级配不均匀天然砂砾的压实控制标准

鉴于天然砂砾的压实控制标准是路基填筑质量的重要影响因素之一，采用一种改进的方法确定砂砾的最大干密度及最大干密度与最佳含水率和颗粒组成之间的关系，并通过室内试验和现场压实质量控制对此方法的可靠性进行分析。结果表明：级配不均匀砂砾路基的压实标准的确定方法和控制标准是可行的，满足道路路基承载能力要求；最大干密度随着含石量的增大呈现先增大后减小的趋势。

路基填筑材料的特性和施工工艺直接影响路基的稳定性、强度和刚度，从而对路面结构性能产生较大影响，因此重视路基填料的材料质量和施工工艺很有必要。天然砂砾是一种特殊的筑路材料，因其储量丰富且具有易密实、强度高等工程特性，被广泛用于公路工程建设，一般作为软基处理、台背回填等特殊路基处治材料[1。]。
然而，源于同一料场的天然砂砾的级配并不均匀，最大粒径和含水率等参数也存在很大差异，施工现场的质量控制难度很大，特别是压实质量更加难以保证。在施工现场，采用现有的压实控制标准和方法进行天然砂砾的压实质量控制，不仅会造成碾压压实度不足，成型的路基承载能力达不到要求，而且在道路通行一段时间后，路基会出现裂缝、沉陷等病害，严重影响道路的整体稳定性和路面通行功能。
基于此，本文以某高速公路路基砂砾填筑为例，在室内采用一种新方法测算天然砂砾的最大干密度，并通过承载比试验验证以此方法确定的最大干密度作为现场压实质量标准的可行性；同时，将此压实质量标准应用于现场压实控制，检验其应用效果和科学性。
1 天然砂砾最大干密度
1．1 最大干密度现有测试方法
为保证砂砾路基的压实质量。最大干密度的确定至关重要。砂砾属于粗粒土，确定最大干密度的方法较多，但无论采用哪种方法，都须考虑实用原费资源；定的过小，易出现超百现象，不利于保证质量，甚至埋下路基质量隐患[5。7]。合理的最大干密度不仅能使路基承载能力满足要求，而且保证压实后密度均匀，不产生沉降，也便于碾压和节省施工成本。汇总规范中砂砾的最大干密度试验方法，如表1所示。
另外，还有一些因素会影响砂砾最大干密度测试结果的可靠性和准确性。第一，室内击实试验用土往往不具代表性i同时，由于填料的多变性，规范规定在路基填料有变化时应重新取样做击实试验，但往往容易被忽视。其二，由于各粒径含量的改变致使填料的颗粒级配改变，随之引起填料类型改变，最后导致填料的最大干密度也发生变化，可见各粒径含量与最大干密度有着密切的关系。因此，表1中的4种方法均不能准确地确定天然砂砾的最大干密度，不适于施工现场压实度控制，对于不能自由排则。最大干密度定的过大，现场压实很难达到，也浪 水的黏性砂砾，上述方法也不适用。

1．2改进方法的提出
为了找到一种测算天然砂砾最大干密度的有效方法，笔者参考了大量专著、论文和工程资料，总结出改进方法的提出依据。
(1)压实标准的衡量指标。《公路土工试验规程释义手册》中谈到：若粗粒土中细颗粒(<0．075mm)含量超过土总重约15％时，则含水率对土就会产生明显的影响，用适当尺寸的压实仪器进行压实试验，就可以找出最大干密度及最佳含水率。对这类土的密实标准就不宜用相对密度来表示，而应用最大干密度及最佳含水率来表示[8 1¨。
(2)最大干密度与最佳含水率的关系。含有黏粒的砂砾，干密度与含水率之间呈三次抛物线的变化规律，即干密度随着含水率的增大先增大，当含水率增至某值时，干密度达到最大值，再进一步增大含水率，干密度反而减小。
(3)颗粒组成与最大干密度的关系。砂砾属于土的范畴。国内习惯用粒径5 mm作为颗粒状材料的分界粒径。由此引入含石量概念，即粒径为5～40 mm的颗粒在砂砾中的含量。当含石量增大时，土的最大干密度变大而最佳含水率变小，出现这一现象的原因主要是石的加入可以改善土的级配。如果含石量增加过大(>70％)，则土中细颗粒含量就不足以填充粗颗粒之间的空隙，密度会下降。由试验结果可知，无论何种级配的砂砾，最大干密度都随含石量的增加而先增大后减小，最佳含水率随含石量的增加而减小11-16]。

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