探析铁路路基质量检测K60平板荷载试验

张忠正（中铁十二局集团第四工程有限公司，西安 710021）

探析铁路路基质量检测K60平板荷载试验

张忠正
（中铁十二局集团第四工程有限公司，西安 710021）

地基系数K60能够直观地反映路基沉降量同载荷量之间的相互关系，是检测铁路路基压实程度，保障列车运行安全的重要参数指标。本文简要介绍了K60平板荷载试验的基本原理，并具体分析了K60平板载荷试验在张唐铁路路基检测中的实际应用。

铁路路基；质量检测；K60平板；载荷试验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.205

1　引言

铁路路基质量直接关系着列车运行的安全性、可靠性和舒适性，地基系数K60能够直观地反映路基沉降量同载荷量之间的相互关系，是检测铁路路基压实程度，保障列车运行安全的重要参数指标，对确保铁路路基建设起着至关重要的作用。

2　K60平板载荷试验的基本原理

地基系数K60是评价路基预估填筑物沉降、检测路基容许承载力以及观测路基土变形的主要指标。K60平板荷载试验的原理是对直径为60cm的承载平板施加不同等级的载荷量，观测路基沉降量同载荷值的相关性，待沉降量达到标准值1.25mm时，停止试验，绘制出荷载—沉降的关系曲线，并计算出地基系数K60的数值，进而反映出铁路路基的压实质量。

3　K60平板载荷试验在张唐铁路路基检测中的实际应用

张唐铁路是目前我国新建的重载铁路，该铁路起自张家口孔家庄，经过万全、宣化、滦平等站，止于曹妃甸北站，全线长度528.5km。本项目部任务段位于华北燕山运动隆起地带，山高坡陡，河谷纵横，是地形崎岖的深山区。总的地势北高南低，平均海拔500m左右，最高山峰观星台海拔960.4m，河谷最低海拔为280.2m，一般谷岭高差300～500m，山脊多呈见棱角状，难以攀爬；沟谷切割较深，冲积、崩塌砾石林立。

该条铁路路基基床采用块石填筑，压实厚度为60cm，填料颗粒最大粒径＜400mm，填料粒径不能超过压实厚度的2/3。采用该填料填筑之后，然后采用LSS220型压路机，在松铺厚度为75cm时，静压1遍，弱压一遍，强振压2遍，再静压1遍后，压实厚度为60cm，松铺系数为1.25。碾压后基床底层各项指标满足要求之后再对K60平板载荷试验。

图1　K60平板载荷试验设备示意图

3.1安装试验设备

为了获取准确的试验数据，在进行试验之前首先要在测量区域安装试验设备，测量设备具体如图1所示。从而保证测量数据真实可靠。首先将承载板放置于检测区域并与路基完全接触，若二者间存在间隙，可选用干燥砂石或石膏腻子来进行填充，从而保证待承载板与路基完全接触。然后将反力装置置于承载板的正上方且加以制动，再将千斤顶垂直地立于承载板上方，并且保证其能够接触到反力装置，最后开始安装测桥和沉降测量表，测桥的安装主要是放置支撑座的位置，其距离反力装置支撑点不应小于 1m，将支撑梁放置于两个支撑座之上并根据支撑梁上的水准仪将其调整水平。沉降量测表安装在测表支架上，测表支架才用永久性磁铁放置于承载板上，两个测表安装位置必须相互对称。

3.2进行载荷试验

首先以 0.02MPa 荷载进行预压，预压时间约为 30s，然后卸除荷载，并将压力测表和沉降量测表的读数调至零。目的是为了让试验点路基面上的松动土层压实并稳固承载板。其次通过手动油泵进行施加静力荷载，每次荷载增量为 0.04MPa，当施加完荷载后，等待荷载强度与沉降量值趋于稳定后再进行数据读取，并将数据记录与K60平板载荷试验表中，如表1所示。记录完数据后施加下一级荷载。最后当两个沉降量测表所检测的数据超过试验规程所要求的基准值（1.25mm）时，或当试验人员根据所记录的荷载数据大于所估计路基最大接触压力，或当到达路基的屈服点时，停止施加荷载并终止试验。在试验过程中承载板如果出现严重倾斜、过度下沉等异常现象时，需将试验点重新下挖至相当于承载板直径的深度，然后重新进行试验，并在记录表中进行注明。

表1　K60平板载荷试验表

3.3地基系数K60的计算

K60平板载荷试验完毕后，将试验数据填入K60平板载荷试验表中并对数据进行整理，然后根据整理的试验数据，在荷载强度σ 与沉降量s 组成的坐标系中描绘出各个数据点坐标，并手工绘制荷载 沉量关系曲线，坐标系如图 2 所示。在采用手工描绘曲线时，应使曲线圆滑，且尽量接近各个数据点。

图2　K60平板试验下荷载强度与路基沉降量的曲线关系

总之，K60平板载荷试验是检验铁路路基质量的重要方法，它能够客观地反映出路基沉降量与荷载强度之间的关系。通过对路基施加不同的载荷强度便可获取路基沉降数据，然后对这些数据进行处理分析，绘制二者之间的曲线关系，从而计算出标准沉降量（1.25mm）下地基系数K60。

［1］齐友峰.重载铁路高填方路基竖向应力分布规律研究［D］.石家庄铁道大学，2015（06）.

［2］曾佳，王红平，李晴.路基压实质量检测分析指标相关性研究［J］.铁道建筑，2013（12）.