公路路基试验检测灌砂法分析

文/甘昊、谭龙金

1 前言

灌砂法在公路路基压实强度的检测过程中是常用的一种方法。应用该方法可以全面测定路基密度，在实践应用中具备较高的精确性，且操作简单，具备很强的适用性。一般而言，该方法在细粒土、砂砾类型土与砾类土质密度的检测过程中应用广泛。

2 技术原理

路基试验阶段，灌砂法是常用的一种技术手段，该技术实施对后续路基工程开展具有指导性作用。

灌砂法应用原理：通过灌砂方式在灌砂筒进行测定，使砂体实现自由下滑，然后根据需要调整试样，确定其内部的体积参数，同时根据含水量参数确定干密度数据。该方法在检测路基密实度方面有着很强的优势，实用价值非常高。另外，在路基工程中，使用灌砂法时要注意下述因素。

2.1 细粒度密度测试环节，采用直径100mm 的灌砂筒。

2.2 对于填土粒径超过15mm 的情况，相关人员应采取大直径灌砂筒进行检查，一般需要选择使用直径为150～200mm 的灌砂筒才能达到标准的要求。

3 工程概况

某高速公路工程全长37.8km，采用双向四车道设计，路基宽度设计为24m，最高车速120km/h，最低80km/h。施工阶段为了提升路基强度以及承载力，需要采用灌砂法测定路基密度等数，从而保证工程的施工质量达到规范标准[1]。

4 量砂的选择

因为在工程项目中应用的颗粒组成不同的量砂会给试验性能产生较大的影响，且松方密度参数易出现变化，因此在灌砂法的操作实践中需要量砂达到洁净度的标准，且材料均匀性合格。从施工标准方面进行分析，从施工标准方面进行分析，采用不同粒径砂进行密度以及体积标定阶段，需要按照表1 数据要求执行。结合表中数据分析，该工程中应用的材料粒径处于0.3～0.6mm 之间，重现性可以满足工程的试验标准。

表1 重现性分析

5 量砂的标定

5.1 标定深度以及砂密度关系分析

按照项目试验情况分析可知，砂料密度与标定罐砂速度处于正比例关系。若其深度≤2.5cm 时，砂密度会受到影响下降1%左右。所以，要想切实提升测定精度，则需要做好试洞深度以及测定温度的控制，使其处于相同的系数范围。

5.2 测定储砂面高低的影响分析

在密度测定环节，储砂筒的砂面高度在一定的范围内与砂密度存在一定关系。所以，如果其内部的高度不足5cm 的情况下，密度就会减小1%左右。在具体的试验操作环节，为了使测量数据达到稳定性、准确性的标准，需要在实验中根据需要确定其内部砂面高度、标定密度，以确保数据的精度符合标准要求，且和砂筒中材料高度达到一致性的要求。此外，还要结合上述几点分析试验环节，根据试验需求对砂料进行调节处理，以避免各种影响导致测定数据不准确的情况出现，从而为整个试验的顺利进行提供良好的基础，防止发生数据偏差严重的问题[2]。

5.3 注意量砂自身的稳定性

灌砂法的试验环节，最为关键的几个部分就是要确保砂的洁净度、含水量与均匀性等指标满足试验需求，同时对于外部影响因素也要考虑在内，例如空气湿度产生的影响。一般来说，在试验开始前需要将砂在空气条件下静置一定时间，使砂的湿度和环境湿度达到一致性的要求，以此保证试验顺利进行，确定最终试验数据。检测工作进行中，需要使量砂试验按照标准要求连续进行，且保证各项检测所需要的材料准备充足，一旦出现材料短缺、供应不足就会造成试验中断，那么其结果也会存在严重偏差。另外，需要更换试验量砂料时，应按照项目实际情况对测定材料进行标定。这主要是由于不同类型的砂密度差异性不同，试验结果会出现偏差，因此在试验环节砂量不是相同批次的，需要更换后进行测定，否则相关数据指标会不准确。

6 路基试验重点解析

6.1 试验场地的选择

通常而言，在试验地点选择上需要综合项目的实际情况，选择地势平整的位置进行操作；同时，在设备的要求方面也应该保证设备达到稳定性的标准，安装到试验地点满足试验的标准要求。在本次工程的实验中，选择在整个场地内的40cm×40cm 范围之内，基板直接安装到该位置上，使其满足稳定指标要求，另外操作环节不可出现下落速度过快等问题。当试验位置确定后，要按照试验标准做好相关处理，以保证后续测定数据的精度达到设计要求。

6.2 路基粗糙面以及基板的测定

在粗糙面以及基板试验的过程，首先需要按照规范要求对量砂要求进行标定。操作上可以通过使用量砂筒进行内部的质量检查和标准，并对量砂筒的留出体积以及标定容量进行计算，从而确定最终的砂量质量。试验环节由于沙量较多，当满载指标达到设定要求时，流动速度与密度呈正比，即砂面高度较高，则流速比较快，进而出现大量标定基板与粗糙面的砂质量相差比较大的情况。如果在试验环节，选取的是光滑度较高的平面，并不需要进行该步骤的操作。因此，在具体试验工作开始前，必须要深入现场考虑实际情况，综合性分析表面的粗糙度参数，然后选择符合本次实际情况的试验方式，从而使试验更加精确，同时取得的试验数据也具备代表性，不影响整体的试验效果。

6.3 开挖试洞

6.3.1 在整个试验的环节中，需要根据先中部、后边缘位置顺序的开始试验检测。这是由于在路基的施工环节是从两侧到中间的顺序开始进行的，且极易导致最边缘的位置上存在密实度问题，一旦出现数据偏差情况，就会造成整个试验过程数据偏差严重，进而使试验不能满足正常的使用标准要求。

6.3.2 试洞的开挖作业过程中，需要保证其达到美观性、规则性的要求，且操作环节保证试洞壁垂直度指标满足规定要求。如果不能达到这一标准要求，则会导致量砂流动性不能达到试验的标准要求，最终出现试验准确性不足的情况，影响施工质量[3]。

6.3.3 试洞的开挖位置上如果存有土体结构的材质，为了防止水分流失严重而出现检测不合格的问题，需要做好封闭存储处理，确保不会产生严重问题。

6.3.4 试洞内应用的施工材料和试验材料有着明显差异的条件下，应该结合实际情况选择不同的击实材料进行试洞操作，以达到工程的标准要求。

6.4 灌砂

灌砂正式开始之前，应该做好各个方面的管理和控制，使筒内的量砂全部达到试验的基础和要求；同时，在开展灌砂之前需要保证灌砂操作中装满的质量与第一次试验质量数据一致后再进行试验。

7 试验结果分析

根据该工程的试验方案要求以及执行标准，采用三层路基结构开展试验，并于每个基层设置24 个测试点，一共设置测点72 个。试验结果可知，通过应用灌砂法，每层结构的参数均满足测定要求，具体内容见表2。

表2 试验结果

8 结语

综上所述，公路路基是公路工程主要的结构组成部分，从实际经验方面总结可以发现，采取必要的措施可以得到路基稳定性与强度性能的参数。结合本文高速公路项目，并考虑具体情况采取灌砂法作业方式进行压实度检查，经过检查数据分析，其完全满足该工程的设计方案标准和要求，说明整个工程质量合格，且完全达到运行的标准要求，能够提高交通运行的安全性。