灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用

胡 蓉

（句容市昌達公路養護工程有限公司，江蘇 句容 212400）

路基是公路結構的重要組成部分，其承載性直接關系著道路行車的安全性與舒適性，加強公路路基質量檢測是當前公路建設及改擴建項目中必不可少的工作。其中壓實度是決定公路路基質量的一個關鍵指標，其合理性與否關系到路基的質量。而灌砂法是一種檢測路基壓實度的有效方法，為了可以準確獲取路基壓實度數值，有必要對灌砂法的應用過程進行管控，保證檢測工作的順利開展。

1 灌砂法

灌砂法主要是從一定高度下使干凈、清潔且粒徑比較均勻（0.3 mm ～0.6 mm）的砂子在重力作用下自由落入放有集料的試洞中，之后依據單位重量不變的原則來測量試洞的容積，并運用標準砂替換試洞當中的集料后測定集料的含水量，最后結合測定的結果來推導和計算其干密度。在實際的灌砂法中主要涉及的儀器及試劑包括圖1 中的標準砂、量砂筒等。當前灌砂法在實踐應用中的范圍比較廣，如基層測定、路面/路基壓實度測定以及其他種類的材料壓實層密度檢測等，但是不適宜應用于大孔隙施工材料或伴有大孔洞的填石路堤檢測當中。在實際的應用中，灌砂法的最大試樣粒徑通常保持在31.5 mm 之內，相應測定密度層厚度一般控制在150 mm～200 mm。該種檢測方法的實際檢測原理看似比較簡單，但是卻具有比較大的實操難度，并且非常容易出現誤差，所以在實際的應用中必須要注意對相應的應用流程進行有效控制。

圖1 灌砂法主要儀器與試劑

2 公路路基壓實度檢測中灌砂法的應用流程

在公路路基壓實度檢測實踐中應用灌砂法時，首先需要保證最大的集料試樣粒徑以及檢測層厚度等都滿足規定的應用要求[1]，之后即可依據規定的操作流程開展各項工作，具體內容有6 點。1）選擇某一公路標段開展路基壓實度檢測試驗，對試驗檢測中應用的量砂密度進行標定。2）在試驗路段中選擇一塊表面比較平坦的區域，并將其進行清掃處理，相應的面積要≥基板面積。3）在試驗區域表面上準確設置基板。如果表面具有比較大的粗糙度，那么可以將盛有量砂的灌砂筒擱置在相應基板的中間圓孔上面。然后將灌砂筒打開，這樣使砂流入基板中孔內，待砂不再下流的時候可以關閉并取下灌砂筒。對灌砂筒中剩余的砂進行稱量，同時將留在實驗區域的砂收回，清理干凈測量區域。4）順著基板中孔位置鑿出一個直徑維持在100 mm 左右的試洞，相應的試洞深度控制和碾壓層保持一致，并且要避免混入下層材料。而挖出來的土料要擱入塑料袋中進行稱重。5）取出檢測試樣中具有代表性的土樣，借助試驗檢測的方式對它們的含水量進行仔細的檢測。6）在基板上面安裝灌砂筒，使其下口和基板中孔以及試洞之間保持對準。然后將灌砂筒打開使其中的量砂注入試洞當中，并測定其中砂的重量（灌砂筒打開前后的重量差），然后根據砂的密度來對試洞的體積進行求解。

3 公路路基壓實度檢測中灌砂法的應用要點

3.1 合理地選擇灌砂筒

灌砂筒是灌砂法應用中的一種基本試驗儀器，其選擇的合理性會對最終的試驗檢測結果產生比較大的影響，所以在路基壓實度檢測期間要結合實際情況選擇恰當的灌砂筒。在灌砂筒選擇時，需要切實依據《公路土工試驗規程》等相關規定與要求進行。如果檢測公路路面的最大集料粒徑≤13.2 mm，且測定的路基厚度≤150 mm，那么灌砂法應用中適宜采用的灌砂筒內徑適宜控制在100 mm。如果檢測公路路面的最大集料粒徑在13.2 mm～31.5 mm，且測定的路基厚度≤200 mm，那么灌砂法應用中適宜采用的灌砂筒內徑適宜控制在150 mm。如果檢測公路路面的最大集料粒徑處于40 mm ～60 mm，那么灌砂法應用中適宜采用的灌砂筒內徑適宜控制在200 mm[2]。

3.2 注意準確標定量砂

將灌砂法應用于檢測路基壓實度的時候，要保證所用的砂粒徑控制在0.3 mm ～0.6 mm，并且要具備均勻性、干燥性和清潔性。在量砂制定作業時需要嚴格依據有關標準、規定及要求來開展制備工作。在準備工作完畢之后要將其放置一段時間，保證它們可以和外部空氣的濕度保持一致，否則就會影響量砂的實際含水率，進而會對后續最終的測定結果精度帶來影響。在實際的施工現場進行檢測的過程中，如果涉及比較緊張的路基壓實度檢測任務，那么可以在量砂中適當地添加一些泥土，但是必須要切實經過認真清洗，仔細篩選與烘干處理之后再進行使用，同時需要對量砂放置時間進行有效控制，使其含水量滿足灌砂法應用的基本要求和條件[3]。

在量砂標定過程中，相關人員需要嚴格依據有關規定和操作要求來標定量砂筒當中量砂的質量和密度，二者可以同時開展，不可只對其中的某一個指標進行標定。與此同時，在標定過程中也要對量砂筒中量砂的高度進行科學控制，一般其距離筒頂部位處的距離不會＞15 mm。而在開展壓實度檢測試驗時，要保證量砂高度和標定高度之間保持良好的一致性，避免量砂下落過程中形成重力能量的差異性問題。如果需要重復使用量砂，那么要對其進行晾干處理，一般不可采用量砂。此外，在開展檢測期間不可更換量砂筒和量砂，否則就需要重新對量砂密度進行標定。

3.3 檢測現場的含水量

在量砂標定操作結束之后要注意及時檢測現場的含水量，相應的檢測結果也會極大地影響壓實度檢測結果。如果現場具有比較大的含水量，那么就會使得相應的壓實度越小。反之，如果現場具有比較大的含水量，那么檢測的相應壓實度也就越大。因此，要注意準確地測定現場的含水量，具體的檢測操作及要領有2 點。1）要同時進行2 個土樣采集操作，其中一個采集的土樣用于檢測一個用于備用，避免出現土樣水分蒸發或者其他后續錯誤之后的重新檢測。在土樣取樣完畢后，要在鋁盒中迅速放入試樣并進行編號和稱量。2）在檢測土樣含水量期間，為了保證最終檢測結果的準確性，可以靈活地運用酒精燃燒法這種檢測方法快速開展測定，并且每次選取3 份樣本開展燃燒處理。待土樣中的水分得到徹底燃燒及蒸發之后進行稱量操作，并記錄下剩余燃燒土樣的質量。如果檢測過程中出現了任務錯誤之處，那么就需要運用備用的一份土樣進行重新檢測。

3.4 有效控制灌砂時間

在灌砂操作期間，正確的操作是在量砂筒邊緣外部位處的砂停止繼續流動之后，停留十幾秒時間后再終止灌砂，這主要是考慮到操作人員無法直接觀察中心部位而無法對砂子的實際中心部位流動情況進行確切了解，同時實際的量砂流動過程中主要是從中心向邊緣部位推進。如果沒有有效控制灌砂的時間，如存在提前結束灌砂操作，那么會造成灌入試洞的標準砂量出現偏少的情況，最終會影響測定的公路路基壓實度值。

3.5 加強現場試驗檢測

為了進一步確保灌砂法在檢測路基壓實度中的實際應用成效，還需要注意對整個現場測試過程進行密切監測及管理，具體要點如下。首先要對量砂高度進行準確控制，一般要有效控制量砂筒中的量砂同標定量砂的高度，二者要盡可能地保持一致，避免因為二者的下落高度存在差異性而對最終的試驗檢測結果準確度帶來干擾。其次，在選擇檢測區域過程中要保證區域的表面保持良好的平整性，不可存在凹凸不平的情況，否則會給試驗檢測試樣的質量帶來不利影響。為了提升試驗檢測結果的準確性，可以在測定區域上面擱置基板并開展一次粗糙表面消耗量砂測定操作，然后在后續的計算當中要扣除這部分所測定量砂的質量。再次，要對試洞深度進行有效控制，一般需要保證測定的試洞深度和標定灌之間保持一致，并且要避免混入下層材料當中。最后，要保持試洞的形狀同標定灌的形狀二者之間保持一致，避免出現下小上大的情況，否則會影響標定灌和量筒砂的密度一致性，進而可能會造成最終測定的路基壓實度值存在偏小或偏大的情況。

4 結語

總之，灌砂法是當前檢測公路路基壓實度的一個常用檢測方法，但是其本身對操作的準確性具有較高要求。在實際的路基壓實度檢測中運用灌砂法期間，除了嚴格依據規定的灌砂法流程之外，還要注意重點做好量砂筒選擇，量砂標定、現場含水量測定、灌砂時間控制等工作要點管理，力求全面提升灌砂法檢測結果的準確性。