黃琳達(dá)

(西安公路研究院有限公司，西安 710065)

1 工程概況

本文以某高速公路為例，該高速公路全長(zhǎng)為105 425 km，一共分為11 個(gè)合同段，本次試驗(yàn)利用CBR(California Bearing Ratio）技術(shù)對(duì)第2 合同段開(kāi)展試驗(yàn)檢測(cè)。并且為了確保該合同段的路基填方材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)人員用CBR 值來(lái)對(duì)填料進(jìn)行控制，也正因?yàn)槿绱?，CBR 值成為這一合同段的關(guān)鍵試驗(yàn)指標(biāo)。此外，這一合同段公路以黃土路基為主，通過(guò)摻加生石灰的方法對(duì)其進(jìn)行改性，然后開(kāi)展不同擊實(shí)次數(shù)、不同生石灰摻加數(shù)量以及不同浸水條件下的CBR 試驗(yàn)，其中生石灰的摻加數(shù)量為0%、1%、2%、3%、4%，浸水時(shí)間為1 d、2 d、3 d、4 d。

2 公路工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程

為了確保試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果可以準(zhǔn)確反映出該合同段的實(shí)際情況，試驗(yàn)人員在對(duì)公路橋梁進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，將試驗(yàn)環(huán)境調(diào)整為最不利的工況，從而來(lái)計(jì)算該合同段CBR 值。

2.1 準(zhǔn)備試驗(yàn)材料

在試驗(yàn)開(kāi)始前，試驗(yàn)人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)要求科學(xué)、合理地開(kāi)展取樣工作，以此來(lái)獲取試驗(yàn)材料，為后續(xù)試驗(yàn)檢測(cè)的有效性和準(zhǔn)確性打下基礎(chǔ)[1]。但需要注意的是，試驗(yàn)人員在進(jìn)行取樣時(shí)，必須選擇具有代表性或者典型的樣品，這樣試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果會(huì)更加準(zhǔn)確、可靠。試驗(yàn)人員在進(jìn)行取樣工作時(shí)，需要先將表層土壤清除干凈，然后在同一垂面的上、中、下3個(gè)層面中分別進(jìn)行取樣，并確保選取的土壤樣本符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠通過(guò)5 mm 篩孔。

通常情況下，試驗(yàn)人員在施工現(xiàn)場(chǎng)所采取的土壤樣本都無(wú)法滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要試驗(yàn)人員對(duì)其進(jìn)行烘干、搗碎以及拆除等一系列工序，才能使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能從5 mm 篩孔當(dāng)中通過(guò)。因?yàn)橥馏w的含水量會(huì)對(duì)土體強(qiáng)度造成影響，所以試驗(yàn)人員在開(kāi)展試驗(yàn)前，還要對(duì)其含水量進(jìn)行檢測(cè)，若是土壤樣品中含水量過(guò)大，則試驗(yàn)人員還需要對(duì)其進(jìn)行風(fēng)干處理。

2.2 制備試件

當(dāng)收集完試驗(yàn)樣品后，試驗(yàn)人員需要選取25 kg 的試驗(yàn)材料開(kāi)展含水量測(cè)試。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)人員可以通過(guò)四分法選擇3 份試驗(yàn)材料，每份試驗(yàn)材料在6 kg 左右，然后根據(jù)最佳含水量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其開(kāi)展制備試件。為此試驗(yàn)人員需要向每份試驗(yàn)材料當(dāng)中添加330 g 的水，并將其攪拌均勻，然后根據(jù)試驗(yàn)要求對(duì)其進(jìn)行浸潤(rùn)，再浸潤(rùn)完成后試驗(yàn)人員便可以開(kāi)展試塊制備，從而檢測(cè)出試塊含水量。

在試塊制備完成后，試驗(yàn)人員需要把試塊平均分為3 層然后進(jìn)行擊實(shí)，但需要注意的是，在前兩層擊實(shí)完成后，試驗(yàn)人員需要對(duì)試塊表層開(kāi)展拉毛處理，并在第3 層擊實(shí)完成后，借助刮刀順著試塊進(jìn)行修理，并把濾紙、墊塊以及夯擊板取下來(lái)，并對(duì)試塊進(jìn)行稱(chēng)量。

2.3 測(cè)量膨脹量

將修整平整且稱(chēng)量好的黃土試塊修平面朝下置于多孔底板上，并通過(guò)拉桿將試塊和試筒拉緊[2]。首先，試驗(yàn)人員需要把1 張濾紙平放到試塊頂部的平面上，其次，在濾紙上設(shè)置帶有調(diào)節(jié)桿的多孔板，最后，在多孔板上添加4 塊荷載板。當(dāng)完成這一系列工序后，試驗(yàn)人員需要將3 個(gè)試塊放入水槽中，等待其恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，然后便能進(jìn)行百分表讀數(shù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。試驗(yàn)人員需要根據(jù)試驗(yàn)要求，將水槽內(nèi)的水放掉，然后再次進(jìn)行百分表讀數(shù)。一切完成后，便可以將試塊從水槽中取出，讓試塊靜置15 min，最后將試塊上的裝置卸除，并再次對(duì)試塊進(jìn)行稱(chēng)量。

2.4 CBR值計(jì)算

試驗(yàn)人員需要根據(jù)試驗(yàn)所規(guī)定的速度開(kāi)展試塊貫入試驗(yàn)，然后對(duì)測(cè)力環(huán)中的百分表讀數(shù)進(jìn)行讀取與記錄。并把兩個(gè)變形百分表的均值當(dāng)作實(shí)際貫入量值[3]。在計(jì)算CBR 值的過(guò)程中，需基于貫入試驗(yàn)明確荷載等級(jí)，進(jìn)而取其與貫入斷面積的比值，得到各級(jí)壓強(qiáng)，貫入量與壓強(qiáng)曲線(xiàn)可基于相關(guān)數(shù)據(jù)繪制，如曲線(xiàn)起點(diǎn)位置的凹凸現(xiàn)象較為明顯，需有針對(duì)性地進(jìn)行修正，一般采用切線(xiàn)延長(zhǎng)的方式?；谇€(xiàn)，可對(duì)2.5 mm、5.0 mm 貫入量對(duì)應(yīng)的荷載壓強(qiáng)進(jìn)行讀取，進(jìn)而開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)土體CBR 值的針對(duì)性計(jì)算，確定對(duì)應(yīng)CBR 值。一般情況下，各類(lèi)工程以2.5 mm 貫入量對(duì)應(yīng)的CBR 值為準(zhǔn)，但如果5.0 mm 貫入量對(duì)應(yīng)的CBR 值相較于2.5 mm 更大，則需要重新開(kāi)始試驗(yàn)，如試驗(yàn)后結(jié)果未變，則以5.0 mm 貫入量計(jì)算結(jié)果為最終結(jié)果。

3 公路工程試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果分析

3.1 浸水時(shí)間對(duì)CBR的影響

在對(duì)試塊擊實(shí)70 次后，試驗(yàn)人員把摻加了生石灰的黃土塊放入水槽當(dāng)中進(jìn)行浸水，并且為了更好地分析出浸水時(shí)間對(duì)CBR 值的影響，4 個(gè)試塊的浸水時(shí)間分別為1 d、2 d、3 d、4 d，然后對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)獲取CBR 值。如表1所示。

表1 不同浸水時(shí)間和摻灰量下的CBR值

通過(guò)表1不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)生石灰摻加量為0 時(shí)，試塊的水穩(wěn)效果不佳，并且會(huì)隨著浸水時(shí)間的增加，出現(xiàn)CBR 值下降的情況，其中浸水時(shí)間為1 d 時(shí)，CBR 值最大。而摻加了生石灰的試塊，在進(jìn)去1 d 以后CBR 值最小，并隨著浸水時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。這是因?yàn)樵谠噳K中摻加了生石灰后，生石灰和黃土出現(xiàn)了固結(jié)、離子交換等反應(yīng)。

3.2 摻灰量對(duì)壓實(shí)度的影響

試驗(yàn)人員為了更好地研究摻灰量對(duì)壓實(shí)度的影響，根據(jù)CBR 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展壓實(shí)度檢測(cè)工作，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 不同摻灰量下的壓實(shí)度%

通過(guò)表2不難發(fā)現(xiàn)，在擊實(shí)次數(shù)一致的情況下，摻灰量越大，壓實(shí)度越小。而在摻灰量相同的情況下，擊實(shí)次數(shù)越多，壓實(shí)度越大。

3.3 摻灰量對(duì)CBR的影響

當(dāng)浸水時(shí)間是最不利工況時(shí)，試驗(yàn)人員為了了解摻灰量對(duì)CBR 影響，開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。如表3所示。

通過(guò)表3不難發(fā)現(xiàn)，隨著摻灰量越大，CBR 值也就越大，但是到3%后CBR 值便會(huì)減小，因此，對(duì)于本文高速公路橋梁工程來(lái)說(shuō)，需要把生石灰摻加量控制在3%。

表3 摻灰量對(duì)CBR的影響

4 公路工程檢測(cè)中CBR值的優(yōu)化路徑

4.1 完善材料檢測(cè)機(jī)制

施工材料的性能將直接對(duì)工程質(zhì)量造成影響，因此，要想保證高速公路橋梁工程質(zhì)量，就必須要做好施工材料的檢測(cè)工作，確保施工材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證CBR 檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。但因?yàn)楦咚俟窐蛄汗こ痰墓ば蛳鄬?duì)較多，并且整個(gè)工藝流程十分復(fù)雜，要想讓施工材料符合相關(guān)要求，擁有很大難度。所以企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身實(shí)際情況制定一個(gè)完善的材料檢測(cè)機(jī)制，并加強(qiáng)對(duì)CBR 技術(shù)的使用，以此來(lái)加強(qiáng)對(duì)施工材料的檢測(cè)，提高材料試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量與水平，保障高速公路橋梁工程施工質(zhì)量。

4.2 科學(xué)控制原材料來(lái)源

原材料的質(zhì)量檢測(cè)對(duì)于高速公路橋梁工程來(lái)說(shuō)極為重要，直接關(guān)系到橋梁工程質(zhì)量，因此必須要加強(qiáng)原材料檢測(cè)，為此采購(gòu)人員在進(jìn)行原材料采購(gòu)時(shí)，需要對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，了解各原材料的市場(chǎng)行情，然后將各供應(yīng)單位進(jìn)行對(duì)比，并從中選出最適合的供應(yīng)單位，如此便可以從源頭控制住原材料質(zhì)量，確保原材料質(zhì)量符合高速公路橋梁工程施工標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)施工單位在進(jìn)行原材料采購(gòu)時(shí)，可以結(jié)合工程CBR 值標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)原材料，通過(guò)這種方式可以有效提高施工質(zhì)量，確保CBR 值符合相關(guān)要求。

與此同時(shí)，在原材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，檢測(cè)人員還要做好原材料管理工作，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定一個(gè)科學(xué)、合理的檢測(cè)方案，定期對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，避免原材料在放置過(guò)程中出現(xiàn)損害，從而對(duì)工程質(zhì)量造成影響。

4.3 完善應(yīng)用流程

在進(jìn)行高速公路橋梁工程施工時(shí)，各部門(mén)之間應(yīng)相互合作，結(jié)合各設(shè)備的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地開(kāi)展檢測(cè)工作，確保整個(gè)檢測(cè)環(huán)節(jié)不存在任何紕漏，還要對(duì)高速公路橋梁工程的檢測(cè)流程進(jìn)行完善，確保檢測(cè)工作能夠有序進(jìn)行，保證試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的可靠性與有效性，以此來(lái)保證工程質(zhì)量，使工程總效益得到提升。

4.4 打造高水平檢測(cè)團(tuán)隊(duì)

因?yàn)闄z測(cè)人員是施工材料試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)施者，所以檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)與操作能力將直接對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響。因此，為了保證材料試驗(yàn)檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性，保障原材料質(zhì)量，施工方應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的培訓(xùn)，提高檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)水平，強(qiáng)化檢測(cè)人員對(duì)CBR 技術(shù)的熟練度，使其能夠靈活運(yùn)用CBR 技術(shù)開(kāi)展工程檢測(cè)工作，滿(mǎn)足材料試驗(yàn)檢測(cè)工作對(duì)于能力的需求，從而使材料試驗(yàn)檢測(cè)水平和質(zhì)量得到提升，保證高速公路橋梁工程質(zhì)量，防止安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，并依托某高速公路橋梁項(xiàng)目，利用摻灰量以及浸水時(shí)間開(kāi)展試驗(yàn)，從而得出以下結(jié)論。

1）通過(guò)浸水時(shí)間對(duì)摻灰量下CBR 值試驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，如果試塊中沒(méi)有加入生石灰，那么試塊的水穩(wěn)效果差，并且會(huì)隨著浸水時(shí)間的增加，出現(xiàn)CBR 值下降的情況。而在試塊中摻加了生石灰，則CBR 值會(huì)隨著浸水時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。

2）通過(guò)摻灰量對(duì)壓實(shí)度的試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)，在擊實(shí)次數(shù)一致的情況下，摻灰量越多，壓實(shí)度越小。而在摻灰量相同的情況下，擊實(shí)次數(shù)越多，壓實(shí)度越大。

3）通過(guò)摻灰量對(duì)CBR 值試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)，隨著摻灰量越大，CBR 值也就越大，但是到了一定程度后CBR 值便會(huì)減小，因此對(duì)于本文高速公路橋梁工程來(lái)說(shuō)，需要把生石灰摻加量把控在合理范圍內(nèi)。

總而言之，要想加強(qiáng)公路工程試驗(yàn)技術(shù)的分析與應(yīng)用，還需要綜合考慮各種分析應(yīng)用方法和具體情況，從而進(jìn)行有利方案選擇。在此基礎(chǔ)上，才能將各種分析應(yīng)用方法整合在一起，進(jìn)而加強(qiáng)公路工程試驗(yàn)技術(shù)的分析與應(yīng)用，為后續(xù)開(kāi)展公路設(shè)計(jì)與加強(qiáng)質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支持。