水穩(wěn)基層壓實度檢測技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

王金娜 袁海

摘要：壓實度的檢測是保證水穩(wěn)基層施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文通過國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研，對比分析了水穩(wěn)基層壓實度傳統(tǒng)檢測方法灌砂法（水袋法）和核子密度儀法的工作原理、適用條件與存在的不足，結(jié)合目前智能壓實技術(shù)研究進(jìn)展情況，闡述了壓實度實時檢測技術(shù)在水穩(wěn)基層中的應(yīng)用與需要解決的關(guān)鍵問題，以及路面雷達(dá)檢測技術(shù)用于水穩(wěn)基層壓實度檢測的可行性。

關(guān)鍵詞：道路工程；水穩(wěn)層；壓實度；檢測方法

1影響因素以及相關(guān)控制檢測方法

1.1 含水量

作為土體的重要物理指標(biāo)之一，土壤的含水量能夠?qū)⑼馏w本身的一些性能客觀的反映出來，含水量的變化同時也會引起土體的各項力學(xué)性能發(fā)生相應(yīng)的變化，因此將土壤含水率控制在一個較為合理的范圍之內(nèi)是非常重要的，含水率不僅可以作為檢驗土壤干密度以及孔隙率等指標(biāo)的重要依據(jù)，同時也是能夠保證路基壓實度標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。因此在路基施工的取土料場選定的階段，首先應(yīng)該測定的是該料場土體的最佳含水率，確定最佳含水率的目的是為了能夠更好的對施工過程提供指導(dǎo)和依據(jù)，高于最佳含水率的土體需要進(jìn)行晾曬等處理以降低其含水率，低于最佳含水率的土體應(yīng)該進(jìn)行灑水提高含水率。如果是施工地點處于水源緊缺或者取水不便的地方，為了壓實度的達(dá)標(biāo)也應(yīng)進(jìn)行便利的壓實操作。

綜上所述，如果壓實工作的功率是固定的，土壤的干密度會隨著土壤含水量的變化，干密度的變化的程度在當(dāng)含水量高于+2%時更加明顯。從這個問題可以看出，如果壓實處于最佳含水量+2%的條件下進(jìn)行相關(guān)的壓實工作，此時壓實效果非常好。

1.2 壓實機(jī)械與壓實厚度

如果填筑材料的含水率比最佳含水率高一些時，碾壓機(jī)具的性能就要和碾壓層自身的厚度相協(xié)調(diào)適應(yīng)。低功率的碾壓機(jī)因為受到功率大小的限制，因此分層太厚的話會導(dǎo)致能量無法傳遞到分層的底部位置，導(dǎo)致出現(xiàn)壓實不到位的情況。只有分層表面部分受壓，深處的密實度就會達(dá)不到相關(guān)要求，結(jié)構(gòu)層次會變得很松散從而增加了事故發(fā)生的可能性。因此選用的碾壓機(jī)具不同時，碾壓的厚度應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的碾壓實驗以及壓實度的分層測定來進(jìn)行確定，施工經(jīng)驗顯示在施工設(shè)備都滿足條件的情況下30cm是最為經(jīng)濟(jì)的松鋪厚度。同時大量的實際施工經(jīng)驗也能證明最小松鋪的厚度是能夠進(jìn)行控制的，保持在8mm～12mm的厚度為宜。

1.3 碾壓速度以及碾壓遍數(shù)

路基碾壓時碾壓機(jī)具的速度也是影響路基壓實度的一個因素，碾壓相同遍數(shù)的情況下，由于振動壓路機(jī)都應(yīng)有相同的振動頻率，因此行駛速率越低的壓路機(jī)碾壓輪夯砸點之間相距的距離就更小，這樣就會導(dǎo)致碾壓輪夯砸在單位面積內(nèi)的進(jìn)砸點間距過大，單位面積之內(nèi)的壓實功就會很小。因此為了避免這種情況的發(fā)生，在進(jìn)行正式的碾壓之前應(yīng)該根據(jù)實際施工情況對相應(yīng)路段進(jìn)行鋪筑實驗，以便選定出合適的碾壓值和碾壓遍數(shù)，更好地指導(dǎo)施工的進(jìn)行。

2現(xiàn)場檢測路基壓實度的方法

2.1 灌砂法

灌砂法是一種較為標(biāo)準(zhǔn)的檢測路面壓實度的方法，但是使用范圍有一定的局限性，無法在填石路堤等存在大空洞的情況下使用這種方法進(jìn)行檢測。這種方法的操作過程如下：首先由相關(guān)人員使用粒徑在0.3mm～0.6mm亦或是粒徑在0.25mm～0.50mm挑選出均勻的細(xì)砂，在指定的位置進(jìn)行自由下落，在單位重量不變的情況下測量試洞的容積，此時相關(guān)人員也要集料含水率來測算出試件的干密度。灌砂法作為當(dāng)前規(guī)范中認(rèn)可并使用的一種主要的檢測手段，在相關(guān)領(lǐng)域和實際工程測驗中擁有較高的認(rèn)可度。這個方法看起來比較簡單，在實際的操作過程中會由于稱量次數(shù)的增加而增加不準(zhǔn)確的因素，因此實際操作過程中需要相關(guān)操作人員認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)規(guī)范從而提高每一步操作的規(guī)范性，盡可能的減少誤差的產(chǎn)生，達(dá)到較為精準(zhǔn)的效果。

2.2 環(huán)刀法

環(huán)刀法一般情況下針對的范圍主要是不含骨料的粘性土，細(xì)粒土以及無機(jī)結(jié)合料細(xì)粒土等土壤類型的壓實度測試，這種檢測方法也是比較常見的一種。環(huán)刀的容積一般是在200cm3，高度在5cm上下，采用這種方法測出來的土壤壓實度實質(zhì)上是環(huán)刀中的土樣的平均密度值，實際土體的密度是自下而上縮減的，下層土體的密度相對較大，采用環(huán)刀法測得的結(jié)果也會相對較大，上層土體的密度相對較小，在下層進(jìn)行取樣測量得到的數(shù)值會比較小。

因此相關(guān)人員在用環(huán)刀法進(jìn)行土體密實度的測量時不管在土體的上中下哪一部位進(jìn)行取樣測量都會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情況，另一方面因為環(huán)刀的體積不大會對土壤承重時產(chǎn)生誤差，因此環(huán)刀的體積和重量也需要引起重視。還有一種引起量測不準(zhǔn)確的情況就是酒精燃燒法會使得土壤中的很多有機(jī)物被破壞掉，導(dǎo)致檢測結(jié)果和實際值有所出入，此時為了保證密度值的準(zhǔn)確可以考慮用烘干法代替酒精燃燒法。

2.3路面雷達(dá)檢測技術(shù)

路面雷達(dá)作為一種高效快速、連續(xù)無損的路面檢測設(shè)備，其應(yīng)用技術(shù)自20世紀(jì)80年代以來一直是國內(nèi)外研究人員研究的熱門課題。路面雷達(dá)測定路面結(jié)構(gòu)層壓實度工作原理是：通過確定結(jié)構(gòu)層介電常數(shù)與密度、壓實度之間的關(guān)系得到各結(jié)構(gòu)層的密度以及壓實度。

對于水穩(wěn)基層介質(zhì)來說，要采用路面雷達(dá)檢測其壓實度，需要找到一種水穩(wěn)基層介電常數(shù)與壓實度的關(guān)系和路面雷達(dá)數(shù)據(jù)識別方法。目前，針對路面雷達(dá)檢測壓實度的相關(guān)研究還在深入研究，由于路面雷達(dá)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)水穩(wěn)層壓實度的無損檢測，因此路面雷達(dá)對水穩(wěn)層壓實度檢測具有廣闊的發(fā)展前景。

3壓實度檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著國家對道路施工質(zhì)量要求的提高，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已經(jīng)很難滿足實際工程施工質(zhì)量控制的需要，水穩(wěn)壓實度檢測技術(shù)向智能控制方向發(fā)展已經(jīng)成為必然。壓實過程中壓實度的在線預(yù)測評價是目前智能壓實過程中的發(fā)展方向，通過壓實度的在線預(yù)測評價，提出更加高效的壓實工藝，從而提高壓實作用中的質(zhì)量以及效率。我國公路交通事業(yè)在飛速的發(fā)展，研制出能夠適應(yīng)這一發(fā)展的智能壓路機(jī)是當(dāng)前壓實技術(shù)與壓實機(jī)械領(lǐng)域所要達(dá)到的一個重要研究目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，壓實效果的主要有土壤的含水率，壓實機(jī)械和壓實厚度，碾壓速度和碾壓遍數(shù)等因素，土壤壓實度的檢測可以用灌砂法和環(huán)刀法來進(jìn)行，實際的路基路面施工過程當(dāng)中，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該學(xué)會結(jié)合理論知識和實際情況來進(jìn)行試驗路段的相關(guān)指標(biāo)檢測等工作，這樣才能得到較為精確的數(shù)據(jù)來對實際施工進(jìn)行指導(dǎo)，同時保證土體壓實度能夠滿足要求，從而保證工程質(zhì)量能夠達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]閻學(xué)文，許安，任征.瞬態(tài)錘擊法測試土壓實度的初步實驗研究[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2009（1）：60-62.

[2]曹文貴，盧山，胡堅麗.基于自適應(yīng)退火算法的非線性位移反分析方法研究[J].巖土力學(xué)，2009（7）：46-48.

（作者單位：大連翔宇建設(shè)工程檢測有限公司）