公路路基工程的試驗檢測要點及注意事項研究

劉冠鵬

（廣西路橋工程集團有限公司，廣西 南寧 530000）

1 公路路基工程灌砂法試驗檢測

1.1 試驗檢測要點

灌砂法具有原理簡單、操作簡單，測定值精確等優點，在公路路基工程試驗檢測中有廣泛應用。灌砂法檢測路基壓實度的原理是：用均勻顆粒的砂置換試洞的體積。檢測時，利用粒徑為0.3～0.6mm 或0.25～0.5mm 干凈的均勻砂，將之從一定高度自由下落到試洞內，按其單位質量不變的原理來測量試洞的容積，并根據集料的含水量推算出試樣的實測干密度[1]。

用灌砂法試驗檢測公路路基時，需要用到灌砂筒、標定罐（也叫金屬標準罐）電子秤、塑料袋、灌砂專用砂、鋼直尺、錘子、勺子、鑿子、冰鏟、毛刷、篩網等工具。試驗前，需準備好以上工具與材料，并進行檢查，確保各項工具與材料滿足試驗要求。

利用灌砂筒進行現場砂密度試驗時，先在灌砂筒筒口高度，向灌砂筒內裝填砂，砂裝填至距離筒頂15mm 左右的位置。填砂結束后，用專用儀器稱量筒內砂的質量（精確至1g），以后每次標定及試驗都維持裝砂高度與質量不變。

打開灌砂筒開關，使灌砂筒筒底流砂孔對準圓錐形漏斗上端開口圓孔與開關鐵板中心圓孔，打開開關后讓砂自由流出，控制流出砂的體積，使流出砂的體積等于標定罐的容積，之后關閉開關。開關關閉后，將灌砂筒輕移至玻璃板，在移動的過程中要保持灌砂筒穩定，避免筒內砂大幅度流動。灌砂筒移動到玻璃板上后，打開開關，使砂流出，筒內不再有砂流出時，關閉開關，輕輕移走灌砂筒。檢測人員收集與計量留在玻璃板上的砂，得到的數值就是位于灌砂筒下部的圓錐體的容積[2]。

標準砂密度試驗。稱取砂并將其裝入灌砂筒內，輕移灌砂筒將其放置到標定罐上。灌砂筒到位后，打開開關讓筒內的砂流出，直至筒內不再有砂流出時，關閉開關，從標定罐上取下灌砂筒并稱量筒內剩余砂的質量（精確到1g）。進行此項操作時需注意，在灌砂筒開關打開砂往外流的過程中，不能觸碰灌砂筒。

現場土密度試驗。根據工程具體情況，選定試驗地點。然后在試驗地點內，選擇一塊平坦表面（面積要大于基板面積），將表面的浮土、垃圾等清掃干凈。于平坦表面上平穩放置基板，放置時如果目測表面粗糙度較大，需于基板中間放置灌砂筒（筒內盛有砂）。平穩放置后，打開灌砂筒，讓砂流入基板中孔，直至儲砂筒內的砂不再下流，將開關關閉，取下灌砂并稱量筒內砂的質量。掌握砂的質量后，開始鑿洞，鑿洞過程中用塑料袋及時收集鑿出的材料，防止材料水分蒸發，或者是在現場準備大號試驗盆，將鑿出的材料及時放置盆內。待試洞深度與測定層厚度相等時停止鑿洞，取出洞內的所有材料，分幾次稱量材料質量，準確至1g。于試坑上安放基板，于基板中間放置灌砂筒，調整灌砂筒位置，使灌砂筒下口與基板中孔、試洞對準，然后打開灌砂筒開關，讓砂流入試坑，灌砂筒內不再有砂流出時關閉開關，移走灌砂筒，稱量剩余砂的質量，準確至1g[3]。

1.2 注意事項

1.2.1 測定點數目的確定

用灌砂法檢測路基壓實度時，要結合路基實際情況，科學確定檢測點數目。路基施工期間，每結束一層壓實施工，都需開展一次自檢，自檢頻率根據相關技術規范確定。

1.2.2 試坑地址的選擇

用灌砂法檢測路基時，要盡可能將試坑選擇在平坦的地表區域。如果地表不平整，可能導致檢測結果偏差或失真。在選擇試坑時，應先在地表上放置基板，測定一次粗糙表面消耗的量砂，根據測定結果掌握地表的平整度，并據此選擇合適的試坑地址。檢測時，要對單薄點進行重點檢測。結合實踐經驗可知，受工程結構特性及施工工藝等因素影響，公路路基中間部位的壓實度往往高于兩側邊沿的壓實度，因此在檢測試驗時必須對路基邊部做重點檢測。

1.2.3 試坑深度的確定

試坑深度同樣依據技術規范與工程實際情況合理確定。我國《公路路基路面現場測試規程》（JTG 3450—2019）要求，試坑深度應等于測定層深度。進行現場試驗時，必須對路基測定層深度進行科學測量與精密計算，確保數值準確。同時，施工期間，需要控制好挖坑深度。如果挖坑深度不足，會導致測定結果出現偏差，最終的試驗檢測結果無法反映出公路路基的實際壓實情況。

1.2.4 試坑形狀的選擇

試坑形狀以圓柱體為宜，坑洞周壁應當豎直。坑洞的直徑尺寸要在合理范圍內，否則會影響路基試驗結果[4]。

1.2.5 試驗質量的管理

第一，應用灌砂法試驗檢測公路路基工程時，要完善路基工程試驗檢測人員隊伍，提高檢測隊伍的工作能力與業務水平，為各項檢測工作的開展打好基礎。相關單位應挑選有資質、有能力、有經驗、有責任心的專業人員開展路基工程試驗檢測工作，并加強對檢測人員的教育培訓，強化其責任意識，提高其能力素質，為公路路基工程試驗檢測工作的開展打好基礎。

第二，做好對儀器設備的運維管理。根據類型、用途、結構及操作與保養要求等，針對公路路基工程試驗檢測作業中用到的各儀器設備，建立科學完善的管理體系，制訂詳細全面的管理細則，安排專業人員對各類儀器設備隨用隨管理。施工前需要進行儀器設備性能檢測，確保各類儀器設備狀態正常，確保施工順利進行。

第三，需要加強對公路路基工程試驗檢測過程的監督與管理。在開展灌砂法檢測之前，應根據公路工程的具體情況制訂詳細的檢測方案，確定檢測目標及灌砂法檢測流程等。在檢測過程中，嚴格要求檢測人員按照既定方案與設計規范開展各項檢測操作，嚴禁出現不規范的操作行為。若是發現不規范的檢測行為，應及時叫停，并對已得到的檢測結果進行檢查，必要時重新開展檢測，以確保檢測結果客觀真實、詳細全面，能夠真實反映公路的狀況。

第四，不定期檢測標準砂的密度。標準砂一般會重復使用，在重復使用過程中，標準砂的密度會發生變化。同時，在具體檢測實踐中，檢測人員的操作方法也會使標準砂的密度發生變化。因此，為保證檢測質量，需根據實際情況對標準砂的密度進行不定期檢測。

第五，選擇合適的檢測時間。風速、大氣壓強、空氣密度、濕度等都會對路基檢測結果產生影響。因此在檢測時應對外部環境加以關注，選擇合適的檢測時間，確保檢測現場的風速、大氣壓強、濕度、空氣密度等符合國標規范。

2 公路路基工程無損檢測技術

2.1 試驗檢測要點

無損檢測技術能夠在不損壞公路的情況下，探測到公路質量信息，為公路的施工與管理提供參考依據[5]。目前，無損檢測技術在公路路基工程試驗檢測中有重要意義。在公路路基工程試驗檢測中，有多種無損檢測技術，如射線檢測、磁粉檢測、超聲檢測等，這里主要介紹瑞雷波法在公路路基工程試驗檢測中的應用。

假設某公路全長2030m，運行了相當長時間后，公路的服務能力下降，因此需要對其進行改擴建。公路原路基寬度為28m，采用的改擴建方式是在原路基雙側拼寬，路基拼寬改造后，寬度達到了42m。在該公路工程施工過程中，采用了瑞雷波法進行路基試驗檢測。

瑞雷波法主要分為瞬時法和穩定法兩種。瞬時法的特點是激發源種類多，自由跌落的重物、重錘以及炸藥等都可以是激發源。瞬時瑞雷波的振源持續時間短、有瞬時性；穩定法的特點是激發源相對穩定，通常是一個具有一定頻率的電磁激振器。穩定法在檢測過程中會有持續的振動現象。與瞬時法相比，穩定法的檢測成本較高、檢測速度較慢，需要依靠一些相對復雜的設備，因此不太適用于公路路基工程檢測。該工程采用瞬時法進行路基檢測。

應用瑞雷波法檢測時，主要借助檢波器，檢波器可以分為單通道檢波器和多通道檢波器兩種。研究與實踐表明，單通道檢波器的局限性較大，如無法采集過多的信號、檢測結果精度不高等，不太適合用于公路路基工程檢測。該工程采用多通道檢波器進行檢測[6]。瑞雷波測試原理如圖1 所示。

圖1 瑞雷波測試原理

應用瑞雷波法檢測時，首先對工程情況進行調查分析。根據公路工程現場的施工情況，在施工區域選出幾個檢測區域，并在檢測區域內合理布設檢測點，各檢測點要有代表性，檢測點之間的距離也要適當。測點布設結束后，準備檢測設備。利用瑞雷波法檢測公路路基工程時，主要需要信號采集儀、探測器、計算機及相關軟件設備等。進行檢測時，可以采用以下幾種振源激發方式：炸藥振源、自由落體振源和錘擊振源。為確保檢測速度及檢測人員與公路路基工程的安全，普遍采用錘擊振動源。

該工程采用適當質量的長柄鐵錘作為激發振源。檢測時，將鐵錘與觸發傳感器用透明膠帶黏合，確保收集到的信號完整詳細。研究表明，錘重越大，錘子與鋼墊的接觸面積越大，接觸面的剛度越小。因此，在具體的檢測工作中，可以根據實際檢測要求，通過調節鋼墊的方式獲得理想的接觸面剛度。檢測時，墊塊需與土面穩定接觸，探測器對瑞雷波的采集效果也與墊塊面積密切相關，為獲取良好的信號采集效果，應避免墊塊面積過大。在檢測過程中，可以用表面波分析軟件SWCT（武漢巖土星）對采集到的信號進行分析處理，以獲得精確的檢測結果[7]。

瑞雷波檢測按照以下流程進行：根據現場測試區域選定測點—設置測試參數—安插探頭、連接電纜線—開展一致性檢驗—進行錘擊測試并記錄數據—檢測信號質量（若信號質量出現問題，重新設置參數，信號質量正常則繼續下一點測試）。為取得好的效果，應提前根據公路路基工程情況制訂詳細的檢測方案，明確檢測目標及流程。測過程中，嚴格要求操作人員按既定方案和規范進行操作。同時，需重視數據采集與處理工作，確保數據完整、真實、有應用價值。

2.2 注意事項

第一，在路基工程試驗檢測中，未充分了解檢測方法、設備選擇不當等，會影響試驗檢測結果。調查發現，在實際的試驗檢測任務中，常出現儀器設備型號與實際情況不符、試驗檢測方式不合理等問題，影響公路路基工程試驗檢測結果。因此，在公路路基工程試驗檢測過程中，操作人員應根據檢測點位置、檢測環境、質量要求等，設計科學合理的試驗檢測方案，選擇適宜的技術，提高試驗檢測質量。

第二，在路基工程試驗檢測過程中，應加強對相關操作人員的教育與管理。檢測人員要正確理解工作內容和要求，學習技術操作規程，學習公路路基工程試驗檢測的操作流程和注意事項，提高檢測人員的責任心和綜合素質。同時，加強對各檢測人員的監督管理，對違規操作人員及時教育批評，并采取補救措施，避免影響公路路基工程試驗檢測結果的準確性[8]。

第三，為提升公路路基工程試驗檢測結果的準確性，應建立儀器設備管理制度，采用科學合理方法，加強對儀器設備的檢測管理，將設備對試驗檢測結果的影響降到最低。在正式進行試驗檢測前詳細檢查設備，確保無質量問題；在檢測過程中正確操作設備以防影響檢測結果；每次試驗檢測結束后檢查、維護設備，方便下次使用；對在檢測中出現故障的儀器設備做好記錄，并及時上報處理。

3 結語

綜上所述，公路路基工程試驗檢測是一項較為復雜的工作，對技術、人員、儀器設備等方面有較高的要求。為保證公路路基工程試驗檢測結果的準確性，需要根據公路路基工程的實際情況，合理選擇檢測技術，科學制訂檢測方案，加強對技術、人員、儀器設備的管理，確保公路路基工程試驗檢測結果準確、可靠，為工程開展提供參考。