[科普中國]-最大干密度

在擊數(shù)一定時，當(dāng)含水率較低時，擊實后的干密度隨著含水率的增加而增大；而當(dāng)含水率達(dá)到某一值時，干密度達(dá)到最大值，此時含水率繼續(xù)增加反而招致干密度的減小。干密度的這一最大值稱為最大干密度，與它對應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率。

簡介路基質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個公路的使用品質(zhì)，為了提高路基的強度和穩(wěn)定性，必須對路基進(jìn)行充分壓實。路基壓實度是控制路基壓實質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，它直接影響路基的強度和穩(wěn)定性，影響到路面的使用性能和使用壽命。壓實度是路基施工現(xiàn)場測定的干密度與按交通部《公路土工試驗規(guī)程》（JTJ051-93） 規(guī)定方法測定的室內(nèi)最大干密度的比值。在實際施工工程中，宕渣的最大粒徑超過了可測定最大干密度粒徑范圍，因此使用壓實度評價路基的壓實質(zhì)量變得較困難。最大干密度是指在一定壓實功能下，土的干密度隨含水量變化的峰值；或擊實試驗所得的干密度與含水率關(guān)系曲線上峰值點所對應(yīng)的干密度。它隨壓實功能增加而增加。其值與土的種類、壓實能量等有關(guān)。經(jīng)擊實試驗確定后，作為填土夯壓密實程度的初步指標(biāo)。

測定方法粗粒土路基壓實質(zhì)量尚沒有比較明確的控制指標(biāo)和檢測方法。比較常用的是壓實度。壓實度即施工現(xiàn)場干密度與室內(nèi)最大干密度的比值。通過壓實度的定義可知，得到壓實度需測出填料最大干密度和現(xiàn)場測定實際干密度。測定粗粒土的最大干密度的方法有擊實法和振動法。對于含有較大粒徑的石或礫的土石混合料最大干密度的確定，擊實試驗法的試驗曲線大多數(shù)呈多峰或無顯著峰值，這表明該法對粗粒土已不是最合適的試驗方法，而且由擊實法確定的 “最大干密度” 常常低于振動壓實試驗的結(jié)果。 因此，對于無黏性粗粒土的最大干密度測定方法，用振動法測定效果較好?！豆吠凉ぴ囼炓?guī)程》 規(guī)定：對粗粒土和巨粒土標(biāo)準(zhǔn)干密度的確定應(yīng)采用振動臺法和表面振動器法。振動臺法又稱作平面振動加壓成型法。這種方法是在室內(nèi)最常用的機械振動臺上來完成的，這種方法被廣泛采用。實際上這種振動裝置是從下至上的振動，與壓實過程正好相反。表面振動器法又稱振動夯法。該法可以模擬現(xiàn)場振動壓路機在材料表面的作業(yè)狀況，可通過變頻器調(diào)節(jié)偏心電機旋轉(zhuǎn)角速度而獲得不同的壓實(激振)頻率，同時通過調(diào)節(jié)偏心質(zhì)量可產(chǎn)生不同的離心力，使得整個激振器的名義振幅發(fā)生變化，以此模擬振動壓路機的振動情況1。

擊實試驗法最通用的確定土和路面材料標(biāo)準(zhǔn)干密度的方法是擊實試驗法。通過擊實試驗確定土和材料的最佳含水量和最大干密度，并以此最大千密度作為該土和該材料的標(biāo)準(zhǔn)干密度。因此，這個方法有時也被稱作含水量一密實度關(guān)系試驗法。擊實試驗法一般只適用于最大粒徑25mm(圓孔篩)或20~(方孔篩)的集料，一些國家也將它用于最大粒徑達(dá)8mm(方孔篩)的集料。集料中有少量超尺寸的顆粒(例如不5%)對試驗結(jié)果無明顯的影響，集料中有較多的超尺寸顆粒時，雖然可以進(jìn)行校正，但校正方法并不是很準(zhǔn)確的。

試臉路法試臉路法也就是通過鋪筑試驗路來確定某種路面材料與擁有機械相適應(yīng)的最佳含水量和最大干密度。將實際用于路面結(jié)構(gòu)層的材料，如級配集料、水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土等鋪筑幾段不同含水量的試驗路，每段一種含水量，并應(yīng)盡可能使中間含水量接近預(yù)估的最佳含水量。將材料拌和均勻后，用工地?fù)碛玫膲簩崣C械進(jìn)行碾壓試驗。在碾壓過程中，經(jīng)常測定集料或穩(wěn)定的干密度，直到干密度不再增加為止。繪制含水量一干密度關(guān)系曲線，并根據(jù)此曲線確定適用于所用機械初壓材料的最佳含水量和最大干密度。材料變化時，需要另鋪試驗路，重新確定其最佳含水量和最大干密度。很明顯，用試驗路法得到標(biāo)準(zhǔn)干密度受壓實機械的影響。由于至少需要鋪筑4~5種不同含水量的試驗路，工作量相當(dāng)大。當(dāng)然，也可以采用另一種方法鋪筑試驗路段。在長200m一300m的路段上，先用含水量較小的路面材料均勻攤鋪一層(厚20cm~25cm)，用工地?fù)碛械幕蛞?guī)定的壓路機械進(jìn)行碾壓試驗，直到材料的干密度不再增加為止。然后將壓實材料層翻松，灑一定數(shù)量的水并拌和均勻，鋪平整后用同樣的壓實機械進(jìn)行碾壓試驗，直到材料的干密度不再增加為止。如此反復(fù)進(jìn)行4一5次，每次都增加一定的含水量。如前所述繪制含水量一干密度關(guān)系曲線，并根據(jù)此關(guān)系曲線確定材料的最佳含水量和最大干密度。采用此方法的前提是，每次碾壓結(jié)束后，材料沒有明顯破碎現(xiàn)象。試驗路法的主要優(yōu)點是：它考慮了所用的全部集料顆粒，并且是在工地的實際條件下得到的。當(dāng)集料的最大粒徑大于擊實試驗法所容許的最大粒徑，而且這部分顆粒的含量超過30%時，可以采用試驗路法確定集料的標(biāo)準(zhǔn)干密度2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)