市政道路路基壓實度的檢測技術探析

鄭麗麗

（杭州方平建設工程檢測有限公司，浙江 杭州 310000）

路基是道路結構重要的組成部分，為保證市政道路路基強度及穩定性，必須加強路基壓實處理和控制，并通過壓實度指標衡量路基壓實質量。常用的壓實度檢測方法包括挖坑灌砂法、環刀法、核子密度儀等。灌砂法適用于細粒土、砂類土、礫類土壓實度檢測以及其他多種換填材料的路基壓實度檢測，其操作簡便，測量結果準確，影響檢測精度的因素較多，若疏于控制，將增大測量結果誤差。[1]

1 市政道路工程施工特點

（1）協調性。市政道路工程施工過程中涉及的環節較多，且與其他工程項目的交叉作業較多，尤其需要進一步協調各相關工程施工，協調施工各環節的交叉作業情況，以保證工程施工順利。比如說，市政道路工程施工會對某些地下網線、管道造成影響，對附近居民的生活也會造成一定影響，協調工作不僅要協調其與管線工程的交叉作業內容，還要協調好與附近居民之間的關系，一方面是將施工作業影響降到最低，一方面是贏得附近居民的諒解，這種情況下，使得市政道路工程施工顯現出較強的協調性。（2）施工復雜。隨著城市建設步伐加快，市政工程項目的逐一開展，給道路施工造成一定的壓力，伴隨著體現出施工的某些特點，如施工復雜性特點。城市建設對路面及地下空間的利用率不斷提升，地面各種道路施工以及地下管道工程施工等，使得施工工藝應用復雜，涉及較多的交叉作業，以至于對施工工藝提出更高要求，不僅要滿足本工程施工需求，更要兼顧其他工程施工工藝的應用，以更好建設城市交通環境以及便利條件。由此，便使得市政道路施工工藝應用變得復雜，需要進一步加強施工安全保障，確保施工順利。[2]

2 市政道路路基壓實度的檢測技術

2.1 落錘頻譜式快速檢測技術

落錘頻譜式快速檢測技術是借助落錘沖擊土體促使土體產生反彈力，進而經傳感器測量土體含水量推測相應位置道路路基壓實度的一種方法。落錘頻譜式快速檢測技術具有儀器設備體積小、操作便利、不破壞路基完整性的優良特點，但對重錘下落垂直度具有較高要求。

2.2 瞬態瑞雷波檢測技術

瞬態瑞雷波法是一種面波檢測方法，主要利用分層介質內瑞雷面波頻散特性、傳播速度與介質密度相關性，求解道路路基激發的瞬態瑞雷波頻散曲線，根據不同頻率瑞雷波對應的波長推導不同深度范圍內路基密度，進而求解路基土壓實度。這一方法具有可操作性強、儀器設備輕便、對路基表面無損害、檢測速度快、成果顯示直觀的優良特點。但是，在儀器使用前需要根據路基填料級別進行多次標定，對操作人員技術水平具有較高要求，且現有儀器精度較小，推廣難度較大。

2.3 灌砂法檢測技術

灌砂法適用于現場測試基層或底基層、砂石路面及路基結構的壓實度，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大空隙的結構，其本質是通過標準砂灌入試洞內，經過換算測量出試洞的容積（即用標準砂來轉換試洞中的試樣），根據試樣的含水率測算試樣的實際壓實度。基本操作方式為：采用顆粒直徑為0.25mm～0.5mm 或者0.3mm～0.6mm 的均勻砂，砂礫需要保證干燥與清潔，從一定的高度將砂礫自由落體到試洞里面，經過標準砂質量與密度的換算從而測量出試洞的容積，然后將試樣在規定溫度下進行烘干直至質量保持不變，測定其含水率和質量干密度，計算其與試樣最大干密度之間的比值，最終得到現場試樣的壓實度，驗證施工過程中現場碾壓情況是否符合設計要求。[3]

2.4 環刀檢測技術

環刀檢測技術是一種傳統的檢測技術，一般選擇高為5cm、體積為200cm3的環刀，直接將環刀壓入路基或用取土器落錘打入路基，進而將環刀及土樣挖出稱量樣品質量，并測定樣品含水量。這一方法對道路路基完整性具有較大破壞，且對環刀規格、測點選擇具有較高要求，僅適用于不含礫石、碎石的純細粒土路基濕密度測定。

3 路基壓實度檢測要點

3.1 灌砂筒的選用

根據《道路路基路面現場測試規程》（JTG3450-2019）標準規定，在檢測前，應根據填料粒徑及測試層厚度選擇不同尺寸的灌砂筒1。目前，施工現場每層的壓實厚度基本為20cm 左右，而相應的試坑厚度也基本是20cm 左右，根據不同粒徑的土質來選用灌砂筒。在測定細粒土的密度時，可以采用直徑100mm 的小型灌砂筒。若最大粒徑超過15mm 時，則灌砂筒和現場試洞的直徑應為150mm～200mm，灌砂筒的直徑宜大于最大粒徑的3 倍。但是隨著壓實機械壓實功能的增大，有時壓實厚度不免會超過20cm，這時就得選用Φ200的灌砂筒，方能檢測出該壓實層的壓實程度。

3.2 施工壓實度的確定

施工開始前，必須通過擊實試驗確定集料的最大干密度最佳含水率。按照《道路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）的規定，應通過重型擊實試應通過擊實試驗得出最大干密度來換算出路基壓實度，進行路基壓實度檢測。當前我國道路路基壓實度的最大密度檢測普遍采用重型擊實試驗和輕型擊實試驗兩種方法。這兩種方法在擊實功方面存在一定差異，重型擊實試驗單位擊實功約為輕型擊實試驗的5 倍左右。故對于同樣的土質而言，采用重型擊實試驗得到的最大干密度值將比輕型擊實試驗高6%～12%，得出的壓實度值偏保守。

3.3 現場檢測選點的影響

灌砂法適用的范圍是最大粒徑不得超過60mm，測定密度層的厚度為150mm～200mm，如果檢測人員取樣的部位不合理，則會影響試驗結果，所以在進行現場檢測的時候，如何選擇檢測點非常重要，在選擇檢測點的時候，要對檢測區域進行合理劃分，檢測頻率應滿足規范要求，檢測點要在劃分區域隨機選取，保證所采集的試驗數據具有代表性，能夠體現該段試驗區域的整體施工質量。[4]

3.4 基板設置和灌砂

檢測過程中，因部分測點表面平整度達不到要求，必須使用基板，以避免待檢測區域地表不平整而影響測量結果精度。每次檢測工作完成后，必須檢查灌砂筒地板以及基板與地面之間是否有漏砂，如果有，必須及時清理并稱量，在計算量砂密度及重量時將該部分質量扣除。設置好基板后開始灌砂，對于回收利用的量砂必須洗凈、過篩、烘干。在測量過程中如果需要換砂，則應重新進行量砂密度標定，以保證試驗值的準確。灌砂過程中如果出現邊緣處標準砂停止流動的情況，則應暫停灌砂；注意防止量砂從中心向邊緣擴散。

3.5 量砂松方密度標定

《道路土工試驗規程》（JTG3430-2020）明確規定，必須將灌砂筒內量砂高度與筒頂之間的距離控制在15mm 左右，因為量砂高度會影響灌砂筒中量砂密實度及其下落速度，進而影響檢測結果。一般情況下，量砂密度與灌砂筒中砂面高度會成比例變動，砂面高度每降低5cm，量砂密度將減小1%左右。為保證試驗結果的準確，應加強砂面高度控制，確保每次試驗時砂面高度一致。此外，還應將灌砂筒內量砂質量誤差控制在1g 以內。應用灌砂法檢測路面壓實度前，必須加強量砂質量檢查和控制，必須對量砂進行烘干、篩分處理，并將粒徑為0.3mm～0.6mm 的量砂取出備用。每更換一批次量砂，均需對其進行松方密度標定和質量檢驗，并確保砂量充足。[5]

4 現場檢測及注意事項

4.1 檢測點數量

應用灌砂法檢測路基壓實度時，檢測點設置是否得當直接影響檢測過程操作的便易性及檢測結果的準確性。該道路每個車道內應設置路基試坑并編號；還應在原檢測基坑附近另外選取兩點進行復檢，若復檢結果合格，則以復檢結果為準，若復檢結果不合格，則應再次檢測，直至得出準確的檢測結果。施工單位完成每層壓實施工后，應先按照試驗規程進行全頻率自檢，每1000m2范圍內至少檢驗2 點，對于施工質量要求較高的區域應增加測點。應用灌砂法檢測壓實度時，耗時約為15min/點，該道路路基檢測寬度為30m，每天檢測長度和面積分別為500m 和1500m2，待檢測點數為30 點，耗時7.5h。為節省檢測時間，施工單位自檢和現場監理抽檢應同時進行。

4.2 注重施工路段含水量檢查

含水量的高低對整個建設工程的質量有著直接影響，因此在實際的建設壓實中，需要相關的工作人員對施工路段的含水量進行分析檢查，保障其含水量處于科學范圍內。如在壓實過程中若是發現土質的含水量不足2%時，應當對施工區域進行水分的合理增加，如利用灑水機或者旋耕機進行處理，或者還可以在施工前一天對土方表面進行處理，保障土質中含水量的合理性。當然，在檢查過程中若是出現含水量超標等現象，在實際的處理中應當對相應的土層進行分攤晾曬，將其中的水分蒸發，保障其含水量的合理性。

4.3 檢測操作反思

市政道路路基壓實度本質上是筑路材料壓實后干密度、室內測量標準最大干密度之比，在實際測試中，影響壓實度結果的因素較多。為確保壓實度結果準確性，在靜力貫入檢測技術應用時，檢測技術人員應借助市政道路路基施工現場裝料設備，將10t 及以上重量的水裝填到多功能灑水車內，確保多功能灑水車底部行走空間一定。經牽引車牽引多功能灑水車到路基壓實度檢測點，并進行位置調整，確保加載油泵機底座投影中心與壓實度檢測點重合。啟動液壓泵供應能源，啟動控制箱上的控制按鈕伸出收放油泵機活塞。在調整收放油泵機活塞處于張開狀態，促使加載油泵機處于豎直位置時停止收放油泵機，經計算機上軟件發送測控命令，同時啟動應變式拉壓力傳感器、導桿與應變式位移傳感器、動態應變儀。而平頭圓底探頭則緩慢勻速接觸路基表面，應變式位移傳感器接觸路基表面。在軟件參數控制下，加載油泵機伸出速度、最大加載位移、最大加載力一定，最大加載力達到時平頭圓底探頭剛好進入路基。此時，自動終止加載操作并回收油泵及活塞。在回收油泵機活塞后，啟動控制箱上控制按鈕，收回收放油泵機活塞，將加載油泵機恢復至水平狀態，在計算機上自動傳輸加載力與位移關系，并自動計算壓實度檢測結果。完成作業后，關閉油泵機與發電機，清孔多功能灑水車負載，并將其拖放到原位置。進入道路路基壓實度檢測現場后，根據市政路基填料粒徑范圍選擇適宜尺寸的平頭圓底探頭，一般在市政道路路基填料粒徑范圍較大時，需要選擇較大尺寸的平式圓底探頭。

4.4 道路路基壓實質量的控制策略

制定健全完善的路基施工質量控制制度，明確質量控制目標和管理人員職責，讓他們按要求開展路基施工，加強每個施工環節的質量管理。建立并落實質量控制責任制，明確路基施工人員職責，有效開展路基質量管理活動，最終實現路基質量管理制度化與規范化，促進工程建設取得更好效果。在道路工程施工中，應將合理、有效的路基路面壓實施工技術落到實處，為整體道路路面路基強度提供保障，進而延長道路的使用壽命。實施道路工程學的路基和鋪路的緊湊性檢查可以有效保證緊固質量。在此基礎上，相關建設者必須把道路和鋪裝的小型檢查作為主要工作。為了確保道路工程學的路基和鋪裝的小型檢查沒有問題，施工人員應該在實際檢查工序中普及配電檢查方法。具體體現在：自行檢驗工作應緊跟碾壓工作的步伐，同時填寫質量檢測報告單也應是相關工作人員的分內職責。[6]

5 結語

路基的壓實度是評價路基工程質量好壞的重要指標之一，只有嚴格把控路基壓實度，保證路基的穩定性，才能延長道路的使用年限。實踐證明，運用灌砂法檢測路基壓實度，能有效地反映道路路基的壓實情況，因其影響因素諸多，所以作為檢測人員，必須嚴格遵循灌砂試驗方法的每個過程，提高試驗準確定度，確保測出來的數值能真實反映施工現場實際情況。