碎石土压实度检测指标的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土木建筑工程检测技术领域，尤其涉及一种碎碎石土压实度检测指标 的检测方法。
【背景技术】
[0002] 碎石土材料特性比较复杂，我国现行的一些技术规程和规范对于碎石土的设计和施 工质量还缺乏可靠的评定依据，给施工带来了一定困难。当前道路建筑材料压实度检测指 标大多采用密度(或干密度）的方法，这种方法对非匀质的道路建筑材料(如碎石土等）难以 适用，而采用的替代方法(如轮迹法等)主观性较强。此外，当前的检测指标难以从结构计算 参数上建立室内试验与现场检测之间的关系。
[0003] 本发明结合室内重型击实试验和现场碾压试验段的研究成果，建立碎石土材料室 内试验与现场试验段弹性模量的相关性，研究了基于承载板的压实度检测指标公式和基于 贝克曼梁的压实度检测指标公式。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对目前碎石土检测没有统一量化标准的现状，旨在提供一种简 易可行的评价指标及其检测方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明提供一种碎石土压实度检测指标的检测方法，结合室内 试验和现场试验段，使用检测和仿真手段，提出基于室内试件弯沉预估现场施工后弯沉的 方法，实际弯沉与预估值的比值，即为碎石土压实度检测指标。
[0006] 包括以下步骤： 步骤一：根据室内击实试样压缩试验数据，通过有限元数值试件计算获得试件的弹性 模量
，其中P为室内试样加载应力，I1为试样顶面的竖向变形， E1为材料的实际试验的弹性模量；从而优化碎石土的配比； 步骤二：通过试验获取试验段中碎石土碾压组合效果良好路段中的顶面当量回弹模 量的数值，将之与室内试件最大弹性模量的比值作为室内和现场工况的碎石土材料参数换 算系数代入步骤一的公式中，得出现场碎石土层顶面预估的当量回弹模量的推算公式A为
，其中P为室内试样加载应力，I1为试样顶面的竖向变 形，匕为材料预估的当量回弹模量； 步骤三:以当量回弹模量氏和加载值为自变量，以弯沉为因变量，粒碎石土路基承载板弯沉 与当量回弹模量的关系式
，其中 σ为现场承载板上的加载值，I2为土路基的现场承载板弯沉值，E 2为材料预估的当量回弹模量;将公 式A代入此关系式中得到室内试样了顺的竖向变形与碎石土路基现场承载板预估弯沉之间的关系式
，其中：Ρ为 室内试样加载应力，1:为室内试样顶面的竖向变形，σ为现场承载板上的加载值，I2为碎石 土路基的现场承载板弯沉值；实际弯沉与预估弯沉的比值即是基于承载板的压实度检测指 标公式； 步骤四：以当量回弹模量E2和加载值为自变量，以弯沉为因变量，建立碎石土路基 贝克曼梁弯沉与当量回弹模量的关系式
，其中I3 为土路基的现场贝克曼梁弯沉值，E2S材料预估的当量回弹模量；将公式A代入此关系 式中得到室内试样顶面的竖向变形与宕渣土路基现场贝克曼梁预估弯沉之间的关系式
，其中P为室内试样加载应力， I1S室内试样顶面的竖向变形，13为土路基的现场贝克曼梁弯沉值；实际弯沉与预估弯沉 的比值即是基于贝克曼梁的压实度检测指标公式。
[0007] 进一步改进在于：所述EjP E 2的单位为MPa，1单位为mm，1 2和1 3单位为 0· 01mm，p的单位为MPa，〇的单位为MPa0
[0008] 进一步改进在于：检测方法通过实验仪器成型检测试件，使用有加载控制装置和 变形检测的设备。
[0009] 进一步改进在于：所述检测指标通过不同现场检测设备和分层数值仿真识别碎石 土施工后弹性模量，引入通过室内试件变形预估现场施工后碎石土弹性模量的方法，获得 不同类型的压实度检测指标。
[0010] 本发明的有益效果：（1)提供一种简易可行的碎石土压实度评价指标；弥补了目 前碎石土检测没有统一量化标准的不足。
[0011] (2)检测指标的检测方法能量化评价碎石土压实方法，弥补了规范规定的轮迹法 存在经验性的不足。
[0012] (3)通过室内实验识别压缩模量，可以优化碎石土的配比。
[0013] (4)建立起连接室内和现场工况的碎石土材料参数转化的方法。
[0014] (5)通过现场贝克曼梁检测或承载板检测等设备可以快速判定碎石土压实度，达 到控制施工质量的目的。
【具体实施方式】
[0015] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例 仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0016] 以宕渣土为例，阐述碎石土压实度检测指标的【具体实施方式】。
[0017] 1)根据室内击实试样压缩弹性模量力学研究，宕渣含量50%且含水量15%时宕渣 土的抗压强度最高。通过路面强度仪得到试样在不同加载P下顶面变形1的数据见表1。
[0018] 表1宕渣含量50%、土体含水量15%宕渣试样的路面强度仪试验数据
通过有限元数值试件的计算，拟合得到如下的E-I表达式：
) 式中：P为室内试样加载应力，I1为试样顶面的竖向变形，E1S材料的实际试验的当 量回弹模量。
[0019] 根据表1和式1可以得到路面强度仪试验下宕渣含量50%、土体含水量15%宕渣试 样弹性模量随加载不同而产生的变化，结果见表2。
[0020] 表2宕渣含量50%、土体含水量15%
宕渣试样的荷载非线性 取加载P为〇. 3~0. 7MPa时宕渣试样弹性模量的平均值EO作为室内实验结果值。
[0021] EO= (11. 1635+11. 4845+12. 5690+13. 0937) /4=12. 078MPa〇
[0022] 2)宕渣土现场碾压试验段中，振动压路机激振力350kN、振动碾压7遍、车速 4. 7km/h，待碾压层松铺厚度0. 39m时碾压效果良好。取该分道两处检测点结果的平均值E= (221+295) /2=258MPa，将E作为现场宕渣土碾压层的顶面当量回弹模量控制值。
[0023] 将E/ E0=258/12. 078=21. 361作为现场宕渣土层顶面当量回弹模量与室内击实试 样弹性模量的换算系数，并将之代入式1得：
式中：P为室内试样加载应力，I1为试样顶面的竖向变形，E 2为材料预估的当量回弹模 量。
[0024] 3)通过与弹性半空间体的理论解进行比较，验证有限元模型已经可以