灌砂法在公路路基试验检测中的应用研究

灌砂法在公路路基试验检测中的应用研究

许海婷

太平洋建设集团有限公司 新疆 830001

摘 要：路基是公路的重要组成部分，路基施工质量和公路的整体质量、使用寿命有着直接关系。提高路基的稳定性和强度，是确保公路安全运行的关键，对此需要做好公路路基的试验检测工作，以便及时发现问题、处理问题。其中，灌砂法产生于19世纪50年代，多用于砂类土、细粒土密度的检测中，在公路路基试验检测中使用该方法，能够保证检测结果的准确性，保证压实质量，为公路施工质量的提升提供保障。

关键词：灌砂法；公路路基；试验检测；应用

1公路路基试验检测中灌砂法的试验流程

　　当前，大多数公路工程压实度现场测定，都会选用灌砂法，该项技术测量结果准确，但在实际应用中，并不像表面上看到的那样简单，在具体操作中，如果操作不当，极易产生质量问题，导致结果误差较大。为此，必须进一步规范公路路基试验检测中灌砂法的试验流程，更好地提升检测结果，提高检测准确性，保证公路路基整体质量。

　　（1）按规范要求选点方法在试验段内合理地选择检测点，在其周围选用一块平整表面，尺寸为400mm×400mm（中型灌砂筒，根据灌砂筒型号可作相应调整），清理干净。当现场表面较为粗糙时，可在基板中部圆孔位置放置灌砂筒，做好基板位置标识，随后开启灌砂筒，让砂不断向基板中孔内流入，待无砂向下流时，将开关关闭，并将灌砂筒去除，做好称量工作，精度控制在1g左右。

　　（2）去除基板，回收余留在试验点的量砂，并且做好清理工作。表面清理干净后将基板按标识的位置放回原处，顺着基板中孔开洞，洞的直径与应与基板空洞直径一致。开凿孔洞深度应与测试层厚度一致，严禁混入下层材料，在试洞开挖的过程中应及时将松散材料装入塑料袋中密封，以防水分散失，同时应尽量避免洞中材料在凿除的过程中飞溅出去，对颗粒较大的应及时收回到塑料袋中，以免影响检测结果。洞的凿除应尽量确保圆顺，洞壁要竖直，避免上下直径大小不一致，影响检测结果。最后取出所有洞内松散材料并称取其质量，精确到1g。如需检查当前层次厚度时，应先测量其厚度再称其质量。从挖出的全部土样中按规定称取代表性试样，放在铝盒或搪瓷盘中，按土工试验规程相关规定对其含水量进行测定。

　　（3）将基板放回到做好标识的试坑原位上，然后在基板中间位置放置灌砂筒，确保灌砂筒下口与基板中孔对齐，随后将灌砂筒开启，让砂不断向试洞内流入，待砂不再下流后即可关闭灌砂筒开关。移除灌砂筒称取剩余砂的质量，精确到1 g。在整个过程中，不允许触碰灌砂筒，尽可能地降低震动。

　　（4）将灌砂筒内的量砂取出，便于下次试验使用；将试坑内洁净量砂收回；将剩余量砂清理干净后，回填同质材料并分层夯实。回收的量砂应烘干、过筛，并放置一定时间使其与空气的湿度达到一致后方可继续使用。若混有杂质，则应废弃。

2公路路基试验检测中灌砂法的具体应用

2.1 量砂的选择与标定

如果在公路试验检测时采用砂直径不同的量砂，试验结果很容易出现重现性，试验松方密度参数也会发生较大变化。故在试验检测过程当中，检测人员务必要保证量砂的干净与整洁，保证砂处于同一均匀度。在运用颗粒直径各不相同的量砂时，检测人员要结合漏斗体积标定，参照数据见表1。

表1不同直径砂标定过程中的重现性

在量砂标定时，检测人员要了解标定灌深度与砂松方密度之间的联系，结合公路工程试验检测角度进行分析，路基灌砂深度和量砂的密度成正比例，当灌砂的深度降到2.50cm左右，砂的密度会逐渐下降，下降率为1.0%左右。故在开展公路路基灌砂试验时，检测人员需要结合外界环境，妥善控制试洞深度。

2.2 试验检测过程中的控制重点

(1)合理选择试验检测地点

试验检测地点的合理选择，对公路路基试验检测结果的准确性起到良好提升作用。对于检测人员来说，尽可能的选择地势平坦区域开展试验检测，并将各项试验检测设备布置在相应地点。结合试验检测工作需求，检测人员需要提前预留出400mm×400mm的空地，并将基板直接放到试验检测场地之内，使得现场检测更为可靠，防止储砂筒出现倾斜。通过加强公路路基试验检测地点的选择，并将基层进行全面清理，使得公路路基试验检测数据更加精确。

在准备量坑的过程之中，施工人员要严格处理路基，因为公路中间部位的压实度一般比路基两侧边缘部位的要高，因此，施工人员在检测坑位时，要将道路中间部位与两侧部位共同选取，使得该公路路基试验检测结果更为全面、准确，具有代表性，防止路基压实度薄弱环节出现质量隐患。

(2)试洞开挖与灌砂

在试洞开挖阶段，试验检测人员要特别注意以下问题:首先，按照先中间、后边缘的原则进行开挖，避免先挖边缘，然后以边缘上口为支点撬起试洞中材料，使得边缘受压挤密，试洞变形、变大，影响检测结果。第二，保证开挖试洞结构更为规则，试洞的边缘应保持良好垂直度，不得呈现不规则形状。如果试洞的边缘结构复杂，内径不足，深度不够，将直接影响试验检测结果的准确性。

在灌砂之前，检测人员要做好相应的准备工作，首先应按规定选用合适的灌砂设备。其次标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，向储砂筒内装砂，使得试筒内的量砂质量达到有关规定，更好的满足试验要求，并保证以后每次标定和试验都应与第一次装砂的高度和砂质量相同，方可开展试验检测。最后还需标定量砂的松方密度，在标定量砂的松方密度时，向储砂筒的装入的砂的高度和质量应与标定第一次装入的相同。

3实列

3.1工程概况：

某公路工程全长15.7km，东西走向，经实地勘察可知，本地区土质条件不好，且具有较高地下水位。为此，决定采用颗粒级配良好的回填土用于路基底基层。根据现场施工情况，决定分层压实，20cm为每层松铺厚度，通过光面压路机(12～15t)进行碾压施工，从而满足施工规范要求。

由室内重型标准击实试验可得填料最大干密度为2.14g/cm3，最佳含水率为8.0%。按照公路基层压实度相关规范要求，路基压实度应在95%以上。为了确保路基压实度满足施工要求，选择K2+100～K2+320段为试验段，每隔20m随机选点，通过灌砂法进行路基压实度测定，并分析试验结果。

3.2试验方法及结果分析

3.2.1 试验方法

本试验以K2+100～K2+320段为试验段，每段100m分2组完成试验，每组取测点6个，碾压遍数以6遍、8遍、10遍进行碾压。通过灌砂法在施工现场将每一个试样的密度测定出来，并取样。随后在恒温烘箱内按规定进行烘干，并进行试样含水率计算，从而得出试样的压实度、干密度。

3.2.2 试验结果分析

根据试验计算结果，可得出各个试样的湿密度、含水率、干密度、压实度，具体如表2所示。由此可得，：桩号K2+100～K2+200段的试样平均湿密度为2.17g/cm3;桩号K2+220～K2+320段的试样平均湿密度为2.25g/cm3。结合表2所得试样湿密度、含水率等数据，通过最小二乘法进行曲线拟合。通过曲线图可知，随压实遍数从6遍增至10遍的过程中，试样的平均密度也在随之增加，同时路基压实度也随之提升。基于此，在工程试验中，为增加压实功能，可采用大吨位压路机，或增加压实遍数，从而提升压实效果，达到增强路基强度的目的。但是当压实遍数达到10遍时，压实度出现了超100%现象，即K2+320试样压实度为101.8%，表明现场压实功能在室内压实试验的击实功以上，进而影响试样干密度。

表2试验结果表

本试验段的含水率平均值约为7.5%，随着压实遍数的增加，含水率有所下降。原因在于相比室内击实试验测量的最佳含水率，天然土的含水率往往略低，加之室外施工受温度影响，含水率也会有所降低。但是从表2可以明显看出在K2+120段时含水率达到了10.65%，且该试样的密度最小，仅为1.94g/cm3，因此压实度也有所下降，为90.6%。产生这种问题的根本原因在于土壤含水率下降，将会加大土颗粒之间的内摩擦阻力，当压实度达到一定值时，压实功则无法在对土壤变形抗力产生阻力，因此会影响压实所得的密实度。当加大试样含水率后，在颗粒间水可起到润滑效果，从而增大密实度。若含水率增至某一界限以上，同样会降低土壤的内摩擦阻力，但在此阶段土壤内的水量却在不断增多。基于水的不可压缩特点，反而会降低土壤的密实度。通过现场观察可见，在K2+120段周围地势偏低，而且存在较为明显的毛细作用，含水量大。为改变这一现象，可利用晾晒或换填其他填料的方式进行处理。

通过上述分析可得，随着压实功的变化，土的最大干密度、最佳含水率均会随之变化。在压实功能增加时，最大干密度随之增加，但最佳含水率随之下降。这种增加或下降的速率呈递减状态，因此，仅仅依靠增加压实功能的方式来增加土的最大干密度是具有一定局限性的。此外，所有试样中，除K2+120段以外，碾压遍数在6遍及其以上时，单点压实度均在93%以上，为满足规范值95%的要求，碾压遍数定为8遍最为合适。

结束语

总之，在路基试验中，灌砂法是非常重要的技术手段，借助灌砂法，可以对路基压实度展开准确测定，为路基以及后续的施工提供参照，促进施工进度的良好控制，让路基施工取得良好的效果，让公路建设达到相关质量要求。

参考文献

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［2］佘文.灌砂法在路基压实度试验检测中的应用［J］.建材与装饰，2018，(8):239－240.

［3］姚艳.灌砂法在公路路基压实度检测中的应用［J］.交通世界，2018，(Z1):128－129+131.