公路工程检测的压实度超密问题及其数据处理

金鹏涛

(吉林铁道职业技术学院, 吉林 吉林 132200)

公路工程检测的压实度超密问题及其数据处理

金鹏涛

(吉林铁道职业技术学院, 吉林 吉林 132200)

公路工程在进行压实度检测时，经常会出现压实度超密问题，即压实度“超百现象”，这种不正常现象会导致施工单位无法准确对施工质量进行评估，对公路工程的施工质量控制不利。对压实度检测的定义和压实度超密问题进行介绍，并结合具体的公路工程压实度检测实例，对压实度超密现象及其数据处理方法进行研究，并提出压实度超密问题的控制和解决方法，对于提高公路工程的施工质量具有重大意义。

公路工程; 压实度; 超密问题; 数据处理

0 前言

压实度是公路工程路基、路面底基层及路面基层等施工质量控制的重要指标，严格控制压实度指标对于保证公路工程的施工质量和安全性具有重要意义。在《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80-2004)中给出了公路工程路基施工的压实度控制标准，即当实际压实度不低于规范给出的压实度下限时为合格，反之为不合格。然而在工程实践中，在进行公路工程压实度检测时，经常会出现实际压实度大于100%的情况出现，即超密现象，又称“超百现象”。我国现行规范中尚未对这种不正常现象给出明确规定，导致施工单位在根据压实度进行施工质量验收时存在困难，公路工程的施工质量和安全性难以得到有效保证。本文结合具体的公路工程路基压实度检测实例，对检测过程中存在的超密问题及其数据处理方法进行研究，旨在给出压实度超密问题的控制技术和解决方法，为相关企业进行公路工程路基施工质量验收提供理论指导，具有重要的现实意义。

1 压实度的定义和压实度超密现象简介

压实度是公路工程进行施工质量控制的重要指标，而压实度检测是路基施工质量验收的关键环节，本节主要从以下2个方面对压实度及其超密现象进行介绍。

1.1 压实度的定义

表1 路基压实度要求Table1 Compactionrequirementsofsubgrade填挖类型路面地面起计的深度范围/cm压实度/%高速公路、一级公路其他公路上路床 0～30 ≥96≥94路堤下路床30～80 ≥96≥94上路堤80～150≥94≥90下路堤>150≥90≥90零填及路堑0～30(40)≥96≥94 注：其他等级公路，铺筑高级路面时，其压实标准按照一级公路等级取值。

1.2 压实度检测中存在的超密问题

在公路工程压实度检测试验中，经常会出现压实度“超百现象”，即压实度k≥100%，表明土体的实际干密度大于标准最大干密度，这是一种不正常现象。我国现行规范中，尚未对压实度超密问题给出详细规定，当出现压实度超密问题时难以对施工质量进行准确评估。引起压实度超密问题的因素主要有以下几点： ①室内标准最大干密度测量测量不准确。在进行标准最大干密度试验时，试验人员操作不规范、试验仪器未经鉴定、试验环境不满足要求等都会导致测量结果不精确，同时个别试验室为了提高检验合格率擅自降低标准最大干密度试验结果，也会导致压实度超密问题的产生。②压实度现场检测过程不规范。对压实后的土体进行现场检测时，检测方法不当或操作不规范也会对检测结果产生影响。例如：采用环刀法检测时，取土样的深度不同，检测的实际干密度也不同，通常碾压层上部的干密度大于下部的干密度，当取碾压层上部土样进行检测时会导致实际干密度偏大，易产生超密问题。③实际填土与标准试验土样不一致。对于公路工程，碾压层的土体土质分布不均匀，标准试验土样无法准确反映实际填土的性能，也会导致压实度超密问题的产生。压实度“超百现象”是一种不合理现象，在工程实践中应采取相应的措施予以避免。

2 公路工程压实度检测实例及数据处理

压实度超密问题给公路工程施工质量验收带来了极大困难，本节将结合具体的工程应用实例，对公路工程压实度检测中出现的超密问题及出现超密问题后的数据处理方法进行研究，具体内容如下：

2.1 工程概况

本工程为郑州的某高速公路，在互通式立交匝道处需铺设4%的水泥土试验段，水泥土铺设、碾压密实后，对试验段进行压实度检测。在检测过程中发现存在压实度超密问题，给试验段质量验收工作带来困难。试验段土中含有粒径为5～30 mm的风化礓石，具体的土质情况如表2所示。

表2 试验段土的力学性质Table2 Mechanicalpropertiesofsoilinthetestsection颗粒含量/%>05/mm>025/mm>01mm>0074mm>0002mm137389482648763塑性指数(克锥)液限塑限塑性指数土工程分类最佳含水率/%最大干密度/(g·cm-3)27318489ML11219

2.2 试验段压实度检测

在试验段碾压完工后需要对施工质量进行验收，本工程通过压实度检测作为评估试验段施工质量的依据。压实度检测主要分为以下几部分内容：

2.2.1 室内击实试验

室内击实试验主要用于测定试验段土样的标准最大干密度，本工程在进行室内击实试验时，采用改变击实次数的方法获得不同的击实功，不同击实功作用下，土体的最佳含水量和最大干密度会发生变化，选择最佳含水量和最大干密度作为标准最大干密度值。

在进行室内击实试验时，按照现行的《土工击实试验规程》(T0131 — 93)中给出的规定进行试验操作。选择重击型重锤，锤重4.5 kg，落距固定为45 cm；分5层击实，每层击实次数为27次。为了获得不同的击实功，改变击实次数，由于击实锤工作时7锤为一个工作面，因此以7次为基准，对击实次数进行增减，具体分组为：20、27、34、41、48和55次。不同分组情况下，室内击实试验得到的最佳含水量和最大干密度情况如表3所示。

表3 不同击实功下的室内击实试验结果Table3 Compactiontestresultsunderdifferentcompactionwork重型击实(5层法)/次击实功/(kJ·m-3)试验土样最大干密度最佳含水量与标干差值2019901791370272687179136034338318113011414080184128274847771861123855547319711044 注：与标干差值指的是其他分组最大干密度，与标准试验(27次)组最大干密度差值所占的百分比(%)。

如表3所示，随着击实功的增大，土样的最大干密度逐渐增大；而最佳含水量逐渐减小，这是由于随着击实次数增多，土样中的空气被挤出，导致干密度增大，含水量降低。

2.2.2 现场压实试验

试验段总长为100 m，在进行试验段碾压施工时采用20 t的光轮振动压路机，在完成碾压施工后，进行现场压实试验。在进行现场压实试验时，为了使现场压实试验结果更准确，沿试验段横向布置3组试洞，每组试洞沿试验段全长布置5个洞口，分别取洞口位置土样进行压实试验，测定碾压后的实际干密度。具体现场压实试验测量结果如表4所示。

2.2.3 压实度分析

如表4所示，对碾压后的试验段进行压实度检测，发现试验段的压实度均高于95%，满足规范中对于压实度的下限要求。然而在压实度检测中存在超密问题，其中一组5号试洞压实度为101.1%；二组4号试洞压实度100.6%；三组5号试洞压实度100.6%等，表明试验段压实度检测过程可能存在问题，不能作为试验段施工质量验收的有效依据。

2.3 压实度超密问题的数据处理

针对压实度检测中的超密问题，由于试验段土层内分布有风化礓石，考虑风化礓石会对压实度检测结果产生影响。因此对不同土样的风化礓石含量进行检测，并根据风化礓石含量对标准最大干密度进行修正，从而优化压实度检测过程中的数据处理。具体研究内容如下：

表4 现场压实试验结果Table4 Fieldcompactiontestresults分组试洞序号实际干密度标准最大干密度压实度/%11721799612177179989一组317617998341741799725181179101111771799892176179983二组317217996141801791006517317996611751799782176179983三组3179179100．0417017995051801791006

2.3.1 土样风化礓石含量检测

本工程在进行室内击实试验时，选取的土样中风化礓石含量为0，而现场压实试验时，土样中含有不同成分的风化礓石，可能对压实度检测结果产生影响，因此需对不同土样的风化礓石含量进行检测。本工程中共15个试洞，对现场压实试验所取的土样进行风化礓石含量检测，得出各试洞土样的风化礓石含量如表5所示。

表5 各试洞土样的风化礓石含量Table5 Weatheringstonecontentofeachsoilsample组别试洞礓石含量/%组别试洞礓石含量/%13．320一组36．046．958．213．4二组25．830二组42．75011．823．2三组34．74053．3

2.3.2 基于风化礓石含量修正标准最大干密度

风化礓石含量不同，对室内击实试验的结果会产生影响，本节通过掺入不同含量的风化礓石制备多组土样，然后进行室内击实试验，确定最佳含水量和最大干密度，对标准最大干密度进行修正。具体的操作过程如下： ①制备不同风化礓石含量的土样。以上一节室内击实试验(风化礓石含量为0)为标准组，通过控制掺入风化礓石的质量比控制风化礓石含量，分组为0%、3%、6%、9%、12%、15%,共6组。②对不同组土样分别进行室内击实试验。试验组室内击实试验与标准组条件一致，锤重4.5 kg，落距固定为45 cm，分5层击实，每层击实次数为27次。不同风化礓石含量下土样的标准最大干密度结果如表6所示。③风化礓石含量对标准最大干密度的影响。从表6中可以看出： 风化礓石含量会对土样标准最大干密度值产生影响，以风化礓石含量为横坐标，最大标准干密度值为纵坐标，经线形拟合可以得出以下关系，如图1所示。

表6 不同风化礓石含量下的标准最大干密度Table6 Standardmaximumdrydensityatdifferentweatheringstonecontents组号风化礓石含量/%最大标准干密度101．79231．80361．81491．825121．836151．84

图1 风化礓石含量与标准最大干密度的关系Figure 1 The relationship between the weathered stone content and the standard maximum dry density

如图1所示: 风化礓石含量与标准最大干密度呈正比关系，风化礓石含量越大，标准最大干密度越大，根据现场压实试验的土样风化礓石含量对压实度进行修正。

2.3.3 修正后的压实度结果

修正压实度，主要是修正现场压实试验对应土样的最大标准干密度值，修正时按照各试洞土样的风化礓石含量代入公式(1)得到修正后的标准最大干密度，公式(1)关系为：

ρd(max)=1.79+0.0033a

(1)

经修正后的压实度检测结果如表7所示。

从表7中可以看出: 根据风化礓石含量进行调整后，压实度检测超密问题现象不复存在，碾压后试验段的压实度要求满足相关规范的要求，可以作为试验段质量验收的依据。压实度检测结果表明试验段施工质量满足要求。压实度检测结果修正前与修正后的结果对比示意图如图2所示。

表7 修正后的压实度Table7 Modifieddegreeofcompaction分组试洞序号礓石含量/%实际干密度修正后的标准最大干密度压实度/%13317218095620177179989一组36176181972469174181961582181182995134177180983258176181972二组3017217996142718018010050173179966118175180972232176180978三组34717918198940170179950533180180100

图2 修正前后的压实度检测结果Figure 2 Compaction test results before and after correction

从图2中可以看出： 修正后的压实度检测结果明显降低，且不存在压实度超密问题，可以作为施工质量验收的有效依据。

3 总结

压实度检测是公路工程施工质量验收的重要工序，其检测结果可作为施工质量评估的重要依据。在工程实践中经常会出现压实度超密问题，本文结合具体的工程应用实例，对出现压实度超密问题后的修正方法和数据处理技术进行介绍，为相关企业进行压实度超密问题数据处理提供理论参考。

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Overdense of Compaction Degree and Its Data Processing in Highway Engineering

JIN Pengtao

(Jilin Railway Technology College, Jilin, Jilin 132200, China)

In the Compaction testing of Highway engineering,the compaction degree often be superdensity,that is the “over 100% phenomenon” of compaction degree,Which will lead to the construction unit can not accurately assess the quality of construction and is bad for the construction quality control.In this paper, the definition of compaction degree and the “over 100% phenomenon” are introduced,the overdense of compaction degree and its data processing are studied according to the highway engineering instance,and the solution of the overdense of compaction degree is proposed,which is of great significance to improve the construction quality of highway engineering.

highway engineering; compaction degree; overdense; data processing

2016 — 10 — 09

江西省教育厅科技项目(GJJ151599)

金鹏涛(1976-)男 ，吉林长岭人，研究生， 讲师，研究方向：土木工程。

U 416.03

A

1674 — 0610(2016)06 — 0169 — 05