市政道路工程中影响压实度的检测方法研究

孟春华

摘  要：土路基是城市镇交通道路建设的重要组成部分， 压实度及土基承载力是市政公路工程施工质量验收的的主控项目，路基质量的好坏反应了市政公路建设单位的质量水平。因此，在建设市政公路的过程中，必须进行路基路面压实度测试，以确保后续结构层质量得到保障。本文从压实度公式分析从检测、施工角度讲述影响压实度的因素及其方法的探讨。

关键词：市政道路;压实度;检测方法

引言：公路是连接城市与城市，城市与乡村之间的枢纽，是各城市、乡村之间商贸往来的基础。随着社会经济的发展，道路通行质量要求不断提升，市政道路建设质量要求也越来越高。土路基是道路建设的重要组成部分，路基沉陷，弹簧土等疾病均与土质、压实质量或回填方式有关。如果路基质量不控制好，再好的路面结构也枉然。在开放道路的交通运行过程中，路面承受的不仅有行驶车辆的垂直应力，而且有结构层有自重应力。一般来说，路基可以承受路面的应力，如果土的CBR值、压实度符合建造设计值且土基养护得当，承载力也完全可以达到设计标准，可以避免或减少疾病病例。路基材料的压实度控制是确保城镇道路乃至高速公路持续运营和维护质量的重要保证之一。

一、实例分析

上海地区某条市政道路的路面结构形式（自上而下）： 沥青混合料（4cm+8cm）+35cm水泥稳定碎石+15cm级配碎石或砾石砂。路基顶面以下0-30cm以6%-8%的石灰土为主，30-80cm素土为主。

二、市政道路工程中影响压实度的因素

所谓压实度，即现场土的实测干密度÷试验标准密度*100。压实度越大，说明土体越密实，回填土的压实质量越好，反之则说明土体欠密实，压实质量差。影响压实度结果大概有3个因素。

1.标准密度。首先，标准密度的大小与试验所用的器具及击实方法有关。击实有轻型重型之分，锤重有2.5kg和4.5kg;落高有30cm和45cm;击实层数有3层和5层，次数也不尽相同。可见不同的击锤、落高等组合可以得出多种的击实功，只有选对了各项参数，才能模拟工程现场的机具和工艺，得到相应的标准密度。当然还存在着干土法和湿土法击实，两种方法试验得出的最大干密度也略有差异，通常干土法的标准密度比湿土法的值要高一点，干土法的最优含水率较湿土法要低一点。对于长三角地区的高液限土比较明显，湿土法更接近于施工现场的场景。其次，土样的代表性和均匀性决定了试验的准确性。土体样本的代表性，它会影响标准密度的大小 。当回填土的来源发生变化时，应重新取样做标准密度试验，确定所取样本的最大干密度值和最佳含水率。施工过程中使用的回填材料的意外调整或改变导致最初的标準密度不适用，改变填充物的结构和渗漏，将改变土质的最大的干密度。例如，在摊铺石灰土层时，实验室根据设计提供的石灰掺量为6%（外掺）时，试验得出石灰土的最大干密度为1.84g/cm，最佳含水率为16.7%，在施工过程中，此时干密度是最高的。如施工为赶工期，让土体更快地固结，剂量从6%增加到10%，虽然无侧限抗压强度足够，但由于石灰的密度比素土密度小得多，石灰剂量的增加反而降低了无机结构料稳定土的最大干密度。此时，标准密度应重新确定。

2.现场干密度。根据现有行业标准，土基压实度检测方法有环刀法、灌砂法、核子仪法。由于核子密度仪使用及保存要求较高，国内极少检测单位使用该法。土基密度常用检测方法为环刀法，因其检测效率高而被广泛应用，如果路基包含粗粒土或是土体已硬化，那么压实度试验检测便不适宜采用环刀法，灌砂法可以弥补环刀法的不足，因其检测时效较长，效率不高，且对试验检测人员的要求较高，如果掌握不好，存在较大试验误差。本文仅讨论环刀法的试验误差要素。

（1）环刀尺寸影响。环刀在使用前要校准内径、高度并验算其体积是否符合规范要求，不能简单认为说明书的示值即为某一定值。其次环刀刀口的磨损、卷边等也会造成体积误差，因定期查验环刀的外观质量。

（2）环刀贯人深度引起误差。若环刀在辗压层上部取样，则得到密度偏大，若环刀取的是辗压层的底部，则得到的密度将偏小，我们需检测的是整个辗压层的平均压实度，不是辗压层的某一部分的压实度，要使环刀每次取样均在辗压层的中间位置，才能得到相应平均的密度，在实际操作中比较困难。

（3）环刀贯入土体所施力度影响，在环刀压入土体中时，使环刀内部的细粒土扰动，力度过大，土体受到压实功影响，引起密度变大，力度欠缺，则环刀内土样不够密实，密度又会变小。

（4）环刀修平影响。取土时小砖块、石子等硬物混入环刀中，使用试样密度产生偏差;在切削土样时过程中，环刀两端面如有空隙，用压实层土样修补空缺部分，压实不足则密度偏小;再如土样凸起，超出环刀厚度，用力压平会使土样密度增大，故环刀两端面受力大小，平整程度均与检测结果有较大影响。

（5）含水率试验时长影响。上海地区大多数为黏土，烘干时间应不少于8h，如少于烘干时间或温度不达水份的沸点就提前结束，则土中水份未完全烘干，含水率偏小，所得干密度就偏大。

3.压实质量。首先，压实功大小影响土体是否密实。重型击实是模拟重型压路机对土体所作的功，若只选用轻型压路机辗压土层，显然土体的密实程度达不到预期效果。其次，含水量的大小对压实质量影响比较直接。在同一作功条件下，较干的土由于颗粒之间摩擦力较大，所含气体较多，不易被挤出，土体不容易压实;相反含水率过大，土体压缩过量，整体的强度就会降低，含水量一达到饱和，就会形成弹簧土，对土基非常不对。再次，辗压层的厚度或辗压次数不够也会造成土体欠密实。在压路机的辗压过程中，作用于路基表面的应力传递到路床下面，随着深度的增加，作用力渐降低减小，这就要求辗压层不能太厚，否则下部土体得不到有效压实。辗压工作没有按照先轻后重、先慢后快、先边后中顺序进行，某些项目为了节省时间，提高工作效率，仅用一台重型压实机具，减少压实次数，明显达不到预期效果。在夏季施工时，高温水分蒸发速度迅速、混合物含水率稍要求大于最佳含水率，每一次摊铺的长度必须适度，最佳距离应是40-50米。如果距离太短，就不可能实现覆盖平衡; 距离太长则水份率蒸发。

三、路基压实度检测过程的控制

1.做好标准击实试验工作，路基施工之前，需要选取代表性土样进行土的有机质，烧失量、CBR、液塑限等试验，土质符合标准要求方可进行标准密度试验，若在试验中发现样本变化要重新取样实施试验。根据设计要求及施工工艺选择合适的击实標准和土样制备方法，控制击实功的大小和锤的落距，得到标准密度。若某个环节存在误差，则最大干密度、最佳含水量也无法保证其准确性。

2.做好现场密度检测。根据施工区域面积合理计算检测频次及试验数量，随机选取检测位置。若检测频次较少或所处位置不合理，会降低选点代表性，不便于统计评定该路段的压实度合格率，也无法通过压实度检测结果掌握路基实际压实工况;若检测频次过多，会导致资源浪费，降低施工效率。

环刀在取土时，应前铲去土层表面土，避开有碎石、砖块等杂质，力锤垂直向下施力，均匀的受力和准确的着力方向起着主导作用。要双手协调配合，当土层上表面与压盖平稳相接后，锤击明显吃力，压盖上小孔中有土被挤出，即可终止锤击，此时为最佳状态。遇到天然土层土质变化较大的土层， 在规范检测数量和频次的基础上双倍数量取样，扩大取样点的范围，把不利的风险降至最低。

取出环刀后应立即修补整平，注意不要刻意压平或过量填补缝隙。土中水分蒸发会引起含水率误差，尤其是在夏季气温较高时，尽管采取密封措施，也会导致水分蒸发，从而引起密度偏差。用酒精燃烧法可在现场迅速测出土的含水率，得出土的压实密度，压实度不够可以立即返工，对施工现场质量控制有很大帮助，其他检测方法不能达到其效果。但酒精燃烧法不能作为正式报告，因其测值与烘干法存在一定误差，特别是含有机质土，当酒精燃烧的同时，有机质成份与水份一起蒸发，含水率变大，干密度测值偏小，但仍可作为施工质量控制的一种手段。

根据城镇道路施工验收质量要求要求以及试验规程规定，路基压实度作为主控项目之一，负责该项工作的检测人员需严格按照规章制度，保证最终检测结果，可以真实全面地反映出路基压实效果。

3.路基施工按工序进行。压实需按“先轻后重、先慢后快、先边后中”的碾压顺序进行。辗压前控制最佳含水率，必须与试验室最佳含水率一致，允许±2%的误差，建议根据当时气候环境条件，合理控制含水率。压实质量通过碾压遍数、压实功、压实层厚度，沉降量等控制。其中碾压遍数对路基压实效果和效率尤为重要，若碾压遍数过少，会导致路基填筑后的压实度达不到规范设计要求，若碾压遍数过多，将导致时间和经济损失，同时路基压实效果也并不会有较大提升。

四、结语

本文针对路基在施工建设过程中，以压实度作为一个质量控制指标来阐述分析其影响因素及解决办法。研究结论如下：

1.选用优质或质地均匀的土作为回填材料，其强度符合最低的CBR要求，试验室规范检测，确定标准密度。如土源改变或稳定土掺配比例改变，则需重新取样确定标准密度。

2.用行之有效的方法检测现场干密度。如细料土用环刀法，遇粗粒土或易破碎的土则用灌砂法为宜。遵循施工质量验收规范，按相应的检测频率和随机抽样法开展科学、公正的检测行为。

3.施工摊铺时控制好含水量、压实功、压实层厚度、辗压遍数等。检测为施工方给予质量跟踪及保障，施工企业除了控制压实水平外，还需要建立必要的质量保证系统，以提高质量管理的效率和深度。建筑工人必须承担巨大的责任，从我开始，根据施工及设计要求，按步就班，开源节流。一方面，确保工作质量是必要的。另一方面，减少不必要的支出。

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