[发明专利]一种天然砂砾最大干密度的测算方法

说明书

技术领域

本发明可应用于公路工程领域，具体涉及一种测算天然砂砾最大干密度的方法。

背景技术

天然砂砾因其易密实，承载力大等工程特性，成为优良的筑路材料，广泛应用于公路工程建设中，如用于软基处理、台背回填。然而，天然砂砾材质不均匀，包括级配、粒径和含水率等方面存在差异，施工现场一般要求同路段尽量从同一料场来料，同时按照《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）里对路基填料最大粒径的规定：路床不超过100mm，路堤不超过150mm。这样，为保证砂砾路基的压实质量，最大干密度的确定和应用至关重要。最大干密度是指击实或压实试验所得的干密度与含水率关系曲线上峰值点对应的干密度。

天然砂砾属于粗粒土，在本行业中，目前天然砂砾最大干密度的确定方法很多，无论采用哪种方法，都要注意实用原则。最大干密度定的过大，现场压实很难达到，也浪费资源；定的过小，容易出现超百现象，也不利于质量保证，甚至埋下路基质量隐患。

（1）粗粒土最大干密度现有测试方法比较

以下面的表1给出了现有的几种粗粒土最大干密度的测试方法以及各自的优缺点。

表1

另外，还有以下几个因素会影响粗粒土最大干密度测试结果的可靠性和准确性。

其一，室内击实试验用土往往不具代表性。同时，由于填料的多变性，规范规定在路基填料有变化时，应重新取样做击实试验，但往往容易被忽视。

其二，由于填料各粒径含量（如＞5mm、40mm）的改变致使填料的颗粒级配改变，随之引起填料类型改变，最后导致填料的最大干密度也改变，可见各粒径含量与最大干密度有着密切的关系。在路基填筑中,每层每处填料的颗粒大小总是参差不齐，变化极不稳定。即便是同一命名的填料,其颗粒级配也有较大差别。因此，同类土的最大干密度，也总有一定的变化。所以，不能认为对某一种土做了击实试验，测得了一个最大干密度,就准确确定了这种土的最大干密度。只有在对某一土样击实试验中确定了该土的含石量、超尺寸颗粒含量与最大干密度之间的关系，才能确定该土的最大干密度。

其三，在路基压实度检测时，若对每一检测点取样作击实试验，进而准确确定测点的最大干密度是很不现实的。

综上，以上所述的普通重型击实法、表面振动压实仪法、振动台法和静力压实法均不利于准确、有效地确定天然砂砾的最大干密度，也不适用于施工现场压实度控制，特别是对于不能自由排水的黏性砂砾，上述四种方法均不适用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明目的在于，提供一种天然砂砾最大干密度的测算方法，该方法能够准确确定天然砂砾最大干密度，该方法操作简便，结果可靠。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种天然砂砾最大干密度的测算方法，具体包括如下步骤：

步骤1：预估料场或现场的含石量；

步骤2：样品制备

对砂砾样品进行水筛法筛分试验，得到超尺寸颗粒含量p和含石量；将砂砾中40mm～60mm的颗粒筛出留样备用；再将＜40mm的颗粒筛为5mm以下和5～40mm两种；

步骤3：击实试验

1）将＜5mm和5～40mm的两种料分别掺配5个混合料样品组，该5个混合料样品组的含石量分别为A、A+t、A+2t、A+3t和B；其中，A、B分别为预估的含石量的下限值和上限值，t=（B-A）/4取整；

2）对于每组混合料样品，以含水率按0.5～1%的间隔配制至少5个样品，然后对每组混合料样品做击实试验，击实试验后对每组混合料绘制含水率——干密度曲线；

3）由各混合料样品组的含水率—干密度曲线得到该混合料样品组的最大干密度。

步骤4：确定含石量与最大干密度的关系

以含石量为横轴，最大干密度为纵轴，根据5个混合料样品组的含石量以及最大干密度，绘制含石量—最大干密度关系曲线，并得到回归公式y=ax+b，其中，x为含石量（%），y为最大干密度（g/cm³），a、b为系数；

步骤5：超尺寸颗粒处理

取40mm～60mm颗粒的留样，计算得到超尺寸颗粒的毛体积相对密度G′_s。

步骤6：最大干密度修正

将步骤2得到的砂砾样品的含石量代入步骤4得到的回归公式y=ax+b，计算得到粒径＜40mm的砂砾样品的最大干密度ρ_dm;计算修正后的最大干密度ρ′_dm。