浅谈灌砂法在公路路基压实度检测中的应用

刘 健

（广西交通科学研究院，广西 南宁 530000）

浅谈灌砂法在公路路基压实度检测中的应用

刘 健

（广西交通科学研究院，广西 南宁 530000）

路基施工压实质量的好坏，将直接影响路面的平整度和密实度。且只有对路基进行充分压实，才能保证路基的强度、整体稳定性，并保证和延长公路的使用寿命。为了解路基的压实情况，本文将主要谈谈灌砂法在公路路基压实度检测中的应用，仅供参考。

灌砂法；公路路基；压实度；检测

1 前言

公路路基是公路工程的重要组成部分，应具备足够的强度、稳定性和耐久性，而路基压实效果是保证路基强度及路面使用质量的关键，它直接关系到路面的强度和使用寿命。压实度是检验路基压实效果的重要指标，是现场干密度和室内最大干密度的比值，实度越高，路基密实度越大，材料整体性能越好。通常路基压实度检测的主要方法有灌砂法、核子密度仪测定法和环刀法等。其中，灌砂法则因其数值的准确性、操作过程的可控性和结果的可代表性而得到建设各方的认可，成为目前公路建设中应用最广泛的压实度检测方法。为此，本文将主要谈谈灌砂法在公路路基压实度检测中的应用，以供参考。

2 灌砂法的概述

2.1 基本原理（见图1）

灌砂法的基本原理是利用粒径0.30 mm～0.60 mm或0.25 mm～0.50 mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。

图1 灌砂法的基本原理框图

从灌砂法的基本原理我们可以看出，影响其精度的主要因素有：土样的最大干密度、土样的含水量、试坑内挖出土样质量、流入试坑内砂的质量、标准砂的密度等。

2.2 适用范围

现场挖坑，利用灌砂测定体积，计算密度。适用路基土压实度检测，不宜用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的测定。在路面工程中也适用于基层、砂石路面、沥青表面处治及沥青贯入式路面的压实度检测。

3 土的最大干密度的确定

压实度就是土在压实后达到接近最大干密度的程度，施工压实度公式：

式中：K：测设地点的施工压实度 / %；

ρd：试样的干密度 / g/cm3；

ρc：由击实试验得到的试样的最大干密度 / g/cm3。

试样最大干密度ρc的值通过击实试验方法来确定，而且土质不同它的值也不相同。作标准试验时，施工单位与监理单位应共同取样，并应尽量取有代表性的集料，作对比试验。

3.1 击实试验方法的选取

目前，各国使用的击实试验方法分为轻型击实试验法和重型击实试验法两种。但我国《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2004）中明确规定，路基压实度以重型击实试验法为准，且采用该法得到的最大干密度提高（经试验一般可提高6 %～20 %）。

3.2 不同类土最大干密度的确定

不同性质的土其最大干密度差别很大，因此应严格按规范中相关规定来确定不同土类、不同取土场的土的最大干密度。在现场检测的过程中，当用土数量、土类发生变化和取土场更换时，应重新做击实试验来确定该类土的最大干密度，以反映实际的压实质量。

4 灌砂筒的选用

施工中用灌砂法测定压实度时，应符合下列规定：

（1）当试样的最大粒径小于15 mm、测定层的厚度不超过150 mm时，宜采用φ100 mm的小型灌砂筒测试。

（2）当试样的最大粒径等于或大于 15 mm，但不大于40 mm，测定层的厚度超过150 mm，但不超过200 mm时，应用φ150 mm的大型灌砂筒测试。

（3）如集料的最大粒径达到40 mm～60 mm或超过60 mm时，灌砂筒和现场试洞的直径以200 mm为宜。

目前，市面上只有φ150 mm的大型灌砂筒和φ100 mm的小型灌砂筒两种。工地上普遍应用φ150 mm的灌砂筒，它的测深为150 mm，其所测压实度仅为这150 mm的压实度。但是现场压实层厚度往往在200 mm左右，且路基填方如为砾类土，最大粒径往往超过31.5 mm，如果再继续用φ150 mm的灌砂筒，就难以保证所测出的压实度结果的准确性了。

5 量砂密度的标定

量砂密度标定准确与否，将影响路基压实度的检测精度。而量砂密度的标定，却受储砂筒砂面高度、砂的总重、标定罐深度、砂的颗粒组成等因素的影响。因此，进行路基压实度检测之前，应进行量砂密度的标定。

5.1 储砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响

由于不同高度的砂，因下落速度的不同，会对量砂的密度有影响，因此，应严格控制储砂筒中砂面高度。根据《公路土工试验规程》的规定，筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15 mm。而根据《公路土工试验规程》的规定，筒内砂的质量准确至1 g。实践证明，现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致，大大提高了检测数据的准确性。

5.2 标定罐深度对量砂密度的影响

砂的密度随着标定罐深度的变化其数值有较明显的变化。《公路土工试验规程》中说明：标定罐深度减少2.5 cm，砂的密度约降低1 %。现在假定土样最大干密度为1.78 g/cm3，灌砂筒和砂的总质量为7 000 g，锥体及基板和粗糙面间砂的总质量为850 g，灌砂后筒和砂的质量为3 100 g，湿土重4 000 g，含水量10 %，如果采用20 cm标定罐标定的砂的密度1.433 g/cm3，得出碾压层的压实度为96.0 %，如果采用15 cm标定罐来标定砂的密度，其数值应该是 1.405 g/cm3，那么，此时压实度为94.1 %。由此看来，对于同一个试坑，采用不同标定罐标定的砂密度，对压实度数值产生了较大影响。因此，现场试洞深度应与室内标定罐深度一致。

5.3 量砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响

不同颗粒粒径组成的砂，其级配不同，密度也明显不同，故每次检测使用时量砂必须采用粒径 0.25 mm～0.50 mm或0.30 mm～0.60 mm的标准砂，而且要保持砂的洁净干燥。

6 现场检测注意事项

6.1 选点及检测频率

施工单位在完成每一压实层后应先自检，正确选定，并严格按《公路路基路面现场测试规程》规定的检测频率进行全频率试验，以客观地反映工程质量的实际情况。根据规程规定，检验频率为每1 000 m2至少检验2点，不足1 000 m2时检验2点，必要时可根据需要增加检测点。灌砂法检测每点需要操作时间约15 min，如果以报检宽度为30 m的路基为例，即使每天只报检500 m，每天的报检面积为15 000 m2，需要检测点数为30个点，需要时间约为7.5 h，仅仅自检的现场操作就需要如此漫长的时间，如果再加上现场监理抽检时间，那就更长，这就需要现场监理、施工单位自检和抽检一块进行。

6.2 现场土的含水量检测

含水量检测有烘干法与酒精法，其中烘干法是最准确的方法之一。在检测的过程中，应先将试坑内取出的土壤迅速均匀搅拌，装入塑料袋中，然后再测含水量。

另外，当前很多单位采用微波炉进行含水量检测，燃烧时间不定，一般，土放入微波炉燃烧9 min就已达到恒中，即与烘干法测含水量相近，其差值小于1 %，并通过465组对比，方程式为：

从式中可见，用不同微波炉进行含水量检测时，应与规范中规定的烘干法进行标定后，才能使用。

6.3 试坑的位置

检测点地表面处理要平，只要表面凸出一点（即使1 mm），使整个表面高出一薄层，其体积便算到试坑中去了，将影响试验结果。另外，要注重对薄弱点的检测，一般，路基中间部位的压实度较高，而两侧接近路缘处压实度较低，在检测时应加强对路基边部进行检测，同时施工通道交叉处、涵台背等处也应是重点检测区。

6.4 试坑的深度

按照《公路路基路面现场测试规程》要求，试坑的深度应尽量等于标定时深度（一般为20 cm），坑壁笔直，上下口直径相等，避免上大下小或上小下大。不同深度土受力不同，压实度也会不同。

6.5 试坑的形状

试坑的形状应该是空的圆柱体，坑洞周壁应竖直，但实际操作中会出现上大下小或上小下大的情形，这种形状的试坑导致测得的压实度值偏大或偏小。

6.6 现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致

6.7 尽量使用基板，确保试验精度

6.8 尽量使检测表面光滑平整

现场测试完后，要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出，如有要将其单独清出，称其质量，计算密度时应扣除这部分质量。

6.9 使用回收量砂的要求

使用进行回收的量砂，下次使用前一定要严格过筛洗净，清除混入的杂质，然后烘干重新标定砂的密度，否则会影响量砂的松方密度。

7 人的控制

企业要树立质量意识和责任感，严禁作弊和造假，严格按照客观规律办事，确保试验数据的准确。工程质量的好坏是由人的工作质量决定的，要管好工程质量，首先必须管好人的工作质量，按照企业监理的自检系统，落实相应职称的自检人员，避免人的失误，调动人的主观能动性，真正做到对工程质量的动态控制和指导。

8 结束语

综上所述，对路基工程质量的控制在公路建设中非常重要，而在路基工程质量控制中对压实度的检测更是一个非常重要的关键点。目前，灌砂法检测路基压实度是施工中最常用的试验方法之一，此方法看起来简单，但实际操作时却不好把握，会引起较大误差，因此施工、监理单位必须对此引起高度重视。只有这样，才能确保工程质量。

1 《公路工程质量检验评定标准》（JTG－F80/1－2004）

2 邓小文、蔡迎春、郭成超.灌砂法检测高速公路路基压实度的几点体会［J］.路基工程，2007（6）

3 刘冬寿.灌砂法检测压实度的应用［J］.建筑，2008（16）

4 陈国英.灌砂法检测路基压实度［J］.交通世界，2010（3）

5 李建刚.用灌砂法测定路基的压实度［J］.科学之友：C版，2008（10）

6 《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60－2008）

7 庞增贵.灌砂法检测路基压实度准确度的控制方法［J］.黑龙江交通科技，2008（8）

Irritate the Application that the Sand Law Presses the Solidity while Measuring in the Road Bed of the Highway

Liu Jian

The road bed constructs and presses the quality of essence quantity, will influence the roughness of the road surface and closely knit degree directly. And carry on abundant debulk only to the road bed, could guarantee the intensity of the road bed, whole stability,guarantee and lengthen the service life of the highway. In order to find out about the debulk situation of the road bed, this text will have a talk and irritate the application that the sand law pressed the solidity while measuring in the road bed of the highway mainly, only for reference.

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U416.1

A

1000－8136（2010）15－0033－03