[发明专利]一种评价软岩路堤填筑质量的方法

摘要

本发明公开了一种评价软岩路堤填筑质量的方法，步骤是1、路基填筑前取代表性软岩试样，对其依次进行0、1、3、5次干湿循环试验，并在每次干湿循环试验后对其进行筛分试验，求取相应粒组分维数；2、检测路基的最后两遍压实沉降差；3、对现场压实后的软岩试样进行筛分试验，确定其粒组分维数；4、根据步骤2的检测结果，并结合步骤1和步骤3所得的粒组分维数比较结果，对软岩路堤填筑质量进行综合性评价。此方法考虑到公路长期运营过程中气候变化对软岩路基填料的长期影响，将现场碾压后的粒组状态与受多次干湿循环效应影响后才长期相对稳定的粒组状态之间建立了比较基准，相对于一般的物理力学填筑指标，评价效果更好。

主权项

一种评价软岩路堤填筑质量的方法，其步骤是：步骤1、路基填筑前取代表性软岩试样，对其依次进行0、1、3、5次干湿循环试验，在每次干湿循环试验后对其进行筛分试验，并求取相应粒组分维数D0、D1、D3、D5和相关系数；步骤2、检测软岩路堤的最后两遍压实沉降差S；步骤3、对现场压实后的软岩试样进行筛分试验，确定相应粒组分维数Dx和相关系数；步骤4、根据步骤2中检测的软岩路堤最后两遍压实沉降差S，结合步骤1和步骤3中求得的粒组分维数比较结果，对软岩路堤填筑质量进行综合性评价；所述的步骤1中代表性软岩试样，是指在路堑挖方段或取土坑任意挖取拟用来填筑路堤的最大粒径小于300mm软岩试样200kg，再用四分法取出两份，每份50kg，分别记为第1组和第2组软岩试样；所述步骤1中干湿循环试验过程为：不进行浸水饱和烘干失水的操作此为0次干湿循环试验；将同组筛分后的软岩试样重新混合均匀放入托盘，将托盘放入水槽，并注入清水使水面高于软岩试样5mm，浸泡10－15h，完成浸水饱和过程，将同组装有软岩试样的托盘同时放入烘箱烘干，完成失水过程，烘箱温度设为45—50℃，烘干时长定为20－25h，烘干后冷却至室温，取出，为一次干湿循环试验，再重复此干湿循环试验两次完成了第三次干湿循环操作，以此类推；所述步骤1和步骤3中的筛分试验，试验仪器有：(1)圆孔筛，孔径100mm，80mm，60mm，40mm，20mm，10mm，5mm，2mm，1mm，0.5mm；0.25mm，0.1mm；(2)磅秤，称量500kg，最小分度值200g；称量100kg或50kg，最小分度值50g；(3)台秤，称量10kg，最小分度值5g；(4)天平，称量5000g，最小分度值1g；称量200g，最小分度值0.01g，将软岩试样进行筛分，分别计算不同粒径软岩试样质量占软岩试样总质量的百分比；所述的干湿循环试验前后每组软岩试样的质量损失部分应计入筛分试验粒径小于0.1mm的软岩试样质量中；所述的步骤1和步骤3中的软岩试样粒组分维数和相关系数通过最小二乘法对筛分试验数据进行线性拟合得出，相关研究表明软岩崩解破碎后颗粒的质量‑粒径存在如式(1)所示的关系：M(r<R)MT=(RRT)3-D---(1)]]>式中：R为某级筛孔直径，M(r＜R)为粒径小于R的颗粒质量；MT为颗粒总质量，RT为颗粒的平均粒径，D为试样的粒组分维数；将式(1)两侧同时取对数，得：log(M(r<R)MT)=(3-D)log(RRT)---(2)]]>上式变化为：log(M(r<R)MT)=(3-D)[log(R)-log(RT)]---(3)]]>令log(R)＝x，则上次改写为y＝a+bx，其中a＝(D‑3)log(RT)，b＝3‑D，b值通过最小二乘法对颗粒分析实验数据进行线性拟合得出，即则粒组分维数相关系数其中n为有效的筛孔孔径个数，在相应粒径范围内，测得的M(r＜R)值发生了明显变化，在粒径范围之外，测得的M(r＜R)值无变化或变化很小；r表示两变量之间的函数关系与线性的符合程度，r∈[‑1,1]；|r|→1，x、y间线性关系好，|r|→0，x、y间无线性关系；所述步骤1的实施步骤：步骤1.1：取最大粒径小于300mm代表性软岩试样200kg，再用四分法取出两份，每份50kg，分别记为第1组和第2组软岩试样；步骤1.2：对标记好的第1组和第2组软岩试样进行0次干湿循环试验，接着进行筛分试验，并填写软岩填料0次干湿循环后筛分试验记录表、软岩填料0次干湿循环筛分试验筛孔直径与粒组质量百分比对数表；步骤1.3：对步骤1.2中的0次干湿循环软岩试样进行一次干湿循环试验，完成第1次干湿循环操作，接着进行筛分试验，并填写软岩填料1次干湿循环后筛分试验记录表、软岩填料1次干湿循环筛分试验筛孔直径与粒组质量百分比对数表；步骤1.4：对步骤1.3中的1次干湿循环软岩试样进行两次干湿循环试验，完成第3次干湿循环操作，接着进行筛分试验，并填写软岩填料3次干湿循环后筛分试验记录表、软岩填料3次干湿循环筛分试验筛孔直径与粒组质量百分比对数表；步骤1.5：对步骤1.4中的3次干湿循环软岩试样进行两次干湿循环试验，完成第5次干湿循环操作，接着进行筛分试验并填写软岩填料5次干湿循环后筛分试验记录表、软岩填料5次干湿循环筛分试验筛孔直径与粒组质量百分比对数表；步骤1.6：将步骤1.1～步骤1.5测得试验数据整理成不同干湿循环次数软岩填料颗粒级配曲线，确定软岩填料在干湿循环状态下颗粒粒径变化范围和筛孔孔径个数n；所述的步骤2中软岩路堤最后两遍压实沉降差，在压路机自重不小于20吨，分层压实层厚不大于400mm的条件下测得；所述步骤2中软岩路堤最后两遍压实沉降差，对于填筑完成的每100m长或每2500m2路基，选取不少于两个断面，每个断面布置不少于5个点，用水准测量仪分别测出各检测点经倒数第二遍压实后的标高Hm1和经最后一遍压实后的标高Hm2，两标高之差为各检测点最后两遍压实沉降差，取各检测点最后两遍压实沉降差平均值作为该段路基最后两遍压实沉降差S，m表示检测点编号，m＝1,2,3……；所述步骤3中取现场压实后的软岩填料，对于填筑完成的每100m长或每2500m2路基，开挖试坑两个，尺寸为300mm×300mm，深度为本层压实层厚300～400mm，将两个试坑开挖出的填料分别记为A组和B组软岩试样，对A组和B组软岩试样进行筛分，并分别计算相应软岩试样粒组分维数DxA、DxB和相关系数rxA、rxB，则现场压实后的软岩试样粒组分维数Dx＝(DxA+DxB)/2；所述步骤4中，根据步骤2中检测的软岩路堤最后两遍压实沉降差结果，并结合步骤1和步骤3粒组分维数的比较，对软岩路堤填筑质量进行综合性评价，软岩路堤最后两遍压实沉降差≥5mm，应增加碾压遍数，直至最后两遍压实沉降差≤5mm，再进行现场粒组分维数的测试工作；最后两遍压实沉降沉降差≤5mm，Dx≥D3且Dx≥0.95×D5时，本层填筑压实质量合格；最后两遍压实沉降沉降差≤5mm，Dx＜D3，或Dx＜0.95×D5，应调整碾压工艺或更换碾压设备，对路基进行翻挖再碾压或改用羊足碾进行碾压。