灌砂法在路基压实度试验检测中的应用思考

滕耀兵

（四川纵连横建设工程检测有限公司）

影响路基压实度的因素有很多，比如施工组织设计不合理，碾压遍数不足，松铺厚度过大，填料级配不良，存在离析及超粒径现象，尤其是砂砾土应特别注意，含水量未达到最佳含水量范围，含水量过高或过低都不能使路基填料达到最佳压实状态。除了对路基填料原材质量控制和施工工艺控制外，压实度检测人员对检测原理理解是否全面，操作是否规范，选点是否合理等因素也会对压实度检测数据造成影响。路基作为道路的重要组成部分，其施工质量的好坏直接影响上承层的整体稳定性、使用寿命和使用功能。路基压实度不足，后期沉降将导致路面局部沉降或开裂，涵背、桥台台背回填沉降，导致桥头跳车，影响行车舒适性，严重者造成大面积台背沉降必须进行返工处理，造成施工成本增加及工期延误。由此可见，施工过程中重视质量，做好路基压实度检测，试验检测人员与现场施工技术人员及时进行信息反馈，调整施工碾压遍数，保障路基质量。

1 检测路基压实度灌砂法的原理

灌砂法是利用一定粒级的颗粒均匀的量砂，从一定高度下落至试洞内，按其密度可事先求得且不变，通过现场称量计算出试洞中量砂的质量后，进而求出试坑的体积，可以计算出试坑中试样的湿密度，扣除含水率后求得最终的干密度值，与事先从施工现场取回的相同料源的路基填料在室内所做击实试验求得的最大干密度相比较，就可以求出该点的压实度。路基填料应及时取样做最大干密度和最佳含水率试验，取样应分层取并具有代表性，能代表施工段落所铺筑的路基材料，不同施工段落采用对应的室内最大干密度进行压实度计算，不同料源的路基填料应分层分段填筑不得混填，当料源发生改变时需重新取样试验，否则造成现场检测时测得的压实度不准，失去了作为施工质量检验和指导施工的意义。

2 量砂的选择

2019 年新版的《公路路基路面现场测试规程》(JTG 3450-2019)中对量砂粒径的规定依旧是0.3mm-0.6mm 之间清洁干燥的颗粒，与《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)中要求的粒径0.25mm-0.5mm 的量砂范围大同小异。砂的颗粒组成对试验的重复性有影响，量砂在使用前须放置一段时间使其与周围的环境的湿度达到平衡，进而保持量砂松方密度的稳定。现场实际检测的过程中，需准备充足的量砂，其次是试洞中的量砂是需要回收利用的，在回收过程中应注意不要引入杂质，可在压实度检测时携带0.3mm 和0.6mm 的集料筛，需要回收量砂时，将量砂重新过筛后再放回盛砂容器中，可以有效避免杂质的混入。值得注意的是，尽管采取上述措施可以减少杂质的混入，但量砂使用一段时间后须重新标定其松方密度。对于被水浸湿的量砂不能直接装回盛砂容器中，而应单独收集烘干后放置一段时间后再用。

3 标定量砂松方密度

向储砂筒中装入量砂至距筒顶距离为15mm±5mm，一般将满足此高度要求的量砂质量微调为一个便于记忆的数值，方便称量。将装好量砂的灌砂筒轻轻平稳地放在对应的标定罐上并对齐，打开开关，可用钢直尺靠近灌砂筒内侧，随砂面下移而往下移动，当砂面下移距离大致等于标定罐深度时，关闭开关，此时量砂填满的体积就大致等于标定罐的体积，取下灌砂筒放在玻璃板上，但不要晃动筒壁，再次打开开关，直至筒内的砂停止流动后，关上开关，取走灌砂筒，此时玻璃板上的量砂质量就是填满灌砂筒下部锥体的质量。

在进行标定罐体积标定时，新版的测试规程对水的温度范围作了要求，使用仪器中还增加了温度计，步骤更加详细明确。

标定罐的深度应与现场试洞深度一致，深度不同对量砂密度会有影响，量砂密度的准确性也会影响压实度的检测，重视量砂密度测试很有必要。每次检测时向灌砂筒中装入量砂的质量和距筒口的距离都必须与标定时的一致，这样大大提高了检测数据的准确性和一致性。如果检测中途变换了量砂或掺入了其它量砂，应重新标定量砂密度和灌砂筒下部锥体内量砂质量。

4 现场试验检测

外业试验检测前，需提前准备检测器具，应根据检测地点，施工段落长度，填料粒径，压实层厚度等因素以及结合路基施工规范，选择适合尺寸的灌砂筒，对于涵背、桥台台背压实度检测时选用小直径的灌砂筒，如直径150mm 的灌砂筒。而对于填料粒径或层厚较大的路基应选用更大尺寸的灌砂筒，新版的现场测试规程对灌砂筒类型的选择、适用的填料最大粒径和测试层厚都进行了明确的规定。

现场压实度测点的选择应具有代表性，一般选用随机取样的方法选取，依据路基施工规范中检测频率为每1000m2不少于2 点和《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2017)中对土方路基压实度要求为每200m 每压实层测2 处的要求，一般选取最严格的要求进行检测频率和点数的制定，这样检测结果既能满足规范要求，又能较客观的反映工程质量的实际情况。

到达现场后，根据事先确定的随机检测点位，用卷尺根据随机表上的横向偏位确定测点的具体位置。清除测点表面的松散土粒，若表面不平整，应放上基板后先测试该点处填满灌砂筒下部锥体及基板和粗糙表面间砂的合计质量后，再进行试坑开挖。

试坑开挖应沿着基板内边缘垂直向下，深度达到压实层厚度但不得混入下层填料。试坑周边应修整竖直，上下孔径一致，对细粒土较容易达到，就每一压实层而言，越往下压实度越小，若试坑孔洞上大下小，则测出的压实度会偏大，反之偏小。对砂砾土路基，试坑开挖过程中若出现坑壁存在局部突出的超粒径砾石时，不宜将其强行取出，也不能强行将其凿碎，否则会使周边土体松动，造成体积测量不准。在以往的施工压实度试验检测过程中，超粒径现象时常发生，出现超粒径时，往往参照《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)通过对室内最大干密度进行超粒径修正的方式来计算该点的压实度，但新版的《公路路基路面现场测试规程》(JTG 3450-2019)中，不建议依据《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)对超粒径颗粒进行修正，而是采用重新做击实试验或压实度修正系数的方式进行校正，如果挖坑过程中发现超出规范规定粒径10%的填料时，一般另选点重做。

从试坑中取出的填料应及时装入称量盒或塑料袋中盖好封严，尤其是天气炎热或多风季节，取出的土样应放置在阴凉处减少水分蒸发损失，路基表面经过风吹日晒，含水率偏低，故将试坑内的土样全部取出后应拌合均匀，取出有代表性的试样进行含水率的测定，对于粗粒土应将全部试样进行含水率测定。施工现场往往采用酒精燃烧法对土样进行含水率的快速测定，燃烧时应将土样充分燃烧干，待水分挥发后再称量，因该方法会将土中的有机质燃烧掉，故在使用时应注意其适用性和对含水率测定的影响。含水率的大小直接影响压实度的检测结果，也是压实度检测中的关键步骤之一。

5 结束语

强国富民公路先行，公路建设是社会经济发展的重要保障，其工程质量对结构安全性与可靠性有着最为直接的影响。现代工程建设，逐渐趋于规范化、标准化、机械化、现代化。灌砂法因其原理简单，作为路基压实度检测最为常用的方法之一，在长期的施工检测中不断吸收成熟的经验，不断改进完善而沿用至今，是检测路基压实度的重要方法之一。然而随着施工机械化的推进，灌砂法压实度检测费时费工的缺点也显露出来，检测效率跟不上施工进度，急需研究更加高效的检测方法来提高压实度检测效率，比如建立弯沉与压实度之间的关系，回弹模量与压实度之间的关系等等方式来提高压实度检测效率。相信随着科技的发展，在未来将会有更多样化的、高效的检测手段应用到工程检测之中。