性受到很多因素的影响,如材料种类,级配,含水量,密度,碾压方式等,长期以来研究者们都力求寻找一种能够现场测试岩土材料力学特性的简便可靠的方法。填方工程所用的材料主要是岩土类材料,主要包括碎石、砂质土、粘质土以及水泥稳定土等材料,具有天然性、多样性、复杂性等特性。其中,材料的变形特性决定了其沉降特性,对于高速铁路、高速公路这样的长、大工程显得尤为重要。 6Kg
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美国联邦高速公路管理局(Federal Highway Administration,FHA)就曾指出,“如果每层覆盖层的平均刚度的不均匀性只减少 25%,路面的寿命就会延长一倍”。可见,保证填筑材料的变形特性的均匀性,对提高道路的耐久性具有极其重要的意义。此外,填方工程不仅体积浩大,而且具有较强的隐蔽性,一旦填筑到上层部位,其下层部位的质量就难以得到检测和监督,从而为一些不良业者提供了可乘之机。因此工程界一直期待着能在施工现场准确、直接、快速、方便的检测填土力学特性的有效方法。为此,研究者们作了大量的努力。 <(;"L<?D<C
现阶段我国路基施工技术规范中,现场路基填方工程质量的测试方法主要有承载板法、弯沉法、加州承载比(CBR)法、落锤弯沉仪(FWD:Falling Weight Deflectometer)法、挖坑灌砂法等,这些方法或需加载测试车,或需要牵引车牵引到位,或效率低且有损路基。同时,这些测试方法操作较复杂,技术要求高,耗时耗力,费用高,测试比较困难,且具有一定的危险性。因此,有必要研究一种快速可靠的路基质量测试方法。 }h EBX:-
图 公路破损情景 7G!SlC
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近年来,以手持式落锤弯沉仪(PFWD)和动态弹性模量测试仪(Evd)为代表的动荷载测试方法开始受到关注。其中 Evd 更被纳入《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004),为提高工程施工质量管理水平起到了很大的作用。但是,这些方法也存在着不少问题,造成其测试精度、适用土质范围以及测试项目等方面都有较大的局限。 g,mcxXO
国内外路基施工质量主要检测项目 =]&R6P>
表一 国内外路基施工质量检测项目 JYs*1<
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可以看出路基压实质量检测指标大致可以分为三类: &A]*"lt|w
1) 物理指标 l8n#sGA %
包括压实系数,相对密度、孔隙率和含气率等。其中,压实度使用历史最老、在所有调查的国家、行业均使用。 ,)u}8ty3j
2) 强度(承载力)指标 8Q?)L4.]
主要为 CBR (加州承载比)试验,分为室内 CBR 和现场 CBR ,以美、日为中心使用。在我国的交通行业,室内(材料) CBR 应用较广而现场 CBR 则很少应用。 ,RDxu7iT
3) 变形(抗力)指标 'd(OFE-hn
变形指标指地基系数K30 或变形模量 ( Ev2 、 Evd 等)。贝克曼弯沉也可认为是变形指标的一种。可以看出,各国都采用一定的方法以保证路基的变形特性。其中,欧美各国通常采用 Evd、Ev2 等动、静荷载试验相结合的方法,而日本则多采用K30 ct fKxGH
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表二 我国高速铁路施工要求 R2Lq,(@-
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发展趋势 )%f]`<