公路路基压实度现场检测方法应用分析

公路路基压实度现场检测方法应用分析

严丹

南京东部路桥工程有限公司 江苏 南京 210000

摘要：公路路基在道路中起着至关重要的作用，保证公路路基拥有足够的刚度、强度及整体稳定性，才能充分发挥其在道路结构中的强力承载作用。压实度检测是检验路基工程质量的重要指标，本文就环刀测试法、挖坑灌砂测试法、灌水测试法及核子密湿度仪测试法在公路路基压实度现场检测中的应用进行分析，以此确保试验检验结果的精准度，保证整体工程的施工质量。

1、公路路基压实度现场检测的重要性

公路路基是在地表面上依据设计要求开挖或者填筑而成的构筑物，其承接着道路交通带来的荷载，在道路中起着至关重要的作用，保证公路路基拥有足够的刚度、强度及整体稳定性，才能充分发挥其在道路结构中的强力承载作用。公路路基碾压施工是道路施工的终点施工工艺，压实度检测是检验路基工程质量的重要指标。

2、公路路基施工工艺

（1）根据交桩的测量基准点复测并加密测量控制点，形成现场测量控制网。测设道路路基中心桩，按每20m整桩号测设中心桩，桩面用记号笔标明里程桩号。根据每层填料的预设松铺厚度，计算出各对应桩号左右两侧的路基填筑宽度（预留为保证路基边缘压实度和压路机的安全施工而增加的宽度），用白灰沿边线标出填筑范围[1]。

（2）按压实厚度和每车土量计算出布土灰格大小，划格挂线控制上土量和布土厚度。卸车必须有专有指挥，人工配合平地机精平，测量时用点标识灰土的高低，并及时反馈给平地机。缺料时及时找补，拒绝碾压贴补现象。试验人员对填料含水量进行试验检测，保证填料接近最佳含水量值的±2％。

（3）路基碾压的施工机械、碾压遍数等施工参数，经现场试验段试验检测确定。碾压应自路基的边缘向中间靠拢进行，碾压时宜先慢后快、先静压再振动、先轻后重、均匀碾压，路基表面做到平整密实、无明显轮迹、起皮等不良现象，并在碾压完成后及时进行路基养护。

3、公路路基压实度现场检测的方法

路基施工现场压实度的主要检测方法有环刀测试压实度法、挖坑灌砂测试压实度法、灌水测试压实度法、核子密湿度仪测试压实度法等检测方法。

3.1环刀测试公路路基压实度方法

环刀测试公路路基压实度方法适用于现场检测细粒土和龄期≤2天的无机结合料稳定细粒土的密度，以此检验结构层的施工压实质量。

（1）在施工现场选取两处位置相邻的检测点作为平行试验检测。

（2）采用人工取土器检测稳定细粒土和粘性土的密度：

擦拭干净环刀，并称取环刀质量M2。在试验检测点选取面积约30cm×30cm的地面，去除表面浮土。将定向筒齿钉固定在修整后的地面上。依次将环刀、环盖放入定向筒内。保证导杆处于垂直状态，用落锤施打环刀，将其打入压实的土层中，保证环刀中部达到压实土层厚的1/2深度。移走掉击实锤和定向筒，用铁锹或镐将环刀及试样完整挖出。轻轻取下环盖，用修土刀自周边向中间削去环刀两端多余土体，用钢尺测量直到修平为止。擦拭干净环刀的外壁，用电子天平称出环刀及试样总体质量M1。从中称取具有代表性的试样，检测其含水率ω[2]。

（3）用人工取土器检测砂性土（砂层）的密度：

在修整好的测试面上，挖出相对环刀外径略大的砂土柱，将环刀刀口向下，水平放置在砂土柱上，将环刀缓慢平稳地垂直压下，保证环刀中部达到压实土层厚的1/2深度。用钢尺削掉环刀两段多余的砂土，用钢尺测量直到修平为止。擦拭干净环刀的外壁，用电子天平称出环刀及试样总体质量M2。从中称取具有代表性的试样，检测其含水率ω。

（4）用电动取土器检测细粒土及硬塑土的密度：

在修整好的测试面上，利用人工加压的方法，将四根定位钉压入压实的路基土层中。旋转取土器的升降手轮，调整取芯头使其和检测土层接触，锁紧升降手柄。启动取芯机电源开关，确保取芯机平稳转动，调节升降手柄，当取芯头中部达到压实土层厚的1/2深度，上提升降手柄至地面以上并停机，移开电动取土器，取出所需样品。用修土刀按取芯套筒长度修平两端土体，制成试验检测所需土芯，用电子天平称出土芯和套筒总体质量M1，从土芯中心位置选取试样并检测其含水率ω。

（5）记录相应试验检测结果，按照相应设计规范要求计算出路基压实度。

3.2挖坑灌砂测试公路路基压实度方法

挖坑灌砂测试公路路基压实度方法除不适于大孔洞、大空隙结构层以外，适用于现场检测道路的路基、底基层、基层、砂石路面等结构层的压实度，以此检验结构层的施工压实质量。

（1）在试验检测前，根据路基填料粒径和检测层的厚度，选择相应尺寸的灌砂筒，其尺寸符合表1中的规定。

表1选用灌砂筒的尺寸（mm）

（2）在试验检测点，去除表面浮土，所选检测面积大于基板面积。将基板放在修整后的检测面上，对于粗糙度较大的检测面，将装有量砂质量为m1的灌砂筒放置在基板中间，标记好基板的位置。打开灌砂筒的开关，让砂自由落下，当灌砂筒内的砂停止下落时关上开关。移走灌砂筒，并用电子天平称得灌砂筒内余砂的质量m2。移走基板，回收留在试验检测点的量砂，用筛子筛除杂质，重新将检测面清理干净。将基板放回标记处并固定，沿基板的中间孔洞垂直向下凿洞（洞的直径与基板中孔直径一致），及时将挖出的填料取出装入塑料袋或其他干燥密闭容器中，减少填料水分蒸发。试洞的凿击深度要符合设计规范要求。用电子天平称得洞内挖出填料质量mw，从中称取具有代表性的试样，检测其含水率ω，通过试验室击实等试验得到最大干密度ρ

C。将灌砂筒内装砂到质量m1，再将基板放回标记处上。灌砂筒放置在基板中间位置，然后打开灌砂筒的开关，让量砂自由落入试洞内，当灌砂筒内的砂停止下落时关上开关。移走灌砂筒，立即称得灌砂筒内剩余量砂的质量m3。移走基板，将留在试坑内的量砂用筛子筛除后收回，回收后的量砂过筛、烘干后，放置24h以上与空气的湿度平衡后可重复利用。

（3）按照下列公式计算出试验检测的压实度：

1）计算试洞材料的湿密度：

公式中：ρW———试洞材料的湿密度（g/cm3）；

mW———试坑中取出的全部材料的质量（g）；

mb———填满试坑砂的质量（g）；

ρs——量砂的松方密度（g/cm3）。

2）计算试洞材料的干密度：

公式中：ρd———试洞材料的干密度（g/cm3）；

ω———试洞材料的含水率（%）。

3）计算施工现场检测压实度：；

公式中：ρd———试洞材料的干密度（g/cm3）；

ρC———试验室击实等试验得到的最大干密度（g/cm3）。

3.3灌水测试公路路基压实度方法

灌水测试公路路基压实度方法适用于现场检测粗粒土及巨粒土的密度。

（1）根据试验检测填料的最大粒径，按表2确定试洞尺寸。

表2选试洞尺寸（mm）

（2）根据试验检测填料的最大粒径，确定试洞的直径并画出试洞的轮廓线。将试验检测点周边的地面整平，去除表面浮土，在坑凹不平处用砂铺整。

（3）在整理好的测试面上放置座板，沿环套内壁和地面接触面用聚乙烯塑料薄膜紧贴铺好。记录灌水筒初始水位高度，打开灌水筒的注水开关，缓缓从环套上方注水，当水满不外溢时停止注水。记录灌水筒内水位的高度，计算出座板部分的体积，将聚乙烯塑料薄膜盛装的水排出，然后将薄膜揭离底板。在轮廓线内向下开挖到要求深度，将落于坑内的填料装入盛土容器内，并测定其含水率。用挖掘工具沿座板上的孔挖试洞，并对试洞壁进行整修。将聚乙烯塑料薄膜沿洞底、洞壁紧密贴铺，记录灌水筒内初始水位的高度，打开灌水筒的注水开关，向试洞内缓缓注水，并将聚乙烯塑料薄膜和洞壁间的空气及时排出。当注入的水面接近环套的上沿时，减小注入水流的速度，直到水面和环套上沿齐平时停止注水，持续3～5min，记录灌水筒内水位高度。

（4）记录相应试验检测结果，按照相应设计规范要求计算出路基压实度。

3.4核子密湿度仪测试公路路基压实度方法

核子密湿度仪测试公路路基压实度方法适用于测试路基、路面材料的密度和含水率，并计算施工压实度，以此检验结构层的施工压实质量。核子密湿度仪测试公路路基压实度方法通常采用直接透射及散射两种方式进行，直接透射检测方式通常用于测试厚度不大于30cm的土基、基层材料或非硬化水泥混凝土等可以打孔材料的密度及含水率。散射方式通常用于测试沥青混合料面层的压实密度或硬化混凝土等难以打孔材料的密度。

（1）在距离路面边缘或者其他物体的最小距离≥30cm处，排除核子密湿度仪8m范围内存在其它放射源之后，确定试验检测的位置。用导板、钻杆等辅助工具在试验检测点表面打孔，孔深垂直向下且不能小于试验检测深度，保证插入探杆后核子密湿度仪能稳固处在水平面上。打开核子密湿度仪电源并选定测试时间灯试验参数后进行试验，所有人员退出核子仪周围2m以外。当到达测试时间后，试验人员读取并记录显示的试验数值，立即关机完成本次试验检测。测试结束后，核子仪应装入专用的仪器箱内，放置在符合核幅射安全规定的地方［3］。

（2）根据记录的试验结果确定填料的湿密度和含水率，并按照相应设计规范要求计算填料的干密度和压实度。

3、公路路基压实度现场检测的注意事项

（1）采用环刀测试公路路基压实度方法时，有可能造成环刀内部的部分土体扰动，影响试验检测结果的准确性，所以需要进行环刀法扰动系数的测试试验，在试验室用击实法检测细粒土的最大干密度时，还需将环刀压入筒内试验土体，以此确定试验土体密度和环刀内部的扰动土体密度比值，得出环刀法试验的扰动系数用来修正现场检测压实的结果。

（2）挖坑灌砂测试公路路基压实度方法是施工过程中现场试验检测最常用的试验方法之一，这也是操作最简易有效的方法，其试验结果是检验压实度的重要依据，然而现场试验过程中试验人员经常操作不当，造成很大误差，因此必须严格遵循设计规范中的相关要求，提升试验的精度，保证试验结果的准确性。

（3）灌水测试公路路基压实度方法适用于现场检测粗粒土及巨粒土的密度，特别适用于后者，是现场检验粗粒土及巨粒土最大干密度试验的主要手段。灌水测试公路路基压实度方法在试验时分开检测细粒料与石料的含水率，这种试验方式更贴合实际。

（4）核子密湿度仪检测公路路基压实度方法是一种精准度极高的压实度检验方法，具有快捷方便的特点，然而易受检验层温度和周边多种环境因素的影响，试验检测结果波动性较大，因核子密湿度仪保存及使用要求较高，目前国内基本已停止使用。

4、结束语

公路路基压实度是否符合设计规范的要求，对路基工程乃至整个道路工程的质量起着决定性作用，压实度试验检测结果的准确性极其重要，因此要提高试验检测人员专业水准，提升试验检测标准，确保试验检验结果的精准度，保证整体工程的施工质量。

参考文献

[1]刘健．浅谈灌砂法在公路路基压实度检测中的应用［J］．科学之友，2019(10):33－35．

[2]李佳佳.灌砂法在公路路基试验检测中的应用研究[J].新疆有色金属，2022，45（3）：34-35.

［3］JTGE60－2008，公路路基路面现场测试规程．