公路工程中土工试验的关键技术要点

公路工程中土工试验的关键技术要点

谢凤鸣

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摘 要：在公路工程施工中，要做好土工试验，以保证施工质量。在试验开发过程中，除准备性能齐全的试验仪器外，试验人员还应了解和掌握相关技术要点，并在实际工程中合理应用，以保证试验结果的准确性。

关键词：公路工程；土工试验；关键技术；要点

一、工程概况

为满足日益增长的交通需求，拟按高等级标准设计新建一条高速公路，全长25.678公里，路基全宽24.5m，双向六车道，时速60km/h。本工程为第二标段，主要进行岩土测试，为道路建设提供依据。具体测试项目包括最大干密度、击实试验、弯沉试验、压实度检测等。

二、关于土工试验工作的概述
　　岩土工程试验是岩土工程、土力学、地基等学科中不可缺少的一部分。岩土工程和土力学的发展离不开岩土试验，只有通过岩土试验才能发现问题，解决问题，建立新的理论和方法。
　　岩土工程试验的工作环节和作用是对建筑工程的填充料进行进一步的试验和基础工程试验。通过岩土工程试验工作，确定土体的物理、水理、力学等性质，进而评价土体的变形强度和稳定性，从而正确评价和查明土体的工程性质，为建筑基础的设计和施工提供可靠的依据和参数。随着我国工程和经济活动强度和规模的不断加大，工程建设中遇到的岩土问题越来越复杂，岩土试验工作也变得愈发重要。

三、公路工程中土工试验的关键技术要点

1.最大干密度试验要点

①试验仪器

使用的仪器设备有:标准压实机、干燥箱、电子秤、不同孔径圆孔筛、土壤辊、喷水设备等。

②试验步骤

（1）最大干密度试验方法是根据土层是否易破碎、风化程度和含水率的具体情况确定的。将压实筒放在地面上，在筒壁内侧涂抹薄层润滑油，将塑料薄膜置于筒底，将选定的土料分3 层或 5层倒入筒内：若分3层，每层高度略高于1/3筒高；若分5层，每层高度略高于1/5筒高。每层高度尽量相等，两层交界处土面应刨毛。

（2）试验时，如采用大型试验筒，应在试验筒底板放置垫块，并将土样分3次倒入试验筒，每次量约为1700g；根据试验要求，对第一层土样进行锤击，使锤体自由下落，垂直落在土样上，需保证锤头分布均匀，土样受力均匀；压实后，对样品进行加工，然后装入套管；第二层、三层土样按上述方法压实；压实后，无论小筒或大筒均应控制土样高于筒顶的高度，分别不超过5mm和6mm。

（3）用除土器刮取气缸壁，从套筒中取出试样，剪开样品顶部，取下样品底板，清洗气缸外壁，清洗后称量。

（4）用推土器将试样从筒中取出，计算湿密度并按规范要求测定试样中心的含水率，然后通过含水率和湿密度计算土样的干密度。

（5）以干密度为纵坐标，以含水率为横坐标，绘制出二者的关系曲线。曲线上峰值点的纵、横坐标分别为土的最大干密度和最优含水率。需要注意的是，如果绘制的曲线上没有明确的峰值点，应找出原因，补点或重新进行试验；含有超粒径颗粒时应注意修正。

2.击实试验要点

①试验仪器

击实试验使用的主要仪器设备有击实仪（由击实筒、击锤、和护筒组成）、试样推出器、不同孔径的圆孔筛、烘箱等，其中，击实仪主要部件的尺寸应符合相应规范的要求。

②试验步骤

（1）将土样碾散，按规范要求过筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率（以干法为例）。

（2）根据土的塑限预估其最优含水率，并制备不少于5个不同含水率的一组试样，相邻2个试样含水率的差值宜为2%-3%。

（3）将一定量土样平铺于不吸水的盛土盘内，其中小筒所需土样约为2.5kg，大筒所需土样约为5.0kg。按预定含水率用喷水设备往土样上均匀喷洒所需加水量，拌匀并装入塑料袋内或密封于盛土器内浸润备用。土性不同浸润时间也不同，其中黏质土浸润时间最长，大约需要12-24h；粉质土需要6-8h,而砂土浸润时间最短，约为1-2h。

（4）在制作试样时，如有必要，可制备不同干密度的样品。每组样品由3块试样组成，每层的打击次数分别为30、50、98次。

将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒内壁和底板涂一薄层润滑油，连接好击实筒与底板，安装好护筒。将制备好的土样分3层或5层倒入击实筒内并将土面整平，按规范标准中规定的击数分层击实。手工击实时，应保证击锤自由铅直下落，锤击点必须均匀分布于土面上；机械击实时，要正确设置所需击数。

3.弯沉试验要点

①试验仪器

本工程中用于弯沉试验的主要仪器设备有标准汽车、道路弯曲仪等。

（1）标准汽车为双轴载重车，其载重以及轮胎的尺寸等均符合现行标准的规定，即后轴为10t轴载的标准车，并要求轮胎花纹清晰，没有明显磨损。车上所载重物应稳固均匀，汽车行驶时载物不得移动。测试前应对轮胎气压进行检验。

（2）路面弯沉仪由贝克曼梁、表架组和百分表组成。贝克曼梁为核心，铝合金制成，上面有水平气泡，与路面接触的前臂与装有百分表的梁臂的长度比为2∶1。在公路工程岩土测试中常用的挠度计有两种长度，一种为3.6m，另一种为5.4m，前者适用于沥青混凝土路面，后者适用于半刚性基层、水泥混凝土路面。挠度值可以通过千分表或自动记录装置测量。

②试验步骤

（1）首先，应根据测试需要在待测路段上合理布置相应的测点，并对测点进行标记，将试验车后轮轮隙对准测点后3-5厘米处的位置。将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，与汽车方向一致，梁臂不得碰到轮胎，弯沉仪测头置于测点上，并安装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零，用手指轻轻叩打弯沉仪，检查百分表是否能稳定归零。弯沉仪可以单侧测定，也可以双侧同时测定。

（2）试验检测人员可使用无线电对讲机或吹口哨指挥测试车辆缓慢前进。随着路面变形的增加，表盘指示器会继续向前旋转。当表上的指针显示最大值时，应迅速读取初读数。汽车仍然继续前进，百分表指针反向回转，待汽车驶出弯沉影响半径后，用对讲机或吹口哨通知驾驶员停车，待百分表指针回转稳定后，即读取终读数。测试时，车速应控制在5.0km/h左右。

4.压实度检测要点

①试验仪器

在压实度检测过程中，主要使用的仪器设备有充砂管、基材、天平、砂量仪、含水率测量仪等。

②检测步骤

（1）在测试段，选择相对平坦的地面，要求面积大于基材，选择后将表面清理干净，然后铺基材。如果表面粗糙，可将灌砂管放置在基材上的圆孔内，开机后混凝土中适量的沙子即可流入孔内。当砂子不再流动时，机器就会停止运转。将充砂管拆除，测量内部剩余砂的质量，精度达到克。

（2）将基材除去，然后将适量的砂子倒回，除去表面的杂物，将基材再放下，沿孔凿出一个孔，并从孔凿出的材料装入塑料袋中保存，避免水分蒸发。测试孔的深度可以根据被测层的厚度来确定。

（3）填砂筒放置好，打开开关使砂流进试验池。充砂后取出充砂筒，称量充砂筒内剩余砂的质量。取出试管中所有的砂子，以备下次使用。

结束语

本文分析了工程施工过程中土工试验的关键技术要点。结果表明，在开展岩土工程试验时，除了准备相应的试验仪器外，还要严格按照试验规程进行，以保证试验结果的准确性，供同类公路工程施工参考。

参考文献

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