公路工程路基施工中压实度试验检测探析

冯云

【摘 要】造成公路病害的原因很多，其中最为重要的就是路基施工中压实度指标达不到要求。路基施工中压实度试验检测在确保压实度指标达到设计要求方面扮演着重要的角色。当前路基压实度试验检测方法众多，本文就其中几点方法及其实施要点进行分析概述。

【关键词】路基；压实度；试验检测

一、灌砂法

灌砂法是利用均匀颗粒砂去置换试洞的体积，是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。此方法表面上看起来较为简单，但实际操作时常常不好掌握，灌砂的检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或者取到下一个碾压层中。此方法适用于现场测定细粒土、沙粒土和砾类土压实层和基层、底基层、沥青贯入式面层等的密实度。灌砂法的实施要点如下：

（一）灌砂筒的选用应符合下列规定：

1.当集料的最大粒径小于13.2mm，测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。

2.当集料的最大粒径等于或大于13.2mm，但不大于31.5mm，测定层的厚度不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。

3.如集料的最大粒径超过31.5mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸，灌砂筒的直径以200mm或大于200mm为宜。

（二）储砂筒内砂面高度、砂的总重、标定罐深度及砂的颗粒组成对量砂密度及锥体质量有一定的影响。现场试洞深度应与室内标定罐深度一致，以减少因量砂密度的改变对压实度的影响；量砂级配不同，密度也明显不同，故检测时量砂必须采用粒径0.25～0.50mm或0.30～0.60mm的标准砂。

（三）选点后，去除表层松散土并处理平整后进行试坑的开挖。开挖试坑时应先中间后边缘，试坑深度要保持足够，按照《公路路基路面现场测试规程》要求，试坑的深度应该等于测定层的厚度，但不得有下层材料混入；试坑内径应保持上下一致。在凿洞过程中，应随时将凿松的土取出装入塑料袋中，不使水分蒸发，尽量避免使土样直接暴露于空气中，否则将影响压实度的检测结果。

（四）试坑开挖中遇到细粒土中夹有碎石，则压实度将有可能偏大，甚至出现超密情况。处理的方法为灌砂前把碎石放回试坑内，或者换一个位置进行检测。

（五）含水量的检测是灌砂法检测压实度中至关主要的一步，最准确的方法是烘干法。但在实际工作中，由于工期等原因，更多的是采用现场酒精燃烧法进行含水量的检测。这种方法会将土壤中的有机质燃烧掉而产生误差。首先取样应有代表性；其次就要求酒精的浓度要满足规范要求；第三在酒精燃烧土样的过程中，要防止铝盒内试样“嘣”出铝盒，每一土样至少燃烧三次，直至质量不在发生变化为止；燃烧完成后，两个试样的含水量结果不能超过1%，否则结果无效；最后取两次含水量的平均值为该点含水量的代表值。

（六）对数据的处理。为保证结果的准确性，规范规定试样湿密度取三位小数，干密度取两位小数，含水量以百分数表示，取一位小数。

二、表面波法

仪器为BAJ一3B型表面波压实密度仪，由电源、功率放大器、程控波形发生器、参考信号发生器、放大器、滤波器、相位检测器、计算机、存储器、显示器、欠电压检测指示等硬件电路及软件组成。表面波压实密度仪是以表面波理论为依据，采用电磁、电子及信号处理等高科技研制的新型快速无损检测仪器。

表面波是一种弹性波，在半无限弹性介质表面进行垂直激荡时，介质中质点产生相应的纵向和横向振动，使介质表面的质点作椭圆运动，其振动沿介质表面层传播，产生表面波.表面波在材料中的传播

有如下公式：

UR=λf

式中，VR——表面波速度，m/s；f——表面波振动频率，Hz； λ——波长，λ =2D，其中D为垂直振动平均深度范围，m.

表面波在材料中的传播速度与材料的干密度、速度、弹性模量等工程力学参数存在良好的相关性，可建立相关方程式。因而，通过在现场检测到的路面结构的表面波速度，即可计算出材料的力学参数，从而对施工质量进行检测与评定。当控制检测装置按给定频率控制激荡器对被测填筑材料进行垂直激荡，在被测材料中产生表面波振动信号时，该振动信号沿填筑材料传播，经距离 后由传感器接收，控制检测装置首先测量得到表面波在材料中的传播速度，然后根据已建立的表面波传播速度与干密度的相关方程：ρd=a+bvr 计算求取被检测填筑材料干密度ρd及压实度，达到检测评定填筑材料的碾压压实质量的目的。

三、环刀法

环刀法是测量现场密度的传统方法，适用于公路工程现场测定细粒土及无极结合料稳定细粒土的密度。但是由于环刀体积小，使得表面修整和土样称重过程中的误差，会引起较大的相对误差，再者实际施工过程中，取土坑内土质变化大，土层薄，当今机械化施工水平提高，不能将不同土质分开来分层填筑，有时同一环刀体积内由两种土质组成，这样标准干容重难以掌握，在向下锤击环刀的过程中，使得压实土层受到挠动，改变了土体经过压实后的结构，对于同一压实土层，往往上部较下部密实，所以用环刀法取样时，应清除上面的7cm左右的土，然后再将环刀锤击到土层中间，这样测得的土的容重为该层土的容重的中值，然而一些单位在施工中，往往将环刀从土层表面锤下，取该层土的上部的密度，这样得出的土的密度数值偏高，不能代表该土层的密度。当质量检测部门或监理工程师与施工单位之间发生争议时，以灌砂法的测定值为准。

四、核子密度仪法

核子密度仪法是利用放射性元素测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少。该类方法适用于测量各种土或路面材料的密度和含水量，有些进口仪器可贮存打印测试结果。

（一）核子密度仪的工作原理

核子密度仪内部有两种放射源（铯137γ源，镅241中子源），测量密度时，铯137γ源发出的γ射线进入被测材料，如果材料密度越大，就会有越多的γ射线穿过它并被装在仪器内的盖草-密勒计数管检测到，单位时间内计到的数目就越大；反之，就越小。微处理器根据检测管的接收数目就可以测出其密度。测量含水量时，中子源放射出的中子进入被测材料，被测材料水分子中的氢原子与高能中子相撞，使之减速，慢中子被探测管所接收，含水量越大，被接收的慢中子数越多；反之，就越少。

（二）核子仪法实施要点

1、在高原检测环境中，每次检测前，首先要对核子仪进行标准计数，标准计数时间应比内地稍长一些，最好两次标准计数。

2、输入被检测填料的标准干密度，设定测量时间（可以根据被检测填料的密度来设定测量时间，遵循密度大检测时间长的原则，在高原测量时间至少≥1min）。

3、每到一地，针对不同的填料，要建立不同的方程式，绝不能套用其他的方程式。

4、对比试验必须是在相同条件下进行，才有可比性。一般对比试验组数应≥15组。

五、结束语

只有采取科学的试验方法跟检测手段，才能对路面压实度予以正确的评价，保证压实质量。因此在路基施工中压实度试验检测中要严格控制施工规范、操作规程来办事，使试验方法跟检测工作科学化、正规化。

参考文献：

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[2]杨建功.最新公路工程质量检验评定标准贯彻实施手册[M].宁夏：音像大地出版社，2012.

[3]赵桂娟，高速公路路基压实度检测方法相关性分析[J].西安科技大学学报，2012（06）.

[4]李强.路基路面检测技术与质量控制[D].西安：长安大学公路学院，2012.