路基路面壓實度檢測方法比較

李燕軍 溫宏平

(山西交通職業技術學院，山西太原 030006)

0 引言

隨著社會的發展，道路與橋梁作為永久性的公共建筑物，有廣泛的社會性。因此，路基路面的壓實度檢測在保證工程質量和公路正常運營方面，都起著十分重要的作用。壓實程度不夠是造成路面早期破壞的主要原因之一。壓實度是公路工程中所做的最多的檢測項目之一，只有充分的壓實，方可確保路基路面的剛度、強度和平整度，延長工程使用壽命。而在如何確定現場壓實質量的問題上，有很多種方法供我們采用，哪種方法更方便、快捷，準確性更高，填筑路基路面的材料種類繁多，針對不同的材料，應當根據施工的要求采用恰當的方法檢測，來獲得準確的壓實數據。例如用土石混填的路基就不宜用環刀法，最好用灌砂法。瀝青混合料就可以用核子密度儀進行檢驗。按照相關規程規定，檢測密實度的方法目前常用的有灌砂法、核子密度濕度儀法、環刀法、鉆芯法、無核密度儀法等。下文將一一介紹各種檢測方法，通過工程的大量實踐，逐一介紹每種方法的適用范圍、試驗準備、方法步驟、數據處理、注意事項、優缺點等。

1 路基路面壓實度的檢測方法［2］

1.1 灌砂法

本試驗適用于現場測定細粒土、砂類土和礫類土的密度。試樣最大粒徑一般不得超過15 mm。測定密度層的厚度為150 mm～200 mm。其基本原理是利用粒徑0.30 mm～0.60 mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內，用標準砂來置換試洞中的集料，并結合集料的含水量來推算出試樣的實測干密度。1)目的與適用范圍。本法適于現場測定底基層或基層、土材料等壓實層的密度檢測;不適于填石路堤或者有大孔隙或大空洞的材料密實度檢測。2)儀器和材料技術要求。灌砂筒:灌砂筒有大小兩種，根據需要采用。天平或臺秤:稱量10 kg～15 kg，感量不大于1 g(見圖1)。3)方法與步驟。首先通過擊實試驗，得到此種材料的最大干密度及最佳含水率。標定灌砂筒下部圓錐體內砂的體積，標定量砂的單位質量。

1.2 環刀法

環刀法測得碾壓層的密度是自下而上增加的，若環刀取在碾壓層的下部，測得的結果就偏小，若檢測的是碾壓層上部，則所測得數值就偏大，而我們要知道的是整個結構層的平均壓實度，而不是碾壓層中某一部分的壓實度，所以在用環刀法測定土的密實度時，最好能代表整個碾壓層的平均密實度。

1)目的與適用范圍。

適用于細粒土及無機結合料穩定細粒土的密度。但對于無機結合料穩定細粒土，其齡期不宜超過2 d。

圖1 灌砂筒示意圖

2)注意事項。

環刀最好是打入到壓實層的中部位置，有利于數據的準確性。截取環刀時，不要擾動環刀上下底面之間的材料。

1.3 核子密度濕度儀測定壓實度的試驗方法

1)目的與適用范圍。

本法適于現場以散射法或直接透射法測定路基或路面材料的密度及含水率。本方法還可檢測土、碎石、土石混合物、瀝青混合料和非硬化的水泥混凝土等材料。

2)試驗儀具設備與材料技術要求。

核子密度濕度儀:密度范圍:1.12 g/cm3～2.73 g/cm3，誤差不大于 ±0.03 g/cm3，含水率范圍為 0 g/cm3～0.64 g/cm3，細砂要求粒徑為0.15 mm ～0.3 mm。

3)試驗方法與步驟。

a.電源接通，預熱儀器。

b.確定測試位置，但距路面邊緣或其他物體的最小距離不得小于30 cm。核子儀距其他的射線源不得小于20 m。

c.如果是散射法測定，路表結構凹凸不平的空隙用細砂填平，表面平整，將核子儀平穩地置于測試位置上，保證接觸緊密。

d.直接透射法測定，在待測點上用鉆桿打孔，孔深略深于要求測定的深度，孔應豎直圓滑并稍大于射線源探頭。

e.打開儀器，測試員退出儀器2 m以外，符合輻射防護規定的人員安全距離。按照規定的測定時間進行測量，達到測定時間后，讀取顯示的各項數值，并迅速關機裝箱。

4)計算施工干密度及壓實度:

其中，k為壓實度，%;w為含水量;ρw為濕密度，g/cm;ρd為干密度，g/cm;ρc為標準擊實試驗檢測的試樣最大干密度，g/cm。

1.4 鉆芯法測定瀝青面層壓實度的試驗方法

1)適用范圍。

鉆芯法適用于檢驗鉆取的瀝青混合料芯樣試件的密度，以評定瀝青面層的施工壓實度，也可以測齡期較長的無機結合料穩定類基層和底基層的密實度。

2)方法和步驟。

a.鉆取芯樣。b.測定試件密度。c.將試件晾干或用電風扇吹干不少于24 h，直至恒重。d.通常情況下，采用表干法測試試件的毛體積相對密度;對吸水率大于2%的試件，宜采用蠟封法測定試件的毛體積相對密度。

3)計算:

其中，K為瀝青面層的壓實度，%;ρs為瀝青混合料芯樣試件的實際密度，g/cm3;ρ0為瀝青混合料的標準密度，g/cm3。

1.5 無核密度儀測定法

1)目的與適用范圍。

本方法適用于現場無核密度儀快速測定瀝青路面各層瀝青混合料的密度，但測定結果不宜用于評定驗收或仲裁。無核密度儀是一種無損檢測手段，只是目前其使用效果未經過足夠驗證。

2)儀器與材料。

無核密度儀和標準密度塊，對無核密度儀的要求如下:探頭要求無核，無電容，用于野外測量。探測深度大于4 cm;精度為0.003 g/cm3。

3)方法與步驟。

在進行瀝青混合料壓實層密度測定前，應用無核密度儀與鉆孔取樣的試件進行標定。在正式測量前應正確的選擇測量場地，把儀器放置平穩，保證儀器不晃動。為了確保精度測量，應保證儀器與測量面緊密接觸。

4)計算。

按下式計算壓實度:

其中，K為測試地點的施工壓實度;P1為由無核密度儀測定的壓實瀝青混合料的實際密度，一組不少于13個點，取平均值，g/cm3;P2為瀝青混合料的標準密度，g/cm3。

2 路基路面壓實度各檢測方法的相互比較

2.1 檢測速度

對于低劑量灰土，一個人挖一個坑大概要20 min，稱量余砂計算大概要用5 min，綜合起來則為測一個要用25 min。核子密度濕度儀法需要2個人打眼需要1 min，測量要1 min，每個為2 min，最多為3 min，是灌砂法的8倍多，而且核子密度濕度儀快速無損連續簡單。

2.2 安全問題

在輻射區域內停留的時間越短受到的輻射劑量就越少。輻射強度及其影響隨著人離放射源距離的增加而急劇下降。例如離放射源的距離增加至兩倍，受到的輻射量就只有原來的1/4，距離增至3倍，輻射能量降至1/9，依此類推。在核子儀中，源罐就可以起到屏蔽輻射這種防護作用。適用范圍比較表見表1。

表1 各試驗方法適用范圍比較表

檢測時間比較表見表2。

表2 各試驗方法檢測時間比較表

實驗原理比較表見表3。

3 結語

壓實度是依靠各種檢測手段來獲得的反映材料密度的數據，我們的檢測手段多種多樣，路基路面填筑的材料也多種多樣，要想得到反映壓實材料的密度真值，切實指導施工現場，就要求工程技術人員熟練掌握每種測定方法的優缺點、適用范圍、操作步驟，針對不同的材料，切合實際的采用相應的方法才能掌握材料的實際壓實效果。同時，每種方法的特性要求技術人員實事求是，在實際施工過程中，探索和創造更加便捷、準確、科學的檢測手段。

［1］和 松.公路工程試驗檢測人員考試用書［M］.第2版.北京:人民交通出版社，2012.3.

［2］JTG E60-2008，公路路基路面現場測試規程［S］.