路基特殊填料压实度的质量控制与验收指标探讨

■陈文昌

（漳州市交通运输综合执法支队，漳州 363099）

随着道路项目的发展，公路、城市道路项目共同发展的趋势势不可挡，对工程质量的现场检测控制要求越来越高。 路基施工特别是填方路堤中，特殊填料的使用不可避免。 路基、路面的压实质量是道路工程施工质量管控的重要指标之一。 为保证路基路面的强度、刚度稳定性以及平整度，延长路基路面的使用寿命，必须对路基、路面结构层进行充分压实。 由于我国对路基采用特殊填料的质量控制指标，在现行规范方面并没有明确给定，给施工管理各方特别是质监部门工作的开展带来了一定的压力，尤其是在压实度的控制及标准的采用方面遇到难题。 本研究结合长期从事公路工程施工质量控制的管理工作经验，对路基特殊填料压实度质量验收指标进行探讨，总结压实度、密实度的内在关系，给行业规范提供了数据。

1 压实度的概念及检测方法

压实度又被称为夯实度，是指土或其他筑路材料在机械压实后的干密度与标准最大干密度之比，数值上常以百分率的形式表示。

压实度指标的试验主要包括室内标准密度（最大干密度）确定和现场密度试验。 为了保证路基的整体强度、 稳定性和耐久性满足要求，JTG/T 3610-2019《公路路基施工技术规范》[1]（以下简称《规范》）规定：路基施工过程中，每一压实层均应进行压实度检测，检测频率为每1 000 m2不少于2 点；不足1 000 m2时检验2 点，必要时可根据需要增加检验点。 压实度的常用检测方法采用灌砂法、环刀法等，检测应符合现行《公路路基现场测试规程》的有关规定。

路基压实度是反映路基每一压实层的紧密强度， 只有使每一压实层的紧密强度都符合规定，才能使路基的整体强度、 稳定性和耐久性满足要求。如某一层压实度不合格就填筑上一层，则路基的整体强度、稳定性和耐久性将受到影响，此时再进行返工处理，则造成浪费且严重影响施工进度，延误工期。

2 现行规范情况及分析

目前根据《规范》表4.4.3 规定，公路施工粘性土填料路基的压实度标准要求见表1， 而对于特殊填料的采用标准无具体数据。

表1 土质路基压实度标准要求

《规范》在使用过程中，对特殊填料做了备注：“3、 路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时，压实度标准在保证路基强度要求的前提下根据试验路段和当地工程经验确定”。

对于填土路基的压实度， 按照交通运输部JTG 3430-2020《公路土工试验规程》[2]重型击实试验法求出最大干容重的密实度系数和工地实测干容重，在工程实践上已被广泛采用。 而对于填料采用无粘性类如中（粗）砂的路堤则无明确规定。 随着公路建设与市政道路相结合的项目不断出现，跨行业的质量标准数据及检测方法的采用是摆在管理者面前的一大问题。 现结合省道牛旧线漳浦段公路改线工程0.5 km 的填砂路堤的压实度以及施工质量监控问题，提出见解与认识。

3 填砂路堤的压实度标准及施工中出现的问题

3.1 工程概况

省道牛旧线漳浦段公路改线工程全长12.8 km，其中约1.2 km 为填中 （粗） 砂的路基， 填高约1.0 m，路线通过漳州盆地中部鹿溪一级阶地，平均地面高程约4 m，地势平坦、开阔，大部分地段为稻田，表水发育，地下水位埋藏浅，深为0.5～5.0 m，属软基地段。 路基设计宽度采用15 m，线型达到平丘二级标准。 路堤全断面填砂计1.1 万m3，水泥混凝土路面结构。 该项工程部分填方路段采用中（粗）砂填料，以作为软弱地基换填处理。

3.2 路堤压实度标准的采用及可行性

以该二级公路施工实例，《规范》 中没有明确规定中（粗）砂填料压实度标准，亦即无明确的设计说明。 在工程检测过程中，曾向设计单位提出要求，设计单位做填砂的压实度书面通知，即“该路段填砂密实度标准以相对密度Dr控制，公式及数据如表2”。

从表2 可知，中（粗）砂的相对密实度Dr与粘性土的压实系数（K=γd/γdmax×100%）存在着量的内在关系。 换言之，相对密度可通过公式的推导，与粘性土的压实系数来衡量。 推导如下：

表2 相对密度Dr 设计值

已知条件：中（粗）砂实验室测得最大干容重γdmax=1.74 t/m3， 最小干容重γdmin=1.44 t/m3； 表2 中Dr,1=0.70，Dr,2=0.75，求压实度系数K 值。 推导：

式中：e——砂的孔隙比；Δ——砂的比重；γd——砂的干容量；vk——砂的空隙体积；vs——砂颗粒体积；gs——砂颗粒重量。

由（3）代入（4）得

由（6）代入（5）得：

以γdmax=1.74，γdmin=1.44 代入（7）得：

以Dr1=0.70，Dr2=0.75 代入（8）得

K1=94.1%，K2=95%

从以上导出的K 值可以看出, 相对密度0.70～0.75 作为二级公路的路堤填砂相对密度的标准,相当于采用压实系数的94.1%～95%,要求过高。 若按路基填土压实度系数K1=90%,K2=93%标准代入（8）式，即得Dr1=0.64,Dr2=0.47。 因此,该中（粗）砂压实度若采用相对密度控制时，路槽下80 cm 以内为0.64,路槽下80 cm 以外为0.47,足以满足要求。 这一数值亦符合有关资料[3]所提供的无粘性土的密实状态“中密”划分的范围（1≥Dr>0.67 为密实；0.67≥Dr>0.33 为中密，0.33≥Dr>0 为松散）。 这一建议数据得到了设计单位的认可,决定压实度以相对密度Dr控制（Dr=0.50）。

4 填砂路堤压实质量的监控

路堤施工时,均按照设计提供的施工方案,即分层碾压。 在每一层做压实度试验时，采用粘性土路基的干容重工地测试法——“环刀法”， 经抽验，相对密度Dr值均在0.40 以下，全线不合格。 对此，本研究提出疑问：是碾压遍数不足，还是分层厚度过厚? 工地监理人员责令承包单位返工重新碾压，碾压机具采用45 t 单轮振动拖碾。 照理，该机具振动能量已足，填砂厚度均按0～100 cm（由于全线已填完），但抽验干容重，计算孔隙比，代入相对密度公式，还是0.40 左右。 鉴于此，在路线终端0K+700～0K+800 段做试验性施工， 结合普通公路施工中有关砂垫层的施工操作规程，采用全面灌水，其饱和度Sr控制在大于或等于0.80 以上，分层并经6～8 遍振动碾压后，继续用环刀法测试干容重，计算出的相对密度Dr值仍小于0.50（全线抽验数据略）。 因怀疑试验方法的可靠性，决定改用“灌砂法”进行工地干容重测定。结果在同一试坑附近所测的数值明显与环刀法测得的不同，Dr值或K 值大多提高，计算后的Dr、K 值见表3。全线采用灌砂法后均100%合格。路基经黄河汽车弯沉测定，亦满足设计要求，数据曲线见图1。

表3 0K+700～0K+800 灌砂法抽验相对密度压实系数

图1 Ok+700～800 回弹弯沉定值

5 结语