灌砂法测路基压实度结果偏差分析

王研

摘要：灌砂法测路基压实度的方法表面上看起来较为简单，但实际操作时常常不好掌握，并会引起较大误差。本文结合公路检测实际情况，对灌砂法密度实验中影响因素进行分析。

关键词：灌砂法；压实度；偏差

1、灌砂法

1.1测试原理：灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试筒的体积

灌砂法是利用均匀颗粒的砂，由一定高度下落到一定的容积的桶（洞）内，按其单位重不变的原理来测量试桶（洞）的体积。

1.2仪具与材料：灌砂筒、金属标定罐、基板、含水量测定器具、玻璃板、量砂（标准砂）。

1.3试验方法与步骤

1.3.1室内标定

（1）标定筒下部圆锥体内砂的质量

①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装入筒内砂的质量，记为m1;

②将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(可等于标定灌的容积)，然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量，记为m2;

③不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。

④收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，玻璃板上的砂就是填满锥体的砂。

⑤重复上述测量三次，取其平均值。

（2）标定量砂的单位质量

①用水确定标定罐的容积V，准确至lmL。

②在储砂筒中装入质量为的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出，在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到砂不再下流时，将开关关闭。取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量，准确至1g。

（3）计算填满标定罐所需砂的质量

（4）计算量砂的单位质量γs

1.3.2现场测试

①在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。

②将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时，则进行现场锥体填砂重的标定。

③将基板放回清扫干净的表面上，沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞过程中，应注意勿使凿出的材料丢失，并随时将凿出的材料取出装入塑料袋中，不使水分蒸发，也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，可分几次称取材料的质量。全部取出材料的总质量为，准确至1g。

④测含水量

⑤灌砂

⑥计算

1.4适用范围

适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。

2、影响压实度的因素及分析

2.1现场试验条件引起的偏差

在实际检测过程中，如果地面粗糙不平，则基板与地面之间存在空隙，同时，基板自身具有一定的厚度，造成试坑内砂重偏大，试坑体积偏大，导致湿密度偏低，压实度偏小。

解决办法是在挖试洞之前，先进行灌砂，测出砂椎体内及基板与粗糙表面间砂的总重，用该值代替椎体砂重，再进行挖洞、灌砂、实测，这样就避免了基板与粗糙表面间的空隙引起的偏差。

2.2标准砂密度标定引起的偏差

在相同条件下，标准砂的密度偏高，则计算出的试坑体积偏小，湿密度偏高，压实度偏大；反之亦然，标准砂的密度偏低，则计算出的试坑体积偏大，湿密度偏低，压实度偏小。

2.3椎体砂重的标定引起的偏差

在相同条件下，椎体重偏大，则试坑内砂重偏小，试坑体积偏小，湿密度偏大，压实度偏大；反之亦然，在相同条件下，椎体重偏小，则试坑内砂重偏大，试坑体积偏大，湿密度偏小，压实度偏小。在实际标定过程中如能严格按照规程操作，则椎体砂重引起的偏差基本可以消除或在误差允许范围之内。

2.4含水量测定引起的偏差

在相同条件下，含水量偏大，则干密度偏低，导致压实度偏小；反之亦然，含水量偏小，干密度偏高，压实度偏大。

在测试含水量过程中，由于土样未彻底烘干至衡重，导致含水量偏小；有机质土在105~110℃温度下经长时间烘干后，有机质部分分解挥发，导致质量损失，测得的含水量偏大；另外读数误差或操作失误也会引起含水量偏差。只要操作过程中细心仔细，这些影响误差可以避免。

2.5最大干密度引起的偏差

在相同条件下，最大干密度偏高，则压实度偏小；最大干密度偏小，则压实度偏大。

在实际情况下，试样粒径组成及性质与实际土质存在差别的情况，导致实验室得到的最大干密度与工地实际情况存在差别，从而影响压实度的准确性。

解决办法是对粒径大小及含量不同的土质全部分类进行试验，在实际检测中，根据不同的分类使用不同标准检测。

2.6称量操作引起的偏差

①在相同条件下，试坑内试样质量偏大，湿密度偏高，压实度偏大；反之，试坑内试样质量偏小，湿密度偏低，压实度偏小。②在相同条件下，试桶内加砂质量偏大，试坑内砂质量偏大，试坑体积偏大，湿密度偏低，压实度偏小；反之，桶内加砂质量偏小，则试坑内砂质量偏小，试坑体积偏小，湿密度偏高，压实度偏大。③在相同条件下，桶加剩余砂重质量偏大，试坑内砂偏小，试坑体积偏小，湿密度偏高，压实度偏大；反之，桶加砂重质量偏小，则试坑内砂偏大，试坑体积偏大，湿密度偏低，压实度偏小。

以上因素均是由于操作不当或读数误差所引起的，在实际操作过程中，只要认真仔细操作，这些因素均能避免。

3、结语

灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单，但实际操作时常常不好掌握，并会引起较大误差；又因为它是测定压实度的依据，故经常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节，因此应严格遵循试验的每个细节，以提高试验精度。

参考文献：[1] JTJ051-93，公路土工试验规程[S]