１５６ 第２期 ２Ｏ１２年３月 表观密度计算固体体积率的试验研究 贾波 （中铁四局集团第一工程有限公司，安徽合肥２３０００１） 摘要：结合贵州某高填方机场地基填石置换强夯工艺固体体积率的检测，提出了利用平均表 Ｈ ｇ 现密度计算固体体积率的方法，对比分析了该方法及颗粒密度计算法和平均毛体积计算法与压实 度的对应关系，结果显示采用平均表观密度计算固体体积率的方法在该工程中更为适宜。 关键词：公路；高填方路基；表观密度；固体体积率；压实效果 公 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—２６６８（２０１２）０２－－０１５６—０２ 路＆ Ａ 在道路、水利、机场等土石方填筑施工中，填筑 密度公式参照《公路土工试验规程》中比重试验一浮 料常采用粒径较大的石料或土石混合料，这对填筑 工程中，石方填筑和土石混合料填筑的密实度常采 秤法计算土料平均比重的公式得出，填料的颗粒密 度、表观密度和毛体积密度按《公路工程集料试验规 程》试验得出。 与 压实效果的检测带来诸多不便。在机场建设土石方 汽 用固体体积率控制，可用灌砂法或水袋法检测。但 Ａ ２．１颗粒密度计算法 该方法的标准密度中为纯固体体积，在实际工 现行试验检测规程中还没有对固体体积率检测方法 运 作完整的规定，通常采用的方法有两种：一是颗粒密 ．缸 程中石料或土石混合料不可能达到这样绝对的状 态，比较理想化。计算公式如下： Ｇ一 ×１００ ＩＤ 度法，昆明新机场即采用该方法；二是综合毛体积密 文参考ＪＴＧ Ｄ３０—２００４＜＜公路路基设计规范》，提出 度法，这种方法在康定机场、阿里机场得以应用。该 ：∞ ２ 以综合表观密度为标准干密度来计算固体体积率的 方法，并进行试验研究与对比分析。 式中：Ｇ为固体体积率（ ）；．Ｄ为现场测试干密度 （ｇ／ｃｍ。）；．Ｄ 为岩石颗粒密度（ｇ／ｃｍ。） ２．２平均毛体积密度法 １ 工程概况 贵州某机场最大垂直填方高度８５．１４ ｍ，道槽 区最大填方高度６２．０２ ｍ，坡顶与坡脚最大高差超 过１５３ ｍ，是一个典型的高填方机场。在建设过程 中，为得到科学、合理的设计依据，在试验段场平工 程覆土层较厚的试验小区进行原地基置换强夯处 该方法的标准密度中，填料体积有开口空隙及 闭口空隙。计算公式如下： ， １ 一Ｐ 一 ＿１一一十一 ｐｂ＜４ｏ ｉＴｉＩｎ ｐｂ４ｏ－６ｏ ｍｍ ｐ．＞Ｇｏ ｍ Ｇ一 ×１００％ ｆＤ 理，置换层填料为爆破后的土石混合料。在地基处 理前后对强夯垫层进行固体体积率检测，计算方法 分别采用比重法、综合毛体积法及综合表观密度法。 式中： 为平均毛体积密度（ｇ／ｃｍ￣）；ｐ＜ 。 、Ｐ ｓ。 、 Ｐ＞ 。 为现场取土筛分后，小于４０ ｍｍ、４０～６Ｏ 同时，为了便于对３种方法的比较，在进行固体体积 率试验的同时进行压实度检测，压实度指标中的标 准密度采用表面振动台法试验得出。 ｍｍ、大于６０ ｍｍ粒径石料的百分含量；ｐ ＜ 。 、 ｆＤ㈨～６ｏ 、ＩＤ６＞６ｏ 为小于４０ ｍｍ、４０～６０ ｍｍ、大于 ６０ ｍｍ粒径填筑料的毛体积密度（ｇ／ｃｍ。） ２．３平均表观密度法 ２计算方法介绍 根据现场填料主要属于粗颗粒的实际情况，结 合最大干密度的试验方法和现场压实度检测的实际 情况，把填筑料分为大于６０ ｍｍ、４Ｏ～６０ ｍｍ和小 于４０ ｍｍ粒径三级。平均毛体积密度及平均表观 该方法的标准密度中，填料体积有闭口空隙。 计算公式如下： ， １ ——Ｐ４一 十——十—— ｌＤ口＜４０ｆｉｌｍ ｐａ４０￣６０ ｒ［１ＩＴＩ ＩＤｎ＞６ｏ ｍｍ 公 路 与 汽 运 总第１４９期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ １５７ Ｇ＝ ×１００Ｍ ｌＤ。 ４８组固体体积率试验，并采用３种方法分别计算， 结果见表１，图１～３分别为不同固体体积率计算方 法与压实度的关系。 从图ｌ～３中可知：１）固体体积率如用颗粒密 式中：ｆＤ：为平均表观密度（ｇ／ｃｍ。）。 ３检测结果及分析 在原地基置换强夯处理前后的垫层料上共进行 度计算，则压实度达到９Ｏ 时，固体体积率需达到 ７ ６．３４％；压实度达到９３ 时，固体体积率需达到 表１ 压实度及固体体积率检测结果 检测 压实 固体体积率／ 检测 压实 固体体积率／ 点号 度／％ 颗粒密度计毛体积密度计表观密度计 点号 度／％ 颗粒密度计毛体积密度计表观密度计 Ｂ１１ ７９．９ ６７．７ ７２．５ ６９．６ Ｂ５１ ９０．７ ７７．Ｏ ８２．４ ７９．２ Ｂ１２ ７５．９ ６４．３ ６８．９ ６６．７ Ｂ５２ ９１．７ ７７．７ ８３．２ ８０．Ｏ Ｂ１３ ８６．７ ７３．６ ７８．８ ７５．８ Ｂ５３ ９Ｏ．２ ７６．６ ８２．０ ７８．８ Ｂ１４ ８５．６ ７２．５ ７７．７ ７４．６ Ｂ５４ ８５．１ ７２．１ ７７．３ ７４．２ Ｂ１５ ８４．５ ７１．７ ７６．９ ７３．８ Ｂ５５ ８９．４ ７５．８ ８１．２ ７８．０ Ｂ１６ ７９．ｏ ６６．９ ７１．７ ６８．９ Ｂ５６ ８６．７ ７３．６ ７８．９ ７５．７ Ｂ１７ ７９．ｏ ６６．９ ７１．７ ６８．９ Ｂ５７ ８６．Ｏ ７２．９ ７８．０ ７５．０ Ｂ１８ ８１．９ ６９．１ ７４．０ ７１．２ Ｂ５８ ８７．８ ７４．３ ７９．６ ７６．５ Ｂ１９ ８３．２ ７０．３ ７５．２ ７２．３ Ｂ５９ ８５．４ ７２．１ ７７．２ ７４．２ Ｂ１ｌＯ ９３．５ ７９．２ ８４．８ ８１．５ Ｂ５ｌ０ ９７．０ ８２．２ ８８．０ ８４．５ Ｂ１１１ ９２．９ ７８．４ ８４．ｏ ８０．７ Ｂ５１ｌ ９２．４ ７８．４ ８４．０ ８０．８ Ｂｌ１２ ９５．２ ８Ｏ．７ ８６．４ ８３．０ Ｂ５１２ ９４．８ ８Ｏ．３ ８６．０ ８２．６ Ｂ２１ ７６．８ ６５．１ ６９．７ ６６．９ Ｂ６１ ８８．２ ７４．７ ８Ｏ．Ｏ ７６．９ Ｂ２２ ７８．５ ６６．５ ７１．３ ６８．５ Ｂ６２ ９１．５ ７７．７ ８３．２ ８Ｏ．Ｏ Ｂ２３ ８４．５ ７１．７ ７６．９ ７３．８ Ｂ６３ ９Ｏ．４ ７６．６ ８２．Ｏ ７８．８ Ｂ２４ ９０．４ ７６．６ ８２．０ ７８．８ Ｂ６４ ７９．７ ６７．７ ７２．５ ６９．６ Ｂ２５ ８２．３ ６９．９ ７４．９ ７１．９ Ｂ６５ ８４．７ ７１．７ ７６．９ ７３．８ Ｂ２６ ７９．９ ６７．７ ７２．５ ６９．６ Ｂ６６ ８２．１ ６９．５ ７４．５ ７１．５ Ｂ２７ ８０．７ ６８．４ ７３．３ ７０．４ Ｂ６７ ８２．３ ６９．５ ７４．４ ７１．５ Ｂ２８ ８６．７ ７３．２ ７８．４ ７５．４ Ｂ６８ ８４．７ ７１．７ ７６．８ ７３．９ Ｂ２９ ８２．１ ６９．５ ７４．４ ７１．６ Ｂ６９ ８８．９ ７５．１ ８０．４ ７７．３ Ｂ２１０ ９１．３ ７７．３ ８２．８ ７９．６ Ｂ６１Ｏ ９１．３ ７７．３ ８２．８ ７９．６ Ｂ２１１ ９０．２ ７９．６ ８５．２ ８１．９ Ｂ６１１ ９２．６ ７８．４ ８４．０ ８０．７ Ｂ２１２ ９２．６ ７８．４ ８４．０ ８Ｏ．７ Ｂ６１２ ９５．２ ８０．７ ８６．４ ８３．０ 逞 静 逞 瓣 蛙 囿 匾 压实度 压实度，％ 图１压实度与固体体积率关系曲线（颗粒密度计） 图２压实度与固体体积率关系曲线（平均毛体积密度计） ｌ５８ 第２期 ２０１２年３月 煤气化技术特性研究及拌和设备的应用 谢建平 ，何志勇 一，李涛。 （１．贵州省公路局，贵州贵阳 ５５０００３；２．长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙３．湖南湘路机械科技有限公司，湖南长沙４１０６００） ４１０００４； 摘要：简述了煤转气的基本原理和过程，研究了煤气化效率与气化温度、煤灰含量及助熔剂添 Ｈ 加种类、数量和添加时间的关系，分析了沥青混合料拌和设备采用煤气化技术的节能效益，说明了 该技术对保护生态环境、降低能源消耗具有重要的现实意义。 公妣 路＆ Ａ 关键词：公路；拌和设备；煤气化；气化率影响因素；节能环保 中图分类号：Ｕ４１５．５２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—２６６８（２０１２）０２一Ｏ１５８—０４ 煤气化技术应用于公路养护行业的拌和设备属 于一种全新的工艺技术。将贵州省丰富的煤炭资源 转化为无污染的、清洁的气体资源作燃料进行洁净 燃烧，既降低公路养护成本，又契合了国家新时期的 节能减排和要求。目前，国内外均没有系统地 对搅拌设备和煤气发生装置进行节能研究，也没有 对煤转气沥青混合料搅拌设备能耗和环保情况进行 研究，这也正是该文研究的主要目的。 即煤受热后发生一系列复杂的物理、化学反应生成 与 ．如 各种可燃气体及其他产物的过程。这些变化主要受 原料煤的性质、气化温度、气化剂等因素的影响。煤 气化过程一般包括干燥、热解、气化及燃烧四个过 汽 Ａ 程。其中：干燥过程指煤在炉膛中随温度升高而受 热蒸发变得干燥；热解即随着温度进一步的升高，煤 分子发生热解反应，生成一定数量的挥发性物质（包 括干馏煤气、焦油及热解水等）的过程；气化指煤热 解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气 化剂发生化学反应，生成以ＣＯ、Ｈ。、ＣＨ 、ＣＯ。、Ｎ 、 Ｈｚ Ｓ和Ｈ。Ｏ等为主要成分的气态产物的过程，是 运 ．乩 ∞ ∞ １煤气化基本原理 从基本原理上讲，煤气化是一种加热转化过程， 实度达到９８ 时，固体体积率需达到８５．５７ 。 逞 瓣 综上分析，结合工程要求（压实度达到９Ｏ 时， 固体体积率需达到７７％；压实度达到９３ ９／６时，固体 体积率需达到８Ｏ％；压实度达到９８％时，固体体积 率需达到８３ ），在该工程中如需采用固体体积率 匿 作为工程质量控制指标，采用平均表观密度计算固 体体积率较为适宜。 压买厦 图３压实度与固体体积率关系曲线（平均表观密度计） 参考文献： ７８．９１ ；压实度达到９８ 时，固体体积率需达到 ８３．１９ ９，６。２）固体体积率如用平均毛体积密度计 算，则压实度达到９０％时，固体体积率需达到 ［１］ＭＨ５０１４—２００２，民用机场飞行区土（石）方与道面基 础施工技术规范［ｓ］． ［２３ ＪＴＧ Ｅ４０—２００７，公路土工试验规程［Ｓ］． Ｅ３３江巍，潘轶．固体体积率检测方法在机场工程中的应用 研究［Ｊ］．中国水运，２０１０，ｌＯ（１１）． Ｅ４］ＪＴＧ Ｅ４２－－２００５，公路工程集料试验规程［Ｓ］． ８１．７６％；压实度达到９３ ９，６时，固体体积率需达到 ８４．５０ ９／５；压实度达到９８ 时，固体体积率需达到 ８９．Ｏ７ 。３）固体体积率如用平均表观密度计算， 则压实度达到９Ｏ 时，固体体积率需达到７８．５６ ９／６； 压实度达到９３ 时，固体体积率需达到８１．１９ ９／５；压 收稿日期：２０１１—１Ｏ—ｌ３
