淺談市政道路路基壓實(shí)度的檢測(cè)技術(shù)

張鵬

湖北建夷檢驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司 湖北宜昌 443000

隨著省內(nèi)城市市政主干道施工技術(shù)的不斷發(fā)展和提升，為了滿足省內(nèi)部分城市的城市化進(jìn)程對(duì)市政道路建設(shè)的需求，必須進(jìn)一步夯實(shí)新建及既有公路工程建設(shè)項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)能力和效率。以省內(nèi)某中型城市市政道路為例，由于修建年代參差不齊，在長(zhǎng)期車輛荷載和外部不良環(huán)境的耦合作用下，導(dǎo)致市政道路出現(xiàn)了不同程度的病害，主要表現(xiàn)在瀝青路面開裂、路面平整度下降、車轍嚴(yán)重及鼓包和局部不均勻沉降等問題，嚴(yán)重削弱了城市市政道路的服役年限和各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)指標(biāo)。以市政道路檢測(cè)為例，壓實(shí)度指標(biāo)是路基檢測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是反應(yīng)路基承載能力和服役性能的重要指標(biāo)，市政道路的壓實(shí)度指標(biāo)和路面的服役性能呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系。結(jié)合最新的《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》，可以將現(xiàn)行的路基壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)分為傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)和新型現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，本文特對(duì)以上檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述[1]。

1 傳統(tǒng)市政道路路基壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)分析

1.1 灌砂檢測(cè)技術(shù)

灌砂法檢測(cè)是借助分布均勻的砂以替換試驗(yàn)孔內(nèi)的對(duì)應(yīng)體積，灌砂法憑借低廉的檢測(cè)成本被廣泛應(yīng)用在市政道路的路基檢測(cè)實(shí)踐中，目前省內(nèi)大部分的市政道路依舊使用灌砂法作為主要的壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)。但是，灌砂檢測(cè)技術(shù)的缺陷在于灌砂法測(cè)試必須使用大量的路基填筑砂石，且需要反復(fù)承重，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)效率較低。在使用灌砂法測(cè)試市政道路路基壓實(shí)度指標(biāo)時(shí)，必須保證以下內(nèi)容滿足相關(guān)規(guī)范要求，若路基填筑級(jí)配碎石的最小粒徑值小于15mm時(shí)，且路基層測(cè)定厚度不大于15cm時(shí)，應(yīng)使用孔徑為100mm的小型灌砂筒進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；若路基填筑級(jí)配碎石的最小粒徑值不小于15mm，且不大于40mm時(shí)，路基填筑層的單層厚度值大于15cm，且小于等于20cm時(shí)，可以使用孔徑為150mm的大型灌砂筒現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。在具體測(cè)試過程中，必須保證試驗(yàn)樣品的干燥性，保證砂石的松鋪密度值處于正常范圍內(nèi)，測(cè)試位置應(yīng)保持水平，為了滿足水平要求，應(yīng)將灌砂筒置于平板上，并測(cè)定粗糙表面使用的砂石樣本，若測(cè)試位置的地面平整度滿足要求，則可以省去該流程[2]。

1.2 環(huán)刀檢測(cè)技術(shù)

環(huán)刀檢測(cè)技術(shù)也是一種傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度測(cè)試技術(shù)，使用環(huán)刀法測(cè)定的路基土體壓實(shí)度是環(huán)刀內(nèi)的土體樣本對(duì)應(yīng)深度范圍內(nèi)的壓實(shí)度均值，由于市政道路壓實(shí)度檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)使用的環(huán)形刀具的凈深較小，因此，測(cè)定的壓實(shí)度指標(biāo)無法代替對(duì)應(yīng)位置深層路基土體的真實(shí)壓實(shí)度，測(cè)定的壓實(shí)度均值具有明顯的局限性。由于市政道路路基結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度從上至下依次下降，若環(huán)刀取土位于路基上部，則測(cè)定的壓實(shí)度指標(biāo)均值明顯大于真實(shí)壓實(shí)度指標(biāo)；反之，環(huán)刀取土位于路基下部，則測(cè)定的壓實(shí)度指標(biāo)明顯低于真實(shí)的壓實(shí)度指標(biāo)。綜上，使用環(huán)刀法測(cè)定路基壓實(shí)度指標(biāo)時(shí)，應(yīng)該選用密度能代替相應(yīng)的壓實(shí)度均值。但在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，使用環(huán)刀測(cè)定壓實(shí)路基層中部的土體難度較大，一般不適合大范圍的路基壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用環(huán)刀法和灌砂法得到的路基壓實(shí)度指標(biāo)基本一致。

2 新型市政道路路基壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)分析

2.1 核子密度儀檢測(cè)技術(shù)

核子密度檢測(cè)技術(shù)主要是借助核子密度儀，借組會(huì)微量元素的放射性測(cè)定路面材料的密度值和天然含水率，核子密度儀檢測(cè)效率高，單一測(cè)定點(diǎn)位的測(cè)試時(shí)間不大于2min。核子密度檢測(cè)技術(shù)適用于各種類型的市政道路材料的壓實(shí)度及天然含水率的測(cè)定，但是，核子密度儀放射出的射線對(duì)人體容易造成輻射傷害，如果使用穿透式測(cè)試儀，必須另外配套相應(yīng)的鉆孔儀器，在鉆孔階段容易破壞孔洞側(cè)壁，直接影響測(cè)試的精準(zhǔn)性。以市政道路路基工程壓實(shí)度檢測(cè)為例，采用核子密度儀測(cè)定的壓實(shí)度指標(biāo)不能最為最終的壓實(shí)度控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，僅視為路基施工質(zhì)量的一般性參考，基于核子密度儀的測(cè)定原理，在粉煤灰、粘性土層中均存在著大量的不以水形式存在的氫元素，直接干擾了檢測(cè)結(jié)果，導(dǎo)致核子密度儀測(cè)定結(jié)果普遍大于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)獲取的結(jié)果，因此，在使用核子密度儀檢測(cè)時(shí)，必須先使用傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)作為標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)，明確相應(yīng)的偏差情況，以保證核子密度儀檢測(cè)指標(biāo)的準(zhǔn)確性[3]。

2.2 瑞雷波檢測(cè)技術(shù)

瑞雷波檢測(cè)技術(shù)是目前市政公路路基壓實(shí)度檢測(cè)領(lǐng)域最先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)之一，瑞雷波是一種能夠沿著介質(zhì)材料表面自由傳播的彈性波形，其主要能力集中在半波長(zhǎng)范圍內(nèi)，在點(diǎn)源激振作用下，瑞雷波的能力超過了總體能量值的2/3以上。在市政道路路基壓實(shí)度檢測(cè)過程中，路基土層的彈性模量值與路基層深度存在動(dòng)態(tài)相關(guān)關(guān)系，瑞波波速也隨之改變，在路基土層中，瑞波傳播具備明顯的離散性特點(diǎn)。借助瑞波傳播波速和路基土層密實(shí)度之間的相關(guān)關(guān)系，建立相應(yīng)的定量函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)路基層壓實(shí)度指標(biāo)的量化評(píng)價(jià)。采用瑞波檢測(cè)技術(shù)不需要任何土方工程，對(duì)路基土層的整體性不會(huì)造成破壞，是一種非常高效的無損檢測(cè)技術(shù)。在具體測(cè)試過程中，測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能布設(shè)在道路中心線兩端1.5-2m范圍內(nèi)，對(duì)稱測(cè)點(diǎn)連線間距值以3-4m為宜，相同測(cè)點(diǎn)間距值應(yīng)控制在1.5m以內(nèi)，相臨近測(cè)試點(diǎn)應(yīng)交叉布設(shè)，為了剔除數(shù)據(jù)離散性引起的測(cè)試誤差，相同測(cè)試位置應(yīng)至少重復(fù)測(cè)試3次以上，并剔除離散值，測(cè)試結(jié)果應(yīng)以合理值均值最為最終測(cè)定結(jié)果。

3 結(jié)語

本文以省內(nèi)市政道路壓實(shí)度檢測(cè)現(xiàn)狀為研究背景，詳細(xì)分析了目前主流的檢測(cè)技術(shù)，分析了不同檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)，擬為后續(xù)省內(nèi)市政工程道路路基壓實(shí)度快速高效檢測(cè)提供借鑒。