1、- 1 -浅谈路基（路面）现场压实度检测方法一、概述（一）路基土的最大干密度和最佳含水量的确定路基受到的荷载应力，随深度而迅速减少，所以路基上部的压实度应高一些；另外，公路等级高，其路面等级也高，对路基强度的要求则相应提高，所以对路基压实度的要求也高一些。因此，高速、一级公路路基的压实度标准，对于路床 080应不小于95，路堤 80150应不小于 93，150以下应不小于 90；对于零填及路堑、路槽底面以下 030应不小于 95，在平均年降雨量少于 150mm 且地下水位低的特殊干旱地区（相当于潮湿系数0.25地区）压实度标准可降低 23。因为这些地区雨量稀少，地下水位低，天然土的含水量大大低
2、于最佳含水量，要加水到最佳含水量情况下进行压实确有很大困难，压实度标准适当降低也不致影响路基的强度和稳定性。在平均年降雨量超过 2000，潮湿系数2 的过湿地区和不能晾晒的多雨地区，天然土的含水量超过最佳含水量 5时，要达到上述的要求极为困难，应进行稳定处理后再压实。由于土的性质、颗粒的差别，确定最大干密度的方法也有区别，除了一般土的“击实法”以外，还有粗粒土和巨粒土最大干密度的确定方法。不同性质土的最大干密度确定方法及各方法的适用范围见表 11。土的最大干密度确定方法比较试验方法 适 用 范 围 土的粒组轻型、重型 击实法小试筒适用于粒径不大于 25的土大试筒适用于粒径不大于 38的土细粒土
3、粗粒土振动台法本试验规定采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。本试验方法适用于通过 0.074标准筛的干颗粒质量百分数不大于 15的无粘性自由排水粗粒土和巨粒粗粒土巨粒土- 2 -土。对于最大颗粒大于 60的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按相似级配法的规定处理。表面振动 压实仪法同上粗粒土巨粒土击实试验由于击实功的不同，可分为重型和轻型击实，两个试验的原理和基本规律相似，但重型击实试验的击实功提高了 4.5 倍。击实试验中按采集土样的含水量，分湿土法和干土法；按土能否重复使用，也分为两种，即土能重复使用和不能重复使用。选择时应根据下列原则进行；根据工程
4、的具体要求，按击实试验方法的种类中规定选择轻型或重型试验方法；根据土的性质选用干土法和湿土法，对于高含水量宜选用湿土法；对于非高含水量则选用干土法；除易击碎的试样外，试样可以重复使用。振动台法与表面振动压实仪法均是采用振动方法测定土的最大干密度。前者是整个土样同时受到垂直方向的振动作用，而后者是振动作用自土体表面垂直向下传递的。研究结果表明，对于无粘聚性自由排水土这两种方法最大干密度试验的测定结果基本一致，但前者试验设备及操作较复杂，后者相对容易，且更接近于现场振动碾压的实际情况。因此，使用时可根据试验设备拥有情况择其一即可，但推荐优先采用表面振动压实仪法。已有的国内外研究结果表明，对于，对于
5、砂、卵、漂石及堆石料等无粘聚性自由排水土而言，一致公认采用振动方法而不是普通击实法。因此，建议采用振动方法测定无粘聚性自由排水土的最大干密度。（二）路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法常见的路面基层材料有半刚性基层及粒料类基层，粒料类基层最大干密度的确定可参照粗粒土和巨粒土的振动法，半刚性基层材料按照公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94）执行，用标准击实法求得，但当粒料含量高时（50以上），由于击实筒空间的限制，现行方法就不能得出真正的最大干密度。若以此为准，按施工规范要求的压实度成型，所测得的强度和有关参数太小，据此进行设计，势必造成浪费。同样，如以此为准进行施工质
6、量控制，必然要求太低，不能保证施工质量，因此，需要寻求更科学的方法。下面介绍一种确定最大干密度和最佳含水量的方法，即理论计算法。- 3 -1、石灰土、二灰稳定粒料根据室内试验测得结合料的最大干密度 p1和集料的相对密度 r，把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比 V1：V 2,则混合料的最大干密度 po为：poV 1 p1+ V2r 石灰土、二灰稳定粒料的最佳含水量 w0是结合料的最佳含水量 w1和集料饱水裹覆含水量 w2的加权值，可按下式计算：w0= w1A+ w2B式中：A、B结合料和集料的质量百分比，以小数计。饱水裹覆含水量是指集料浸水饱和后取出，不擦去表面裹覆水时的含水量。除吸水率
7、特大的集料外，此值对于砾石可以取 3，碎石可取 4。2、水泥稳定粒料此类材料的最大干密度 po与集料的最大干密度 pG和水泥硬化后的水泥质量有关，即：pop G/1-（1+k）a/100式中：p G集料在振动台上加载振动而得的最大干密度，g/cm 3;a水泥含量，k水泥水化时水的增量，视水泥品种不同而异，一般为水泥质量的1025，以小数计。水泥加水拌匀后，在 105烘箱中烘干，称试验前水泥质量和烘干后硬化的水泥质量，即可求得水泥水化的水增量。因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正确测出水泥稳定粒料的最佳含水量。根据对比试验，水泥稳定粒料的最佳含水量 w0由水泥的水化水、集料的饱水裹覆含水量和拌和
8、水泥所需要的水（水灰比为 0.5）三者组成，即：w0（0.5+k）a+ w 21-( a/100)式中：a水泥含量，w2集料饱水裹覆含水量，k水泥水化水增量，以小数计；3、沥青混合料标准密度确定方法- 4 -沥青混合料标准密度，以沥青拌和厂取样试验的马歇尔密度或者试验段密度为准，当采用前者方法时，压实度的标准比后者高，无论是用哪种方法，均存在对试件测密度的问题，在进行密度试验时根据混合料本身的特点，可采用下列方法之一：（1）水中重法：本法适用于密实型沥青混凝土试件，不适用于采用了吸水性大的集料的沥青混合料试件。（2）表干法：本法适用于表面较粗但较密实的型或型沥青混凝土试件，但不适用于吸水率大于
9、 2的沥青混合料试件。（3）蜡封法：本法适用于吸水率大于 2的型或型沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件，不能用水中重法或表干法测密度时，应用蜡封法测定。（4）体积法：本方法适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配混合料试件。二、现场压实度试验检测方法及各方法的适用范围见表1-2表 1-2试验方法 适 用 范 围灌砂法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。环刀法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度测试，但对无机结合料稳定细粒
10、土，其龄期不宜超过 2d，且宜用于施工过程中的压实度检验。核子法适用于现场用核子密度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度。适用于施工质量的现场快速评定，不宜用作仲裁试验或评定验收试验。钻芯法适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度，以评定沥青面层的施工压实度，同时适用于龄期较长的无机结合料稳定类基层和底基层的密度检测。四、现场压实度检测方法- 5 -（一）灌砂法测定压实度灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，它是当前最通用的方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度，它的缺点是：需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，因此它的测试速度较
11、慢。采用此方法时应符合下列规定：（1）当集料的最大粒径小于 15mm、测定层的厚度不超过 150mm 时，宜采用 100mm的小型灌砂筒。（2）当集料的粒径等于或大于 15mm、但不大于 40mm，测定层的厚度超过 150mm，但不超过 200mm 时，应用 15mm 的大型灌砂筒测试。（3）当集料的最大粒径大于 40mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸。（4）当集料的最大粒径大于 60mm，灌砂筒的现场试洞的直径应为 200mm。工地上普遍应用 150mm 的灌砂筒，它的测深为 150mm,其所测压实度仅为这 150mm的压实度。但是现场压实层厚度往往在 200mm 左右，而且一般压实度
12、在压实表层都比较高，往下就难以保证，因此在山区现场含碎石较多的集料应采用 200mm 的大灌砂筒检测为宜。1、检测器具与材料（1）灌砂筒：有大小两种，根据需要采用，主要尺寸见表 1-3 储砂筒筒底中心有一圆孔，下部装一倒置的圆锥漏斗，上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同。漏斗焊接在一块铁板上，铁板中心有一圆孔与漏斗上开口连接，储砂筒筒底与漏斗之间设有开关，开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。灌砂仪的主要尺寸表 1-3结 构 小型灌砂筒 大型灌砂筒直径（mm） 100 150储砂筒容积（cm 3） 2120 4600流砂孔 直径（mm） 10 15内径（mm） 100 150金属标定罐外径（mm） 1
13、50 200- 6 -边长（mm） 350 400深（mm） 40 50金属方盘基板中孔直径（mm） 100 150注：如集料的最大粒径超过 40mm，则应相应地增大灌砂筒的标定罐的尺寸。如集料的最大粒径超过 60mm，灌砂筒和现场试洞的直径应为 200mm。（2）金属标定罐：用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。（3）基板：用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。（4）玻璃板：边长约 500600mm 的方形板。（5）试样盘：小筒挖出的试样可用铁盒存放，大筒挖出的试样可用 300mm500mm40mm的搪瓷盘存放。（6）天平或台秤：称量 1015，感量不大于 1g，用于含水量测定的天平精
14、度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为 0.01g、0.1g、1.0g。（7）含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。（8）量砂：粒径 0.30.60mm 或 0.250.50mm 清洁干燥的均匀砂，约 2040，使用前需洗净、烘干、并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。（9）盛砂的容器：塑料筒等。（10）其他：凿子、改锥、铁锥、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。2、试验方法与步骤：(1)标定筒下部圆锥体内砂的质量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 m1,准确至 1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的
15、体积与工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积） ，然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量 m5，准确至 1g。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。收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至 1g。玻璃板上的砂就是填满锥体的砂 m2。重复上述测量三次，取其平均值。(2)标定量砂的单位质量 rs(g/cm3)- 7 -用水确定标定罐的容积 V，准确至 1mL。在储砂筒中装入质量为 m1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，直到砂不在下流时，将开关关闭。取下灌砂筒
16、，称取筒内剩余砂的质量 m3，准确至 1g。按下式计算填满标定罐所需砂的质量 ma：mam 1- m2- m3式中：m a标定罐中砂的质量,g;m1装入灌砂筒内的砂的总质量，g；m2灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，g；m3灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量，g；重复上述测量三次，取其平均值。按下式计算量砂的单位质量：rsm a/ V式中：r s量砂的单位质量，g/cm 3;V标定罐的体积，cm 3;(3)试验步骤：在试验地点，选一块平坦的表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂 m5的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流
17、入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量 m6，准确至 1g。当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。将基板放回清扫干净的表面上， （尽量放在原处） ，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。试洞深度应等于测定层的厚度，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 mw，准确至 1
18、g。从挖出的全部材料中取出有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量（w,以计） 。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于 100g，对于- 8 -各种中粒土，不少于 500g，用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于 200g，对于各种中粒土，不少于 1000g；对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于 2000g,称其质量 md，准确至 1g。当为沥青表面处治或沥青贯入结构类材料时，则省去测定含水量的步骤。将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂的质量 m1） ，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂
19、筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。小心取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量 m4，准确到 1g。如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述和的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，小心取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量 m 4，准确至 1g。仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用，若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度到达平衡后再用。3、检测结果计算：（1）计算填满试
20、坑所用的砂的质量 mb:灌砂时，试坑上放有基板时：mbm 1-m4-(m5-m6)灌砂时，试坑上不放基板时：mbm 1-m 4-m2式中：m b填满试坑的砂的质量，g;m1灌砂前灌砂筒内砂的质量，g;m2灌砂筒下部圆锥内砂的质量，g；m4、m 4灌砂后，灌砂筒内剩余砂的质量，g；m5-m6灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的合计质量，g；（2）按下式计算试坑材料的湿密度 pw:pw=(mw/mb)rs式中：m w试坑中取出全部材料的质量，- 9 -rs量砂的单位质量，g/cm 3;（3）按下式计算试坑材料的干密度 pd:pd=pw/(1+0.01w)式中：w试坑材料的含水量，。（4）水泥、
21、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土，可按下式计算干密度 pd：pd（m d/mb）r s式中：m d试坑中取出稳定土的烘干质量，g。当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实际的最大干密度。（5）按下式计算施工压实度：K=( pd/pc)100式中：K测试地点的施工压实度，pd试样的干密度，pc由击实试验得到的试样的最大干密度，g/cm 3当试坑材料组成与击实试验的材料有较大的差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实际的最大干密度。4、试验中应注意的问题：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
22、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环节，以提高试验精度。为使试验做得准确，应注意以下几个环节：（1）量砂要规则。量砂如果重复使用，一定要注意晾干，处理一致，否则影响量砂的松方密度。（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做。因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂，又不做试验，仅使用以前的数据。（3）地表处理面要平整，只要表面凸出一点（即使 1mm） ，使整个表面高出一薄层，其面积也算到试坑中去了，会影响试验结果。因此本方法一般宜采用放上基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式 mbm
23、1-m4-(m5-m6)计算填坑的砂量，只有在非常光滑的情况下方可省去此操作步骤。- 10 -（4）在挖坑时试坑周壁应笔直，避免出现上大下小或上小下大的情形，这样就会使检测密度偏大或偏小。（5）灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或者取到下一个碾压层中。（6）在进行标定罐容积标定时，灌外的水一定要擦干。5、检测报告表 1-4 为某路段对级配碎石底基层用灌砂法检测压实度的摘录。分项工程 路面工程 单位工程级配碎石底基层最大干密度(pd)2.30g/cm3取样地点（桩号）右K38+200K38+240 K38+30 K38+50灌入试筒前筒内砂质量 m1(g) 6500 6500 6500
24、 6500灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量m2(g)770 770 77 770灌砂入试筒后筒内剩余砂质量 m4、 m 4(g)3146 2879 2657 2745灌砂筒下部圆锥体及基板和地面粗糙表面间砂的合计质量 m5-m6(g)填满试筒所需砂质量 mb(g) 2584 2851 3073 2985试洞中湿土的质量 mw(g) 4210 4665 5005 4835湿密度 pw（g/cm 3) 2.36 2.37 2.36 2.35含水量 w() 4.0 4.1 4.2 4.3干密度 pd（g/cm 3) 2.27 2.28 2.26 2.25压实度 K() 98.7 99.1 98.3 97.8（二） 、钻芯法（测定沥青面层压实度）钻芯法适用于检验从压实度的沥青路面上钻取的芯样试件的密度，以评定沥青混凝土面层的施工压实度。
