路基土压实度检测技术研究20.docx

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路基土压实度检测技术研究20

路基土压实度检测技术研究

摘要

随着高速公路建设的发展，汽车流量的不断增加，公路建设的质量问题也越来越引起人们的重视。

路面达不到设计的使用寿命，出现早期破坏的情况时有发生，而压实程度不够是造成路面早期破坏的主要原因之一。

压实作业是使路基和路面各结构材料获得足够密实度的重要环节，采用行之有效的压实度检测方法是对其实行监控的重要手段。

传统的压实度检测方法均属于抽样检测，采用抽样方法往往会造成“薄弱点”漏检现象，形成道路质量的内在隐患。

本文在借鉴国内外对压实度检测方法研究成果的基础上，提出用随车式压实度检测系统来测量土壤的压实程度，其优点在于可以对压实度进行连续检测，避免压实不足或过分压实等现象。

文中首先分析了振动压路机振动加速度信号与土壤压实度之间的关系，从而得出压实度连续检测技术进行压实度测量的依据是压实度和振动压路机振动轮垂直加速度的正相关性，确定了检测技术的结构组成。

随后，建立起“振动压路机——土壤”系统动力学模型，并基于动力学模型的仿真，进一步验证理论分析的正确性。

接下来，设计了一套压实度检测系统，并阐述其结构组成及原理。

最后，通过大量的实验室实验和现场试验，用压实度检测系统样机对振动轮信号进行采集、分析，确定出加速度传感器最佳安装位置、压实度值的信号反映方法，提出切实可用的压实度标定回归公式，为压实度连续检测技术早日实现产品化铺平道路。

关键词：

压实度；振动压路机；连续检测

ResearchonSubgradeCompactionDegreeDetectionTechnology

ABSTRACT

Withthedevelopmentofhighwayconstruction,theincreasingcartraffic,highwayconstructionqualityproblemsaremoreandmoreattention.Theroadisnotuptothedesignlife,earlyfailurehappens,andthedegreeofcompactionisthecauseofearlydamageofroadsurfaceisoneofthemainreasons.Compactionofsubgradeandpavementstructureistomakethematerialtoobtainasufficientdensityimportantlink,adopteffectivecompactiondegreedetectionmethodistheimportantmeansformonitoringandcontrollingthe.Thetraditionaltestingmethodsofcompactiondegreearesampling,thesamplingmethodtendstocause"weakpoint"period,formtheroadqualityandintrinsichiddendanger.Inthisarticlefromhomeandabroadonthetestingmethodsofcompactiondegreeonthebasisofresearchresults,proposedforvehicletypeofcompactiondegreedetectionsystemtomeasurethesoilcompactiondegree,theutilitymodelhastheadvantagesofcompactnessforcontinuousdetection,avoidtheinsufficientorexcessivephenomenonsuchascompactioncompaction.Thepaperfirstlyanalyzesthevibratingaccelerationsignalandthesoilcompactiondegreeoftherelationshipbetween,sothatthecompactiondegreecontinuousdetectiontechnologyforcompactionmeasureisbasedonthedegreeofcompactionandvibratorywheelverticalaccelerationpositivecorrelation,determinethedetectiontechnologystructure.Subsequently,establish"vibratoryrollers--soil"systemdynamicsmodel,andbasedondynamicssimulationmodel,andfurtherverifythecorrectnessoftheoryanalysis.Next,designasetofcompactiondegreedetectionsystem,anddescribesitsstructureandprinciple.Finally,throughalargenumberoflaboratoryexperimentsandfieldtests,withthecompactiondegreedetectionsystemprototypeforvibrationsignalacquisition,analysis,todeterminetheaccelerationsensoroptimallocation,compactiondegreevaluesignalreflectionmethod,proposesthepracticalandavailablecalibrationregressionformulafordegreeofcompaction,compactiondegreecontinuousdetectiontechnologytorealizeproductstopavethewayfor.

Keywords：

Degreeofcompaction；Vibratoryroller；Continuoustesting

目录

1绪论1

1.1问题的提出1

1.2研究的意义2

1.3国内外研究综述2

1.4论文研究内容4

2压实度评定方法与压实度检测理论4

2.1土的物理性质及工程分类4

2.1.1土的固体颗粒特征4

2.1.2土粒级配分析方法4

2.1.3土粒级配表示方法5

2.1.4无粘性土的密实度5

2.2路基压实5

2.2.1压实度的概念5

2.2.2影响压实因素6

2.3传统压实度评定方法7

2.3.1破坏性试验评定方法8

2.3.2非破坏性试验评定方法9

2.4传统压实度评定方法存在的不足9

2.5压实的基本过程10

2.5.1静作用压实10

2.5.2搓揉压实10

2.5.3振动压实11

2.5.4夯实和冲击压实11

2.6振动压路机的工作原理12

2.6.1振动压实理论12

2.7振动轮——土壤系统动力学理论13

3压实度检测系统组成及原理13

3.1压实度检测系统基本原理13

3.2振动压路机信号分析、处理13

3.2.1噪声分析14

4路基土压实度检测试验及分析14

4.1试验方案14

4.1.1实验室试验方案15

4.1.2振动台试验方案15

4.1.3现场试验方案15

4.1.4试验数据分析处理15

4.2现场试验16

4.2.1土的击实试验16

4.2.2传感器的安装16

4.2.3数据采集17

4.2.4灌砂法测压实度17

4.3检测结果分析19

5结论20

参考文献21

致谢22

1绪论

1.1问题的提出

随着我国公路建设的快速发展，更多的高等级公路正在建设和准备建设中。

在公路施工中，压实是至关重要的一道工序，压实度是否合格是判定工程质量优劣的一条重要标准。

无论路基、底基层、基层和面层都需要很好的压实，以达到一定的密实度，提高道路的承载能力，并防止沉陷，水分渗透等。

随着交通运输量的迅速扩大，公路建设的进一步发展，施工部门对压实机械和压实工作提出了越来越高的要求。

通常，压实工作占施工项目费用的2%,设备占工程造价的0.2%，而密实度每提高1%，基础承载能力就提高10%，特别是沥青混凝土密实度每提高1%，承载能力和寿命可提高10—15%，压实工作的重要性显而易见。

同时，公路建设的质量问题也越来越引起人们的重视。

路面达不到设计的使用寿命，出现早期破坏的事情时有发生，而压实程度不够是造成路面早期破坏的主要原因之一。

公路路面的投资费用往往占工程总投资的30%—50%，特别是高等级公路，其路面的投资比重更大。

因此，路面过早破坏在经济上造成的损失是非常巨大的。

除了加强路面工程的管理，在技术上按标准要求控制路基、路面的压实是保证路面质量最经济有效的措施之一。

国内外的工程实践和试验研究都早已证明，在路基路面结构层施工时，必须采用施工机械进行认真压实，这样才能提高路基、路面结构层和路面整体的强度，增加其稳定性，以便减少甚至避免路面可能产生的多种早期损坏现象，从而大大提高路面的使用性能和使用寿命。

若路基、底基层或面层材料压实不足，在使用过程中，路面达不到一定的强度，在荷载作用下就会产生剪切破坏，如：

辙槽、裂缝、沉陷等。

可见，进行有效充分的压实对公路建设有着重要的意义。

压实作业是使路基和路面各结构材料获得足够密实度的重要环节，采用行之有效的压实度检测方法是对其实行监控的重要手段。

由十碾压过程控制不当，在施工中经常出现下列问题：

压实遍数不够，达不到规定的压实度，因而要重新压实，影响工期；压实遍数过多，既不经济又可能导致压实度降低，同时也是对人力、物力的浪费。

传统的检测方法有灌砂法、环刀法及核子密实度仪法等。

采用传统方法检测，在压实过程中不能测量和评估压实状态，只能在压实结束后采取少量的试样材料进行试验，代表性差，描述粗糙；而且试验过程中有时需要做大量的工作，费用昂贵，时间较长。

此外，上述传统方法均属于抽样检测方法，很难反映道路上每一点的压实情况。

在具体施工中，可能在部分区段，由于材料级配不合理，或材料内水分的含量过高或过低而产生材料压实度的“薄弱点”。

采用这些传统的检测方法往往会造成“薄弱点”漏检现象，形成道路质量的内在隐患。

可见，为了对压实过程实时控制，保证每个施工段以最少的碾压遍数达到施工要求的标准，让工程施工人员和监理人员及时掌握施工现状，开发研究路基土压实度连续检测技术是很有必要的。

而在现代化路基路面施工中，压实机械又是压实度最直接的控制者。

因此，对压实机械的压实度进行连续检测的技术是评价压实效果的重中之重。

1.2研究的意义

在西部大开发过程中，交通基础建设是各地的先行举措，我国规划在西部地区修筑的公路里程达到了35万公里。

公路行业对填土路基的压实标准规定较为全面，对高速公路规定，路基顶面以下80cm以内压