11.1.3.1 路基填料的室内试验项目
1.颗粒分析
应根据粒径分组，由大到小，以最先符合者确定。通过先粗后细的原则以最先满足者优先一级定名，然后根据曲率系数Cu、不均匀系数Cc、细粒含量、岩石软硬风化程度进行二级定名。
颗粒级配分为良好（Cu≥5且Cc＝1～3）和不良（Cu＜5且Cc≠1～3）。
2.液塑限
液限含水率试验采用联合测定法，圆锥仪总质量为76g，入土深度10mm，分组查塑性图。
3.细粒含量
根据铁路工程土的分类标准，砂粒、粉粒、黏粒的含义分别如下：
砂粒：粒径0.075mm＜d≤2mm的颗粒。
粉粒：粒径0.005mm≤d≤0.075mm的颗粒。
黏粒：粒径d＜0.005mm的颗粒。
4.击 实
根据填料颗粒级配、细粒含量选择锤击或振动击实。
5.粗粒土最大干密度
适用于最大颗粒粒径小于75mm、通过0.075mm筛的颗粒质量不大于15%的无黏性自由排水的粗粒土。
表11-1 巨粒土、粗粒土和砂类土填料分组
续表
续表
注：1.颗粒级配分为良好（Cu≥5且Cc＝1～3）和不良（Cu＜5且Cc≠1～3）。式中：不均匀系数Cu＝d60/d10；曲 率系数Cc＝230d/(d10×d60)，d10、d30、d60分别为颗粒级配曲线上相应于10%、30%、60%含量颗粒的粒径。
2.硬块石为单轴饱和抗压强度Rc＞30 MPa的块石；软块石为单轴饱和抗压强度Rc≤30 MPa的块石。
3.细粒指数粒（d≤0.075mm）的质量占总质量的百分比。
细粒土填料分组
注：1.液限含水率试验采用联合测定法，圆锥仪总质量为76g，入土深度10mm。
2. A线方程中的WL按去掉%后的数值进行计算。
11.1.3.2 现场路基质量控制试验项目
铁路路基现场一般采用地基系数K30、压实系数K、动态变形模量Evd等指标控制压实质量；用中粗砂填筑的普通铁路路基，其压实质量采用地基系数K30、相对密度Dr指标控制；用块石类混合料填筑的普通铁路路基，其压实质量采用地基系数K30指标控制。
1.压实系数K
2.地基系数K30
3.动态变形模量Evd
试验结果可采用下面简化公式计算：
4.静态变形模量Ev2
变形模量Ev计算：
（1）第一次加载和第二次加载所得到的应力-沉降量曲线，可用式（11-4）表达：
（2）应力-沉降量曲线方程的系数是将测试值按最小二乘法计算得到的。用于计算系数的方程式为
（3）变形模量Ev是通过应力-沉降量曲线在0.3σmax和0.7σmax之间割线的斜率确定的，变形模量应按下式计算：
σ1 max——第一次加载最大应力（MPa）；
a1——一次项系数（mm/mPa）；
a2——二次项系数（mm/mPa2）。
（4）试验结束应将试验结果按表11-2填写。表中Ev2/Ev1的比值可用来检查检测结果的正确性，此值一般不应大于2.5。
表11-2 试验结果汇总表
注：采用第一次加载测试值计算的变形模量为Ev1；采用第二次加载测试值计算的变形模量为Ev2。
5.常规检测——传统压实控制（见表11-3）
表11-3 传统检验控制方法一览表
6.连续压实控制
1）技术发展
60年代：（萌芽期）产生了利用振动压路机在碾压过程中的动态反应信息来检测压实质量的想法。
70年代：（研究期）瑞典于1975年研制了检测设备（压实计），并开始工程应用。
80年代：（发展期）德国和瑞士等国家的加入，进一步推动了本项技术的发展。在工程中也得到了更广泛的应用。
90年代：（成熟期——制定规范与普遍采用）国际上系统地提出来了连续压实控制技术——CCC技术。一些国家开始建立相关技术标准（见表 11-4）。铁路、公路、大坝、机场、地基等填筑工程中已得到。
2000年以后（智能初期）由于技术的成熟，研究的重点已转移到如何进行智能压实问题——压路机根据土体的变化进行自动调频调幅以优化压实。
“智能压实（IC）”，是CCC技术与压路机械进一步结合的产物，是筑路技术的“第三次革命”。
表11-4 一些国家关于连续压实控制的技术标准
2）基本原理
将振动压实机具作为加载设备，根据压实机具与路基之间的相互作用，通过路基结构的反作用力（抗力）来分析和评定路基的压实状态，进而实现碾压过程中压实质量的连续控制。
连续压实控制基本原理如图11-1所示。
图11-1 连续压实控制基本原理示意图
连续压实控制（Continuous Compaction Control）：路基填筑碾压过程中，根据土体与振动压路机相互动态作用原理，通过连续量测振动压路机振动轮竖向振动响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制。
由压路机的振动响应识别路基抵抗力是动态监测与控制的关键环节。
通过对各种振动压实机具和各种填料的大量试验，验证了连续压实控制指标与常规检验指标（指K30、Ev2、Evd、K）之间具有正相关关系。
主要特点：
由点的抽样检测转变为覆盖整个碾压面的全面监控与检测，现场可视化显示压实结果（见图11-2）。
图11-2 连续压实合格点与不合格点
点的抽样检验费时费力，给施工过程带来明显干扰。
与常规检测方法结合起来，可以使常规检测的抽样控制变为关键（薄弱）区域控制，大量减少常规检测的数量，并且可以确认常规检测中的不合格点所处的范围（见图 11-3、图11-4）。
图11-3 连续压实合格点与不合格点范围
图11-4 连续压实控制评价
在压实薄弱区域（红色）进行常规检测，更能保证压实质量。但是，若个别试验点不满足要求，就很难界定重新碾压的界线。
实现了施工过程的全过程监控，与施工同步，效率高、不干扰施工，并且能够指导现场施工，对欠压地段及时补充碾压，同时可以避免过压和优化碾压遍数，可以提高压实质量的均匀性（见图11-5）。
图11-5 连路基结构性能分布
无砟轨道结构较有砟轨道结构更需要路基提供均匀的支承条件，这是因为路基的不均匀支承容易造成上部结构的损伤，影响运营期的行车安全。这对高速铁路尤为重要。
量测设备智能化程度高，操作简单，安装在驾驶室内实时显示压实信息，便于操作使用。对于大粒径填料路基，本项技术是目前可行的质量控制方法。总体而言，连续压实控制技术改变了传统意义上的抽样控制方式，不但使用在碾压的全过程中，还体现在对整个碾压面的全覆盖式控制上，已经成为一项成熟且应用普遍的先进压实技术，在欧洲一些先进国家得到了广泛应用，被欧美誉为筑路技术的“第三次革命”。
采用这项技术不但能提高生产效率，还能更有效地控制和提高路基的压实质量。
建立连续压实控制技术的相关标准，在路基填筑过程中进行全过程的连续压实质量控制已成为一项迫切需要解决的问题。
3）连续压实控制系统组成（见图11-6）
硬件部分：加载设备＋量测设备；软件部分：压实控制软件＋数据管理软件。
图11-6 连续压实控制系统
1—加载设备；2—量测设备；3—传感器；4—信号调理；5—数据采集；
6—分析处理；7—显示；8—反馈控制
4）连续压实控制技术的用途
（1）过程控制：压实程度、压实均匀性、压实稳定性。
（2）质量检测：确定碾压面压实状态分布，识别薄弱区域。
（3）加载设备和量测设备的技术要求：
加载设备：振动压路机。
自重——主要影响检测深度（见表11-5），自重不宜小于16 t；
频率——主要影响激振力（见图11-7）。
表11-5 自重与影响检测深度的对应关系
振动频率的波动范围不应超过规定值的±0.5 Hz。
图11-7 激振力关系
振动频率波动较大，会导致激振力出现大的波动，使量测结果出现异常变化。
量测设备：振动传感器、信号调理（放大、滤波）、采集、记录、信号分析处理软件和显示装置等部分。
（4）关键环节和工艺流程：按照“设备检查、相关性校验、过程控制、质量检测”四个阶段进行。
5）铁路路基填筑工程连续压实控制工艺流程图（见图11-8）
图11-8 铁路路基填筑工程连续压实控制工艺流程
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