公路工程施工中路基壓實施工檢測技術分析

張亞玲

（四川路航建設工程試驗檢測有限公司，四川 樂山 614000）

0 引言

路基施工是公路工程中非常重要的一個環節，其質量直接影響到公路工程的質量和行車的穩定性、安全性，所以在路基施工過程中，要對路基壓實情況進行檢測。在施工過程中，對路基的壓實度進行檢測，可以有效地控制路基的強度，從而對路基的施工方案進行調整，保證路基的施工質量。

1 公路工程路基路面壓實施工的重要性

壓實就是在碾壓材料（瀝青混凝土=顆粒+瀝青+空隙）中，擠出空氣，減小被碾壓物的體積，增加其密度的一種操作方法。以達到最大密實度，形成一層硬殼，確保在各種自然狀況和車輛行駛的作用下，都能維持鋪裝層的穩定性，讓路面具備較好的服務能力和使用壽命。在路基路面建設過程中，若壓實度較低，則會導致各類施工材料的密實度不夠均勻，導致材料間的空隙太大，很容易產生雨水滲入。因此，必須嚴格控制壓實程度，降低降雨對路面的沖刷，延長道路的使用年限。為了確保道路的平整性，必須做好路基路面的壓實工作。公路路基基層壓實不充分，將直接影響其壓實質量。如果壓實度達不到要求，路面的平整度就難以保證。當路基壓實不充分時，將導致不同位置的填料高度相差很大。在這種情況下，由于地基固結而引起的不均勻沉降將使路面出現不均勻性，從而引起路面不平度。道路的耐用度亦即道路的特定使用年限。路面結構的服役年限與路面強度、路面穩定性、路面平整度等因素密切相關，而這一切都與路面壓實作業密切相關。因此，壓實施工的好壞直接關系到道路的耐久性。因此，要想延長道路工程的服務年限，就必須對其進行嚴格的施工管理，以保證其最終的施工質量和耐久性。

2 影響公路工程路基壓實度的因素

2.1 含水率

含水率是檢驗路基壓實是否合格的一個重要指標，它是確定路基土孔隙率和干密度的一個重要指標。同時，路基含水率也將引起土體力學指標的改變。例如，土壤含水率的變化，將對土壤的滲透系數，內摩擦角，壓縮系數等力學指標產生影響。當地基土的含水率很低的時候，在壓實的過程中，土顆粒之間會發生相互滑移，而因為顆粒的表面太過粗糙，就會產生很大的內摩擦，從而使壓實變得很困難[1]。當實際含水率大于理想含水率時，土體內游離水在壓實過程中很難排出，造成孔隙水壓力過大，顆粒間空隙增大，導致路基干密度減小，造成路基質量下降，影響行車安全與穩定。

2.2 壓實功

壓實功指的是在施工過程中使用的機械在每單位面積上所產生的作用力。路基土的主要成分是固體土粒、氣態氣體和液態水分。路基壓實的目的在于將土體中的氣態、游離水等物質從土中排出，考慮到這兩種物質在路基中的穩定性較差，隨著環境的變化，這兩種物質很容易發生變化，從而使路基的壓實度很難達到要求。影響碾壓功的因素主要有松鋪厚度，壓路機型號，碾壓次數和速度等。

2.3 填料級配

經室內試驗得到的數據與數值仿真結果表明，土體顆粒級配情況是影響路基壓實度的重要因素。土體顆粒連續均勻，利用小顆粒填充大顆粒間孔隙，級配越好，填充連續性越好，土體最大干密度也會提高；而級配差的土容易因為土體顆粒不連續，使顆粒間孔隙變大，填充效率差，降低了土體最大干密度，導致公路工程路基質量無法滿足。

3 公路路基路面施工中的常見問題

3.1 路面裂縫較多

隨著我國公路事業的快速發展，隨著我國交通強國戰略的實施，我國的道路建設也得到了極大的推進，在當前的道路工程建設中，瀝青路面的建設占據了相當大的比重，同時，瀝青路面還具有穩定性好、平整度高、抗滑性和耐磨耐久性好等優點，并且易于安裝反光材料，增強了道路的反光性，為夜晚的出行帶來了極大的方便。但是，由于瀝青路面是一種柔性結構，在進行瀝青路面建設之后，瀝青路面發生開裂，導致瀝青路面出現開裂。雨季結束后，雨水從縫隙中滲入，破壞了混凝土的內部結構，從而影響了混凝土的穩定性，從而導致行車安全。

3.2 路面出現龜裂

瀝青路面的施工對溫度、氣候、攤鋪和碾壓都有一定的要求，如果溫度太低，或者是溫度太低，混合料的溫度不夠，就會導致混合料的離析，也就是說，公路的結構會被改變，如果對不同的混合料采取相同的碾壓技術和要求，就會導致路面的質量不均勻。隨后，在后期的道路運營中，由于不同的額荷載、惡劣天氣等因素的作用，使得路面產生了不同程度的疲勞變形，從而導致了路面的開裂，而瀝青路面的開裂標志著公路的使用壽命的結束。因此，在施工過程中必須對各項施工條件進行嚴格的控制，盡量防止瀝青路面產生裂縫。

3.3 路基出現破損

在道路建設完成后，正式啟用，長期運營后，路基難免會出現損壞。造成這一現象的原因在于，在道路建設的過程中，對施工質量的控制不夠嚴格，以及建筑工人的違章行為。另外，在路基工程建設過程中，若不能對路基進行壓實作業，就會造成日后路基的損壞。

3.4 巖土地基和特種土層地基引發路面的變形和沉陷

在這種情況下，路基將產生不均勻的縱向沉降，進而導致道路不平度的產生。產生差異沉降的最根本原因是原始地基發生了固結變形，當路基填筑完成后，在壓力的作用下，地基產生了壓縮變形，從而導致了不均勻沉降。在此基礎上，對地基的變形進行了分析，得出了地基沉降與地基高度等多種因素有關的結論。在進行路基施工過程中，經常會產生不同程度的沉降問題，其產生的原因主要是由于地質和水文條件的改變，同時軟黏土將逐步發生固結。

4 檢測路基壓實度的方法及其應用

4.1 環刀法

（1）環刀法作業原理。①在進行試驗前，必須對環刀的體積和質量進行效準，試驗人員必須在內壁上均勻地涂上凡士林。②對取土點進行清理和整平，將環刀垂直打入待測路基中，再將環刀取下，并將外壁多余的土壤清理干凈，同時稱重，準確記錄土壤的重量。③采用干燒法或干燥法將土壤樣品中的水分排出，稱量后獲得測點的含水率，并通過計算得到測點壓實度。

（2）環刀法的優缺點。與其他的壓實度檢測方法相比，環切法具有操作簡便，檢測裝置簡單，檢測效率高等特點。不利之處在于在檢測過程中易對周圍土體造成破壞；高度依賴檢測人員業務水平；采用抽樣法進行試驗，樣本量小，不能反映試驗區域的路基密實度；在實際應用中，對刀盤的垂直度、刀盤質量和土壤松軟度的要求較高。

（3）環刀法適用范圍。環刀法對細粒土的測定效果較好，但對碎石和礫石土的測定效果較差。環刀法比較簡便，適用于對有缺陷的地區進行快速探測。對土壤含水率的測定非常靈敏，適用于因含水率問題導致的壓實不充分的土樣，但對粒級差的土樣則不適用。在使用回旋刃的時候，要確定回旋刃的適用范圍，以保證回旋刃的功能能被正確地發揮。

4.2 灌砂法

（1）灌砂法作業原理。灌砂法與環刀作業方法類似。在施工過程中均是先對試樣挖洞取土，在完成取樣后，工作人員對灌砂的質量、體積、含水率進行測量。根據實測結果，計算出路基的干密、濕密，從而得出路基的壓實度[2]。

（2）灌砂法優缺點。灌砂法在實際應用中具有操作可控、測量值準確、測量結果有代表性等優點，是公路工程路基壓實度檢測的常用方法。缺點是：量砂的干濕性和稱重準確性均會影響量砂的最終測量結果；由于攜帶了大量檢測用具，進行多點測量，因此工作效率較低。

（3）灌砂法適用范圍。灌砂法是一種適合于粗砂、礫石等填料壓實度檢測方法，其檢測結果有一定的代表性。此法不宜用于孔隙較大的土體[3]。

4.3 核子密度儀法

（1）核子密度儀作業原理。在世界范圍內，核子法是一種常用的測試壓實及含水率的方法。在進行操作之前，先在操作中鉆一個小孔，把核子放進去，使輻射源能夠發出輻射，從而向周圍擴散。發射出去后，可以通過接受到光線的多少，從而準確地判斷出物質的密度。核子儀上有一個顯示屏，可以很直觀地顯示對材料含水量、干濕密度、壓實度、孔隙率等各種參數，可以為路基壓實度的檢測提供重要的基礎[4]。

（2）核子密度儀法優缺點。核子密度儀法具有所需檢驗人員較少、對道路工程地基損傷較小、所得到的成果直觀、便于工作人員閱讀和使用等特點。但其不足之處在于：所使用的設備有一定的輻射，不但會對周邊環境產生影響，而且對人類的身體也有影響；由于輻射源會衰減，在使用之前必須先對輻射源進行校準，過程很麻煩，而且成本也很高。

（3）核子密度儀法適用范圍。對于不同的含水率和密度，核子密度儀法是適宜的；在施工過程中，可通過顯示屏直接讀取實測數據，從而實現對施工質量的快速評價。

4.4 瑞雷波法

本項目擬將瑞雷波法應用于公路路基壓實檢測，重點研究以下兩個方面的問題：①層狀介質瑞雷波速度頻散特征。②介質密度對瑞雷波傳播速度的影響。前者可根據實測頻散曲線進行層位劃分，后者可通過已知各層Rayleigh 波速值和密度值的具體關系，實現對各層壓實度的精確計算，并通過彈性傳播速度，實現對路基壓實度的精確計算。瑞雷波法在實際應用過程中有一個特殊的特點，即它不受海底速度差的影響，這一點有別于實際應用中所使用的反射、折射波法[5]。反射波方法和折射波方法相比，對于波阻抗差異較小的地質體界面所反映出的具體情況比較微弱，因此分辨起來也比較困難。特別是折射波法，下覆速度必須比上覆速度大，否則會給后續的勘探工作帶來不利的影響。瑞雷波法的檢測深度受其自身特性的影響較大，檢測深度較小。

5 提升路基壓實度試驗檢測質量的建議

5.1 采集公路工程路基壓實度的各項數據

在路基壓實度測試中，數據的采集和分析是非常重要的。在進行數據采集之前，工作人員必須嚴格按照要求進行填表，以掌握路基的具體情況。綜合分析采集到的各種數據信息，對路基壓實度檢測的具體方案進行合理優化。在實際工作中，檢驗人員要不斷地積累和總結經驗，不斷地提高自己的工作水平。如對路基壓實度試驗檢測數據的采集方法、軟件的操作要點、各種信息技術的掌握、壓實度數據的分析等等。最終，以分析結果為基礎，完成相應的評價，判斷壓實度試驗檢測方案的可行性，并對其展開合理應用，充分發揮其作用。

5.2 規范公路工程路基壓實度檢測

公路路基壓實檢驗是一項很有專業性質很強的工作，對檢驗人員的素質有很高的要求。檢測人員既要了解公路工程路基壓實度的具體設計要求，又要明確公路工程路基質量檢測參數，以確保檢測工作順利進行，保證檢測結果能夠精準反映公路工程路基壓實度。所以，在對公路工程路基的壓實度進行檢測的時候，有關的檢測人員必須采用合理的檢測方法，并且在進行檢測工作的時候，還要接受跟蹤和監督，以保證檢測結果的正確性，公正性。在進行試驗之前，必須對試驗層厚度進行測定。在開挖試坑時，要沿著底板內孔垂直向下，要保證試坑內壁是平直的，不能發生上大下小或上小下大的現象，不然會造成測量密度的偏差或偏差。同時，還必須對試坑的挖掘深度進行嚴格的控制，不得過淺過深。若土層過淺，則會對土層的密實度產生較大的影響；若開挖太深，則會將底層的土材料與樣品混合，得不到被測層土材料的密度，從而不能對路基的真實壓實度進行檢測。

5.3 保證路基標準擊實的精準度

為了對公路工程路基壓實度狀況進行適當的優化，應該根據實際情況，做好標準擊實控制作業，對路基施工條件進行適當的模擬，明確路基壓實的最佳含水量和最大干密度。在進行打樁的時候，最好使用標準的打樁裝置。若在試驗中出現了誤差，則不能保證最優水分含量及最大干容重的準確性。按照有關標準，在施工現場選擇土壤樣品，并進行試驗。在測試過程中，若樣品有變化，應再次采樣測試，以保證測試的準確度。另外，在道路工程施工現場采集有代表性的樣本，可以及時地對各種離群點進行處理，保證施工碾壓和含水量均符合規范要求，并為標準擊實提供了有力的支撐。根據試驗結果，可以獲得最大干密度，進而實現對公路工程路基壓實度的精確計算，在進行了相應的評價后，可以掌握路基壓實度，并決定是否需要繼續對路基施工情況進行優化。

5.4 做好采集檢測數據作業

在工程建設過程中，應做好資料的收集工作，并做好對工程質量的檢驗和評估。在收集資料之前，首先要建立一份道路路基狀況調查表格，為收集各種資料提供依據。利用這一方法，可以較好地對路基狀況進行客觀的評估，并能較好地把握各個參數。為了更好地反映出道路路基的特殊狀況，必須保證所獲得的資料的準確性。根據道路路基的具體狀況，要指定人員進行調查，進行多輪的研究，并且要做好相應的調整，根據各種變量，來檢驗表的真實性。在公路狀況的檢驗評價中，要建立一份評分表，為了使其更好地發揮其功效，制表者既要熟悉公路路基狀況，又要對評價對象有一定的認識，同時還必須有一定的工作經驗。

6 結語

對路基的壓實度進行檢測，是公路工程質量檢測中的一個關鍵環節，在具體的檢測過程中，要與公路的實際情況相結合，在進行道路路基壓實度測試過程中，如果出現了問題，應立即采取措施，防止問題進一步擴大，從而引起更大的質量問題。