肖 燕

(四川濟通工程試驗檢測有限公司,四川成都 610000)

路基壓實度是反映路基每一壓實層的緊密程度，只有使每一壓實層的緊密程度都符合規(guī)定，才能使路基的整體強度、穩(wěn)定性和耐久性滿足要求。壓實度的檢測是保證路基路面質量的基礎，是評定路基路面內在質量的關鍵指標之一，路面出現(xiàn)的坑洞、裂縫、不均勻沉降或推移等病害問題，嚴重影響路基、路面的使用壽命。

1 灌砂法檢測壓實度的原理

1.1 測試原理

灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞體積。

灌砂法基本原理是利用粒徑0.30～0.60 mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內，按其單位自重不變的原理來測量試洞的容積(即用標準砂來置換試洞中的填料)，并根據填料的含水量來推算出試樣的實測干密度。

灌砂法是現(xiàn)場測定密度的主要方法，但必須提示的是灌砂法不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測。

1.2 計算方法

試樣的濕密度通過試坑中取出的全部填料與試坑的體積的比值得出后，試樣的濕密度與(1+試坑試樣的含水率)的比值，得出試樣的干密度，試樣的干密度與擊實試驗得到的試樣的最大干密度的百分比就是測試地點的施工壓實度。

具體試樣方法及公式在后面的試驗步驟中具體闡述及說明。

2 灌砂法用儀器、器具與材料

烘箱或酒精，天平，臺秤，鋁盒，經標定后的量砂，灌砂筒，金屬標定罐，基板，試樣盤，玻璃板，毛刷，鑿子，鐵錘，勺子，現(xiàn)場裝砂用的容器(塑料桶)等。

3 灌砂法現(xiàn)場檢測的要點與試驗方法

3.1 步驟要點

選用灌砂筒，標定砂，現(xiàn)場選點，挖試坑，灌砂，含水率測定、計算。

3.2 影響壓實度的幾點因素

為在后面理解“檢測過程中減少誤差”起到充分認識，幫助理解清晰到位，在此先簡要說明路基壓實度的影響因素，主要有以下幾點：

(1)含水量對壓實過程的影響。

(2)壓實松鋪厚度的影響。

(3)壓實遍數對壓實的影響。

(4)壓實方式的原則把握對壓實質量的影響。

(5)壓實機械的選用。

3.3 試驗方法

平坦表面粗糙度不大的情況下，灌砂時不放置基板：

(1)在試驗地點，選一塊平坦表面，將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。

(2)將基板放回清掃干凈的表面上(盡量放在原處)，沿基板中孔鑿洞(洞的直徑與灌砂筒一致)。在鑿洞過程中，應注意不使鑿出的材料丟失，并隨時將鑿松的材料取出裝入塑料袋中，不使水分蒸發(fā)，也可放在大試樣盒內。試洞的深度應等于測定層厚度，但不得有下層材料混入，最后將洞內的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱取材料的質量，全部取出材料的總質量為mw準確至1 g。當需要檢測厚度時，應先測量厚度后再進行這一步驟。

(3)從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測定其含水率(ω，以%計)。樣品的數量如下：用小型灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100 g；對于各種中粒土，不少于500 g。用大型灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于200 g；對于各種中粒土，不少于1 000 g；對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料穩(wěn)定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2 000 g，稱其質量md。

(4)將基板安放在試坑上，將灌砂簡安放在基板中間(儲砂筒內放滿砂到要求質量m1)，使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關，讓砂流入試坑內。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。仔細取走灌砂筒，并稱量筒內剩余砂的質量m3，準確至1 g。

(5)仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用。若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混有雜質，則應該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的濕度達到平衡后再用。

3.4 計算

(1)按式(1)計算填滿試坑所用的砂的質量mb(g)。灌砂時，試坑上不放基板：

mb=m1-m3-m2

(1)

式中：mb為填滿試坑的砂的質量(g)；m1為灌砂前灌砂筒內砂的質量(g)；m2為灌砂筒下部圓錐體內砂的質量(g)；m3為灌砂后，灌砂筒內剩余砂的質量(g)。

(2)按式(2)計算試坑材料的濕密度ρw(g/cm3)。

(2)

式中：mw為試坑中取出的全部材料的質量(g)；ρs為量砂的松方密度(g/cm3)。

(3) 按式(3)計算試坑材料的干密度ρd(g/cm3)：

(3)

式中：ω為試坑材料的含水率(%)；md為試坑中取出的穩(wěn)定上的烘干質量(g)。

(4) 按式(4)計算施工壓實度。

(4)

式中：K為測試地點的施工壓實度(%)；ρd為試樣的干密度(g/cm3)；ρc為由擊實試驗得到的試樣的最大干密度(g/cm3)。

當試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時,可以試坑材料做標準擊實，求取實際的最大干密度。

(5)報告。各種材料的干密度均應準確至0.01 g/cm3。

4 主要減少誤差的注意事項

4.1 選用灌砂筒的大小

4.1.1 根據現(xiàn)場填料的最大粒徑選用灌砂筒

當試樣的最大粒徑小于13.2 mm，測定層的厚度不超過150 mm時，宜采用φ100 mm的小型灌砂筒測試，此規(guī)格的灌砂筒用的比較少。當試樣的最大粒徑等于或大于13.2 mm，但不大于31.5 mm，測定層厚度不超過150 mm時，應用φ150 mm的大型灌砂筒測試。如集料的最大粒徑達到31.5～60 mm或測定層厚度超過200 mm時時，選用直徑200 mm灌砂筒為宜。

4.1.2 結合現(xiàn)場壓實厚度選用

現(xiàn)場普遍應用φ150 mm的灌砂筒，測深為150 mm，其所測壓實度僅為150 mm。但是現(xiàn)場壓實層厚度往往在200 mm左右，而且一般壓實度在壓實表層都比較高，往下就難以保證，因此采用φ200 mm的大灌砂筒檢測為宜。

在此必須提出的是現(xiàn)場用灌砂筒規(guī)格大小必須與標定量砂時用灌砂筒規(guī)格大小一致。

4.2 量砂標定對壓實度的影響

4.2.1 量砂面的高度對量砂密度的影響

量砂灌入試坑前，儲砂筒中砂面高度、砂的質量對量砂密度的影響。筒內砂的高度與筒頂的距離15 mm左右為宜，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標定罐內砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲砂筒中砂面高度須嚴格控制。

現(xiàn)場試驗點測試時，儲砂筒中砂面高度應與標定量砂密度時儲砂筒中砂面高度保持一致。另外，筒內砂的質量準確至1 g。每次標定及以后的試驗都維持這個質量不變。因為標定時，只要砂總重相同，即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂使用的準確性。

上述儲砂筒中砂面高度、砂的質量在JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》明確規(guī)定，且實踐證明，現(xiàn)場試驗點測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內標定時保持一致，大大提高了檢測數據的準確性。

4.2.2 砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響。

量砂要規(guī)則，不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，所以每次現(xiàn)場檢測用砂必須與標定用砂為同一批次同一粒徑范圍的標準砂，即0.30～0．60 mm的砂，而且要保持砂潔凈干燥?；厥樟可爸貜褪褂脮r，一定要晾干、過篩，放置足夠的時間，并重新標定量砂松方密度。

4.2.3 標定罐深度對量砂密度的影響

通過試驗結果發(fā)現(xiàn)：曾經做過試驗，結果發(fā)現(xiàn)標定罐深度每減2.5 cm，砂密度大約降低3 %。標定罐深度每減1 cm，砂密度大約降低1.2 %?？梢姌硕ü奚疃葘α可懊芏鹊挠绊戄^大。因此，現(xiàn)場試洞深度應盡量與室內標定罐深度一致。

綜上，儲砂筒砂面高度、砂的總重、砂的顆粒組成、標定罐深度等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂松方密度作為壓實度計算用的基本數據之一，量砂密度標定準確與否，將會影響路基壓實度的檢測精度。由上述可見，在進行路基壓實度檢測之前，量砂標定工作必須引起足夠的重視，認真對待。

4.3 現(xiàn)場測點選擇

4.3.1 選點數量

路基壓實質量是否滿足要求與單個測點壓實度及整個路段總體壓實度評定結果有關。因此壓實度檢測選點是否得當，直接影響到壓實度的檢測結果。進行壓實度檢測時，選點編號，選點得當，隨機選點，選點檢測數量應滿足規(guī)范頻率要求。選點位置不客觀，選點太少，就不能客觀反映實際壓實情況，選點也沒必要太多，但對某一點壓實度有異議時在距原坑邊5 cm的位置旁邊再另行選點檢測，來判斷是否由于試驗人員的操作不當造成該結果不合格還是該點壓實度本身就不合格。故正確的選點在工程施工中具有較強的實際指導意義。

4.3.2 選點位置

檢測點的位置很重要。由于工程結構的特殊性，通常而言，路基中間部位壓實度相對較高，而兩側接近路緣處往往壓實度偏低。任何一個薄弱點都可能造成整個工程質量隱患，而壓實度檢測也應全面檢測，對檢測出的薄弱點應及時通知現(xiàn)場施工人員，采取補救措施。

4.4 挖試坑

4.4.1 試坑形狀

試坑的形狀應該是垂直的圓柱體形，試坑深度應盡量等于標定灌深度，坑壁筆直，上下口直徑相等，避免上大下小導致測得的壓實度偏大，反之上小下大的形狀將導致壓實度偏小。

4.4.2 試坑深度

按照JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，試坑的深度應該等于測定層的厚度，但不得有下層材料混入，一般情況下，每壓實層厚為200 mm，所以，試坑深度也應該是200 mm。壓路機在碾壓過程中其應力分布成倒三角形，所以就每一層壓實而言，越向下的部位其壓實度越小。因而，坑的深度不夠，將導致測得的壓實度偏大。

4.5 灌砂

4.5.1 灌砂時間

因為灌砂筒內砂子的流動是從中心開始而后才向邊緣擴展的，而我們又無法直接觀察到中心部位砂子的流動情況，故應使邊緣處標準砂不再流動后還需要等十幾秒鐘再停止灌砂。如果提前結束灌砂，勢必導致灌入的標準砂質量偏少，從而導致測得的壓實度值偏大。

4.5.2 灌砂時人為干擾

在灌砂過程中，切勿用手人為敲擊灌砂筒，因外部干擾會影響筒內砂的下落速度的加大，與砂的自重自然流速形成偏差，形成流砂量大，導致測出的試坑體積偏大，壓實度偏小。

4.6 含水率

4.6.1 試樣取樣代表性

在取樣測定含水率試樣時，若選取了較干燥或較濕的部分或拖延了時間選取勢必導致含水量偏差，從而加大影響壓實度值的偏差，因此應將試坑內的土壤迅速均勻攪拌，然后再取規(guī)定的試樣數量迅速裝入鋁盒中。

4.6.2 含水率測定方法

因現(xiàn)場條件有限，現(xiàn)場測定試樣含水量通常用酒精燃燒法，影響測定含水率準確性的原因總結如下：使用酒精的純度能否達到要求，酒精是否淹沒試樣表面，燃燒次數是否達到規(guī)范要求。

若條件允許含水率的測定采用烘干法較為準確，但用時較長。

5 對“異常值點”的路段進行現(xiàn)場擊實試驗

對“異常值點”的段落在現(xiàn)場處就地取樣，在保證含水量在可進行施工碾壓情況下進行擊實試驗，得到干密度ρd2，以ρd2作為壓實度評定的最大干密度：K=ρd/ρd2。合理地使用“現(xiàn)場取樣擊實”的這種方法將會很大程度上減少因試驗誤差而導致地返工，同時對路基的內在壓實質量起到強有力的質量保障，這種方法要本著實事求是的原則，本著對工程質量負責，對施工負責的原則進行采用，這對試驗人員的經驗和良好職業(yè)道德素質提出了一定的要求。

6 結束語

對路基壓實度的測定減少誤差，在試驗規(guī)程基礎上，結合實際經驗，主要從選用灌砂筒大小，標定砂時注意過程細節(jié)，現(xiàn)場選擇測點要有代表性，挖試坑要規(guī)范，灌砂要注意停止時間及人為干擾，含水率測定試樣滿足規(guī)范要求，做好上述環(huán)節(jié)，對壓實度值的準確性將大大提高，為工程質量評定的可靠性提供可靠保證。