浅谈铁路路基K30检测法

浅谈铁路路基K30检测法

作者：王春波

来源：《中国科技纵横》2012年第03期

摘要：路基的压实质量关乎铁路的建设质量，因此如何检测好路基的质量至关重要。检测路基压实质量的方法有很多，本文仅就最常用的K30检测法谈一谈。 关键词：路基 质量 K30 检测

改革开放以来，铁路运输作为我国五大运输工具公路、铁路、空运、航运、管道之一，以其运量大、运输安全可靠、费用低等在货运领域具有很大的优势，为加快资源配置，发展我国经济做出了重大贡献。为了铁路运输的又快又稳，作为铁路重要组成部分的路基（铁路路基石支承轨道和传递列车荷载的构筑物），对其质量就有了更高的要求。检测路基质量的方法很多，下面就常用的地基系数K30检测法谈谈粗浅的看法。 1、路基压实质量的重要性及K30的应用

路基压实质量控制的目的是对路基的承载能力和沉降变形进行控制，保持线路稳定与平顺，保证列车能安全、舒适、高速运行。

检测路基压实质量的地基系数K30，被广泛地应用于铁路、公路、机场和其他工业与民用建筑工程的地基检测中。其作为一种强度及变形指标，能够直观地表现路基刚度和承载能力。 地基系数K30值，作为路基填料压实质量的检测控制指标，自我国大秦重载铁路修建开始采用。目前，K30已在铁路路基施工方面得到了较为广泛的应用，其已成为现行新建铁路控制基床和路堤填料压实质量的主要指标之一。 2、地基系数K30的概念、性质

地基系数K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性大小。K30试验仪器装有精密的压力表和百分表，可在现场通过试验，取得准确可靠的数据，并且操作简便。 K30试验原理是在地基土上用直径30cm的刚性荷载板垂直分级加荷，测得下沉量S与荷载强度P的关系曲线，取1.25mm下沉量S1.25对应的荷载强度P1.25，计算K30值，即地基系数。试验采用的荷载板面积不尽相同，测得的地基系数也不同，一般以荷载板直径加注说明。例如，载荷板直径分别为300mm，600mm，750mm的地基系数分别以K30，K60，K75表示。因此，K30是地基系数的一种。

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3、K30平板载荷试验的发展

从20世纪30年代开始，美国提出压实度指标，即压实系数K、相对密度D、空隙率n，至今仍然作为世界各国路基设计及施工控制的土的压实质量标准。压实度作为路基压实质量标准，具有及时试验指导现场施工、现场检测简便等优点。

从K30在中国铁路系统应用的情况看，无论是仪器设备、试验方法，还是设计标准均已趋于成熟。地基系数K30已成为新线铁路控制基床和路堤填料压实质量的主要指标之一，并已正式列入《铁路路基工程质量检验评定标准》（TB10414-2003）和《铁路路基设计规范》（TB10001-2005）。K30作为一种强度及变形指标，能够直观地表现路基刚度和承载能力。中国参照日本《平板载荷试验》（DLN18134-1993年修订版），并结合近年来的科研成果和施工经验，同时针对实际应用中存在的问题，制定了K30平板载荷试验方法，该方法首次正式纳入《铁路工程土试验规程》（BT10102-2004）。 4、K30平板载荷试验的适用条件和要求

对平板载荷试验测试值大小的影响因素很多，包括填料的性质、级配、压实系数、含水率、碾压工艺、最大干密度、最佳含水量、试验操作方法、测试面平整度及天气等。为了规范试验过程，提出如下平板载荷试验的适用条件和要求。 4.1 测试对象的颗粒级配

K30平板载荷试验适用于了粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料。 若所填路基土的颗粒粒径过大，级配不均匀，K30的测试结果就会带来较大的误差，难以真实反映路基的压实情况。根据秦沈客运专线的经验，适用于均匀地基土（如粗、细粒土）的地基系数K30检测，对于拌和较均匀的级配碎石也是符合测试要求，而对于颗粒不均匀的碎石土，其K30检测就难以得出准确可靠的测试结果。 4.2 有效测试深度

K30平板载荷试验的测试有效深度范围为400-500mm。

由于K30平板载荷试验结果所反映的是压板下大约1.5倍压板直径深度范围内地基土性状，因此要想真实全面地反映更深土层的情况，尚需结合其他的检测手段进行综合评定。 4.3 特殊状况下的处理

对于水分挥发快的均粒砂，表面结硬壳、软化，或因其他原因表层扰动的土，平板载荷试验应置于扰动带以下，对于粗、细粒匀质土，宜在压实后2—4小时内进行试验。

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4.4 测试面及天气

测试面必须是平整无坑洞的地面；必要时铺2-3mm的干燥中砂或石膏腻子；测试面应远离震源；雨天或风力大于6级以上也不得进行试验。

影响K30测试结果的因素很多，但受天气影响的含水量变化是造成K30测试结果偶然误差的主要因素，也就是说K30测试结果具有时效性。一般来说，控制在最佳含水量附近施工，路基压实系数较高，路基质量好，基床表面刚度较大，K30测试结果较高。实践证明，由于压实土处于不饱和状态，含水量对其力学性质的影响很大，这就造成K30测试结果因含水量变化而离散性大、重复性差。 5、K30试验检测仪器设备

荷载板：荷载板为圆形钢板，其直径为30cm、板厚25mm。荷载板上应带有水准泡。 加载装置：液压千斤顶与手动油泵，通过高压油软管连接。液压油软管长度至少为2m，两端应装有自动开闭阀门的快速接头，以防止液压油漏出。手动液压泵上应装有一个可调节减压阀，可准确地分级对荷载板加、卸载。测压表量程应达到最大试验荷载的1.25倍，精度不低于0.6级。当使用测力计直接测量加荷载时，测力计精度应达到1％。 6、结语

为了拥有更安全、更舒适、更高速的铁路运输系统，国家现在对铁路路基的施工质量提出了更高要求，各项指标的建立都是为了保证它的质量。不过，目前我国在路基质量检测方法上还比较单一、操作也不太方便，这样就有可能会使试验检测的指标失真，从而影响路基施工质量。

随着我国电子试验检测设备的发展，为更简单方便、更准确有效的路基检测提供了有力的硬件方面的保障；再加上广大铁路建设者的精心设计、施工等软件方面的加强，相信我国在铁路路基施工质量上会有更高的飞跃。