隧道弃渣填筑高速公路路基及压实度的测定.docx

隧道弃渣填筑高速公路路基及压实度的测定摘要：利用隧道弃渣作路堤填料不仅可降低公路建设成本还可保护当地的生态环境具有显著的经济与社会效益。本文提出用随车式压实度实时连续检测系统来测量路基的压实度其优点在于方便、快捷、准确的对压实度进行全面连续检测以便于进行压实质量控制。该成果可直接应用于路基土压实工程可提高压实效率减轻压实度检测工作量便于压实质量控制。关键词：隧道弃渣；压路机；检测；压实度；加速度1.概述随着国家西部大开发的不断推进和国家高速公路网的不断完善山区高速公路建设越来越多在不同地区高速公路建设过程中桥隧所占比例逐步提高。然而这些隧道所产生的大量弃渣常见的处理方法是简单的将隧道弃渣堆砌堆放于公路路基两侧或附近临河、沟谷区域这种方式不仅占用了大量的土地资源也对当地的自然环境造成了极大的破坏增大水土流失、破坏植被、预埋安全隐患。因此将这些隧道弃渣重新利用对于公路建设的成本降低、生态环保具有重要意义。对于在公路施工中压实是整个工序至关重要的一环压实度是否合格是判定工程质量优劣的一条重要标准。传统的压实度检测技术存在一些缺点如取样点少、代表性差不能提供全面的压实信息；费工、费时、劳动量大、费用昂贵；需要熟练的操作技巧试验结果复现性差；无法在压实过程中测量或估计压实的程度压实不足或压实过度所以人们一直在寻求一种能够在压实过程中连续对压实度进行测量的方法。本文提出随车式压实度实时连续检测系统利用ICP加速度传感器连续测量路基压实度并通过实验来验证该方案的可行性。2.理论分析压实过程就是增加单位体积内土壤颗粒的数量减少孔隙率的过程。振动压路机在作业时因振动轮的振动使其对铺层材料作用一个往复冲击力振动轮对铺层每冲击一次被压实材料中就产生一个冲击波。同时这个冲击波在被压实的材料内沿着纵深方向扩散和传播被压实材料颗粒之间的摩擦力也由初始的静摩擦状态逐渐进入到动摩擦状态。所以在进行振动压实时在被压材料层中作用有内力和外力。内力包括料粒间的粘结力、摩擦力和料粒的重量；外力包括由于振动作用传递给被压材料颗粒的惯性力和上层材料的重力。材料受强迫振动后由于各料粒的质量及所处的位置不同所产生的惯性力也就不同。此时料粒间的粘结膜发生张紧现象若惯性力不大难以克服料粒间的摩擦力和粘结力则各颗粒仍处于原始位置；若惯性力很大足以破坏颗粒间的摩擦力和粘结力在这种情况下料粒在其自重力和上层物料重力的作用下相互脱离发生位移就会占据最低稳定位置排除气相和液相互相楔紧、挤紧、达到密实。3.现场试验为了验证所提方案的可行性需要进行现场实验。所需主要设备有：18t振动压路机1台ICP加速度传感器一个数据采集仪等。先把加速度传感器如图1所示安装到振动轴或最能反映振动轮振动情况的位置上随后把数据传输线接到采集仪ICP接口上再把笔记本电脑与采集仪用网线连接好打开数据采集软件设置好采集参数准备现场采集在压路机振动轮起振时开始数据的采集。本实验采集仪型号是DH59012通道动态数据采集、通道带宽0～200kHz、A/D分辨率12Bit、最大静态误差：≤±0.3%采集软件为DHSDAS5901。现场采集数据时如果出现自谱窗口显示高频部分幅度过大或其他不太正常现象应及时调整传感器的位置、排除干扰源。图1加速度传感器安装位置4.试验结果分析在本实验中我们采取用灌砂法测定其压实度压路机每碾压一遍选取三个点进行标定表1为压实度与碾压遍数的关系。表1压实度与碾压遍数的关系碾压遍数12345678910压实度（%）75.381.986.791.693.295.597.198.297.196.8从上表可以看出随着碾压遍数的逐渐增加压实度的不断变大且压实度的增量越来越小压到一定程度后压实度不会再增加而过多的碾压可能会导致压实度的下降。据现有技术水平和对采集的振动加速度信号的分析和处理我们可以用振动加速度信号来反映压实度值其方法主要有下面两种：直接分析信号幅值或有效值的幅值法和对信号进行频谱分析的谐波法。本文采用有效幅值法进行试验。加速度传感器输出的是电压信号所以采集到的电压信号大小也就间接反映出了振动轮振动加速度的变化情况。随着振动压路机碾压遍数的增加振动轮的振动信号的幅值或有效值也随着增加对采集到的信号分析和处理后得出加速度随着碾压遍数的变化如下表2所示：表2加速度有效值与碾压遍数碾压遍数12345678加速度（）28.134.137.6340.0845.45