壓實度試驗檢測對路基施工質量和進度的影響

劉相菊

摘 要：通過闡述公路土方路基施工中檢測路基壓實質量的操作原理和過程，剖析影響試驗結果的因素，論證壓實度試驗檢測

方法對路基施工質量和進度的影響。

關鍵詞：壓實度 路基 擊實試驗 施工質量

公路土方路基的壓實度是施工質量檢測的關鍵項目、關鍵指標。壓實度是工地實際達到的干密度與室內標準擊實試驗所得的最大干密度的比值，它表征現場路基壓實后的密實狀況，壓實度越高，相應密實度越大，路基材料的整體性能越好。

擊實試驗確定最大干密度的分析

壓實度的檢測主要包括室內標準密度（擊實試驗確定的最大干密度ρdmax）確定和現場密度試驗（主要采用灌砂法確定ρd）。壓實度=ρd/ρdmax×100%。

1、擊實試驗的原理

在一定的擊實功能的作用下，對土施加了夯壓能量，使土顆粒之間的空隙變小，土顆粒重新排列，使土的密實程度增加。下圖是細粒土的典型擊實曲線圖形：

從圖中可以看出：①擊實曲線有最高點，這說明在一定擊實功能下，某一含水量（稱最佳含水量）下時，才能被擊實到最大干密度；若土的含水量小于或大于最佳含水量時候，則得到的干密度都小于最大干密度。②路基施工規范中說明，路基土應該在最佳含水量±2%范圍內施工，從圖中也可以看出，在這范圍內，路基土最容易達到壓實標準。

2、擊實曲線

通過對同一類型粉質粘土，采用不同擊實功能和不同含水量做試驗得出如下圖所示曲線：

擊實功越大，土的最大干密度也越大，而土的最佳含水量則越小，但是這種增大擊實功是有一定限度的，超過這一限度，即使增加擊實功，土的干密度增加也不明顯了。當土偏干時，增加擊實功能對增大干密度的影響較大，偏濕時效果不明顯，所以在施工時候，偏濕的土容易出現“彈簧”現象，企圖對偏濕的土用增大擊實功能的辦法提高土的密度是不科學、不經濟、不理智的。

3、分析

室內擊實試驗確定的最大干密度是壓實度評定的標準值，它的大小直接決定著評定結果的可靠性。所以它的值應盡量接近真實值。如果它的值比真實值偏大，在現場測定密度相同的情況下，壓實度的值就偏小，只有增加碾壓遍數才能達到相應的壓實度，雖然保證質量，但增加了成本，影響了進度。反之，就產生了與上面相反的結果。

以公路常用重型Ⅱ2類型（該試驗技術參數為下表）為例分析試驗過程對結果的影響：

試樣的制備：根據土的性質選用干土法或濕土法，對于高含水量土宜選用濕土法，對于非高含水量土則選用干土法。干法制樣和濕法制樣所得的擊實結果有一定差異，要根據不同的土試驗結果才能確定差異性的大小。例如：交通部公路科學研究所對高含水量粘質土進行過比較試驗，發現按干土法（用風干土依次加水作擊實試驗）與按濕土法求得的結果有很大差別，對于最大干密度，前者大，后者小；對于最佳含水量，前者小，后者大。對于這種高含水量的土，如仍按干土法作擊實試驗，則無形中增大了對土基壓實的要求，施工中實際上是不容易達到的，因而高含水量的土應采用濕土法比較符合實際。

干土法試樣制備后悶料時間少于規范規定的時間，一般都會使最佳含水量偏小。

每層擊實數量的變少都會使擊實功變小，相應最大干密度變小。

擊實錘以一定的初速度下落，增加了擊實功，使最大干密度變大；擊實錘沒有提到規定高度使下落，減少了擊實功能，使最大干密度變小。

擊實最后一層土量過多，余土高度越高，最大干密度會越小。

對超大顆粒的進行處理：工地試驗室最大干密度很少進行校正，導致最大干密度結果與真實值不同，是偏大還是偏小，要根據ρdm和Gs`大小來決定。校正公式如下：

ρdmax---校正后的最大干密度（g/cm3）。

ρdm ---用粒徑小于40mm的土樣試驗所得的最大干密度（g/cm3）。

p ---試樣中粒徑大于40mm的顆粒的百分數（最大30%）。

Gs`---粒徑大于40mm的顆粒的毛體積比重。

分析結果如下：

當ρdm=Gs`時：ρdmax=ρdm；

當ρdm>Gs`時：ρdmax>ρdm；

當ρdm

現場確定密度試驗（灌砂法）的分析

1、試驗原理

利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，它是當前現場測定密度的主要方法。ρ=m/v

由上面公式可以知道：①體積一定，質量偏大，密度就偏大，反之，質量偏小，密度就偏小；②質量一定，體積偏大，密度就偏小，反之，體積偏小，密度就偏大。

2、對試驗過程對試驗結果的分析

標定筒下部圓錐體內砂的質量偏大，會使v變小，反之會使v變大。

標定量砂的單位質量比真實值偏大，會使v變小，反之會使v變大。標定罐的深度對量砂的密度有影響，標定罐的深度減2.5cm，砂的密度約降低1%。因此，標定罐的深度應與試洞的深度一致。儲砂筒中砂面的高度對量砂的密度有影響，儲砂筒中量砂面的高度降低5cm，量砂的密度約降低1%。因此，現場測量時，儲砂筒中的砂面高度應與標定量密度時，儲砂筒中的量砂面高度一致，質量一致。

量砂的顆粒組成對試驗的重現性有影響，使用的量砂應清潔干燥，否則，量砂密度會有明顯變化。

測試表面要平整，粗糙度較大的表面仍采用平坦表面的測試方法，會使試坑體積v增大。

在挖坑過程中應盡量使試坑周壁豎直，避免出現上大下小或上小下大的情形，這樣就會使檢測密度偏大或偏小。試坑內已松動的顆粒應全部取出，否則容易測得的試坑體積偏小。

灌砂時檢測厚度應為整個碾壓層厚度，只取上部會使檢測密度值偏大。由于路基受到荷載應力的作用下，隨深度而迅速減少，所以路基上部的壓實度應高一些。

結論

壓實度試驗檢測方法是影響壓實度試驗結果的重要因素，直接影響路基施工的質量和進度。

（作者單位：天津天科工程監理咨詢事務所）