道路路基压实度的检测及控制研究白明铁

道路路基压实度的检测及控制研究白明铁

白明铁

岳阳市107国道养护中心路桥施工队湖南省岳阳市414000

摘要：道路路基要求有一定的承载能力，以保证支撑面层和自身重力，以及路面车辆传来的荷载作用，道路路基的压实度直接影响到路基的质量，其重要地位也要求施工方进行一定的压实度检测工作，本文阐述了影响路基压实度的三种因素，并对路基压实度的检测与控制方法做出了说明，为确保路基的稳定提出理论方法，对同类研究内容提供参考。

关键词：压实度；检测方法；控制因素

引言

路基作为整个道路的主要结构起着重要的作用。作为支承结构，路基不仅承受其自身重力和面层结构的重力，而且还要承受由面层传递的车辆行驶在路面的驱动荷载。因此，保证道路路基的质量是至关重要的。压实度的处理决定路基质量，对于压实度差的路基段，会引发各种道路病害，造成道路的不稳定，致使路面产生开裂、变形的问题，作为施工过程中重要的步骤，必须严格控制路基压实，以保证路基质量达到规范要求[1]。在我国，通常采用灌砂法、灌水法等方法测试密度，随着科技的不断发展，雷达检测逐渐的被应用，作为一种高新检测技术，该法有着快捷、准确的特点，欧美国家在20世纪80年代已经开始使用，除此之外还有瑞雷波法[2]。通过使用新的检测技术，确保对路基的高质量压实。

1影响路基压实度的因素

1.1含水量对压实的影响

粘接力和内摩阻力是路基土颗粒之间存在的两种主要的作用力，路基的压实施工过程，也是主要克服土颗粒之间的这两种作用力，来使土颗粒相互接近，达到密实的效果。而对于土壤来说，土体的干密度随含水量的变化是成开口向下的抛物线型关系的，如图1所示。因此，当土体含水量达到一定程度时，路基土的干密度会出现一个最大值，即抛物线的峰值，这一最大值即为土体的最大干密度，土体达到最大干密度时，其压实效果最佳，土体密室程度最好。最大干密度所对应的含水量成为土体的最佳含水量[3]。当土体含水量小于最佳含水量时，此时土体颗粒之间的内摩阻力相对较大，而随着含水量的增加，土体中的水会起到润滑作用，降低了土颗粒之间的内摩阻力，同时也挤出了土体之间的空气，使得整个土壤体系中固体与液体体积增大，因此当压实功足够大时，可以使土体达到较大的干密度。而当土体含水量超过最佳含水量时，由于土体中空气的体积已经达到了最小值，被水体积而代替，但与空气相比，液体体积更难被压缩，所以导致同样的压实功下土体的密度却逐渐降低[4]。

图1击实曲线图

1.2压实遍数与压实速度对压实的影响

除含水量这一因素外，在路基压实过程中压实功的大小，也会对压实效果发挥很大的影响，而压实功主要由加速度和压实遍数决定。同一种土的最佳含水量随功能的增大而减小，最大干密度则随功能的增大而提高；在相同含水量的条件下，采用的压实功越高，土基密实度越高。因此，根据该规律，可以使用相同吨位的压路机来增加碾压次数以改善压实功能，从而提高路基的强度。但增加到一定限度，效果提高愈加缓慢。

为了满足增加碾压遍数的要求，必须提高碾压的速度，碾压速度的差异会影响每单位体积材料的压实时间。当碾压速度低时，单位面积材料经受碾压时间长，作用在被压土壤上的能量较大；当碾压速度过快时，不利于应力的均匀扩散，因此要根据试验路段选择合适的压实遍数和速度组合[5]。

1.3机械选择对压实的影响

对于路基压实机械的选择，也同样会对路基土的压实程度起到影响，所以在路基压实过程中，根据填充土的不同类型，选择不同类型的压路机。一般在相同含水率条件下，重型压路机比轻型压路机所压实的土密实程度更大。而对于同样的重量型的压路机，振动型压路机，在压实过程中，可以使土体中较小的土颗粒填充到大粒径土颗粒的缝隙之中，因此振动性压路机更适合于粘性较小的砾石类土壤混合料[6]。而对于粘性较大的土体，特别是湿度较大、颗粒大小不均的粘性土壤，使用羊脚压路机可以达到更好的压实效果，羊脚压路机有较大的单位压力，且压实均匀能将土块挤碎，能够产生较好的压实效果，提高生产率。

2路基压实度检测方法

2.1灌砂法

灌砂法是进行路基压实度检测中较为常见的一种方法，也是检测原理最为简单的方法。其检测过程主要是利用等体积的均匀沙子来换算实际检测在路基中所开挖洞口的体积，根据这一过程，可以计算出检测开挖处土体的密度，从而换算出检测部分路基土的压实度[7]。此方法比较简单，但每次测量，都需要携带较多量的砂子，在对实验砂子的多次称量过程中，易产生人为误差，速度较慢，效率较低。

2.2环刀法

环刀法是一种较为传统的路基压实度检测方法，这种方法是使用实验规程中所规定的5cm高，体积为200cm3环刀在压实的路基土中进行取样，计算出所取土样的密度，来衡量路基土的压实程度。但是由于环刀本身的体积相对较小，并且所得到的密度不能代表整个碾压层的平均密度，土层的密度由上到下逐渐减小，因此，一般再做比对试验时，使用碾压层中间土层密度。

2.3核子密度湿度仪法

核子密度湿度仪法是一种普遍适用的路基压实度检测方法，这种方法的主要是借助于放射性元素来测定路基土的含水量和密度，相较于传统的环刀法、灌砂法等方法，快速准确，节省劳动力，大大提高了工作效率，但放射性元素对工作人员会产生伤害，同时这种方法测得的实验数据准确性较差，鉴于以上缺点，在实际工程中很少的应用该种方法。

2.4瑞雷波法

使用瑞雷波法进行路基压实度检测，其前提的假设是，所检测对象为匀质并且各向同性弹性的半空间结构，那么在该介质中，瑞雷波速度与其震动频率是不相关的。并且由于瑞雷波在该介质中沿水平方向衰减速度较慢，沿纵深方向衰减速度比较大，而路基工程中层状介质是常见的情况，正是由于瑞雷波其具有弥散特性，其波速会随着土壤在不同深度上模量的变化而变化，所以，可以利用瑞雷波这种特性很好的表现出不同土壤深度的压实程度[8]。图2为瑞雷波方法进行路基压实度检测的基本原理。

根据实验数据计算出B，具体数值。通过比较，瑞雷波法与灌砂法结果相近，利用瑞雷波测量结合少量土工检测方法，可以快速、准确地进行路基分层、压实度检测。对老路基进行评价时，从实验结果可知路面损坏与路基有直接关系，所以对新建道路的工程地质情况及路基建设时必须进行质量检测，以保证道路耐用。

3路基压实检测控制要点

3.1含水量测量

土壤的含水量对其压实效果发挥着十分关键的影响。因为对路基土体进行压实的过程主要是克服土壤之间相互排斥的作用力过程，来使土壤中土颗粒之间达到最大程度接近，达到路基对土体的压实要求。然而当土体中含水量较大时，水份存在于土颗粒之间，使土体在压实过程中，土颗粒更容易发生偏移，这在一定程度上会表现出对土体压实度的影响。所以路基土压实过程中，对土体含水量的测量是一项检测控制要点，为了减小对土体含水量测量的误差，对相同土样应进行两次甚至多次含水量测试，对在误差范围内的测量结果取平均值。

3.2标准击实试验的控制

标准击实试验，是通过在实验室利用试验条件对施工环境进行模拟，使用土壤标准击实仪等相关测量仪器测得路基土在规范要求压实度下的含水量和干密度的试验方法。在土壤击实试验过程中，如果不能严格规范试验过程，控制试验标准，会使所得出的击实曲线不理想，测得最佳含水量和最大干密度与实际情况存在较大偏差，对路基土压实程度造成影响。所以，在进行正式的路基施工之前，必须要选择代表性土样，根据《公路土工试验规程》做规定的击实试验方法和所对应的击实标准，进行路基土击实试验，严格绘制路基土含水量与干密度曲线图，确保击实试验所测得的最大干密度和最佳含水量更加准确，进而对路基压实工作提供规范的指导和参考数据[9]。

3.3检测选点、频率及标准砂的控制

在路基压实度检测过程中，检测点的选择、检测频率的确定以及使用灌沙法进行检测时，对标准沙的规范等许多因素都会影响到对路基压实度的检测结果的准确性和代表性，所以对这些因素在路基压实度检测过程中必须严格规范。首先，对检测点位置的选取，要有客观性和代表性，能够准确的反映出路基压实施工的真实情况，同时检测点数量必须达到规定要求；其次，要根据检测的规范标准，确定路基压实度检测的频率，从而使检测结果具有有效性；此外，如果使用灌砂法进行路基压实度施工检测，对所使用的标准沙和灌沙桶要规范，当灌砂桶以及标准沙出现变化时，要根据规范要求进行重新标定，标定之后才可用于路基压实度检测[10]。

4结语

路基作为道路结构的重要组成部分，其施工质量是道路健康的前提，在实际的施工过程中，必须重视对道路路基的压实度处理。在对道路路基进行压实过程中，注意控制施工路段路基土的含水量、压实厚度、碾压次数及速度等条件，根据压实标准和现场实际情况，合理选择压实工具，保证压实质量；合理选择路基压实检测方法，确保整个施工的质量保证。

参考文献

[1]索南.浅谈公路路基压实度质量控制方法[J].科技信息，2010(4)：687.

[2]ASTMD2167-94，SandardTestMethodSoilinPlacebytheRubberBalloomforDensityandUnitWeightofMethd[S].

[3]于雷.浅谈路基压实度的质量控制方法[J].大科技•科技天地，2011(01):141—142.

[4]康辉斌.市政道路路基压实度的检测方法及控制要点分析[J].山东工业技术，2017(20):115.

[5]邓香玲,郭黎静.公路路基压实度的检测与控制[J].住宅与房地产,2018(16):234.

[6]田晓敏.路基路面常用检测技术与质量控制探讨[J].山西建筑,2017,43(07):124-126.

[7]张作海公路路基路面工程质量控制方法研究[D].西安:长安大学，2009.

[8]李平公路路基路面的检测技术与质量控制分析[J].江西建材2015(16):185,187.

[9]柯淑珍.浅谈路基压实度检测对道路质量控制的重要性[J].江西建材,2016(09):147-148.

[10]刘彬.公路路基压实度检测方法及质量控制方法[J].交通世界(建养.机械),2013(11):136-137.