市政道路工程中影響壓實度的檢測方法研究

孟春華

摘? 要：土路基是城市鎮交通道路建設的重要組成部分， 壓實度及土基承載力是市政公路工程施工質量驗收的的主控項目，路基質量的好壞反應了市政公路建設單位的質量水平。因此，在建設市政公路的過程中，必須進行路基路面壓實度測試，以確保后續結構層質量得到保障。本文從壓實度公式分析從檢測、施工角度講述影響壓實度的因素及其方法的探討。

關鍵詞：市政道路;壓實度;檢測方法

引言：公路是連接城市與城市，城市與鄉村之間的樞紐，是各城市、鄉村之間商貿往來的基礎。隨著社會經濟的發展，道路通行質量要求不斷提升，市政道路建設質量要求也越來越高。土路基是道路建設的重要組成部分，路基沉陷，彈簧土等疾病均與土質、壓實質量或回填方式有關。如果路基質量不控制好，再好的路面結構也枉然。在開放道路的交通運行過程中，路面承受的不僅有行駛車輛的垂直應力，而且有結構層有自重應力。一般來說，路基可以承受路面的應力，如果土的CBR值、壓實度符合建造設計值且土基養護得當，承載力也完全可以達到設計標準，可以避免或減少疾病病例。路基材料的壓實度控制是確保城鎮道路乃至高速公路持續運營和維護質量的重要保證之一。

一、實例分析

上海地區某條市政道路的路面結構形式（自上而下）： 瀝青混合料（4cm+8cm）+35cm水泥穩定碎石+15cm級配碎石或礫石砂。路基頂面以下0-30cm以6%-8%的石灰土為主，30-80cm素土為主。

二、市政道路工程中影響壓實度的因素

所謂壓實度，即現場土的實測干密度÷試驗標準密度*100。壓實度越大，說明土體越密實，回填土的壓實質量越好，反之則說明土體欠密實，壓實質量差。影響壓實度結果大概有3個因素。

1.標準密度。首先，標準密度的大小與試驗所用的器具及擊實方法有關。擊實有輕型重型之分，錘重有2.5kg和4.5kg;落高有30cm和45cm;擊實層數有3層和5層，次數也不盡相同?？梢姴煌膿翦N、落高等組合可以得出多種的擊實功，只有選對了各項參數，才能模擬工程現場的機具和工藝，得到相應的標準密度。當然還存在著干土法和濕土法擊實，兩種方法試驗得出的最大干密度也略有差異，通常干土法的標準密度比濕土法的值要高一點，干土法的最優含水率較濕土法要低一點。對于長三角地區的高液限土比較明顯，濕土法更接近于施工現場的場景。其次，土樣的代表性和均勻性決定了試驗的準確性。土體樣本的代表性，它會影響標準密度的大小 。當回填土的來源發生變化時，應重新取樣做標準密度試驗，確定所取樣本的最大干密度值和最佳含水率。施工過程中使用的回填材料的意外調整或改變導致最初的標準密度不適用，改變填充物的結構和滲漏，將改變土質的最大的干密度。例如，在攤鋪石灰土層時，實驗室根據設計提供的石灰摻量為6%（外摻）時，試驗得出石灰土的最大干密度為1.84g/cm，最佳含水率為16.7%，在施工過程中，此時干密度是最高的。如施工為趕工期，讓土體更快地固結，劑量從6%增加到10%，雖然無側限抗壓強度足夠，但由于石灰的密度比素土密度小得多，石灰劑量的增加反而降低了無機結構料穩定土的最大干密度。此時，標準密度應重新確定。

2.現場干密度。根據現有行業標準，土基壓實度檢測方法有環刀法、灌砂法、核子儀法。由于核子密度儀使用及保存要求較高，國內極少檢測單位使用該法。土基密度常用檢測方法為環刀法，因其檢測效率高而被廣泛應用，如果路基包含粗粒土或是土體已硬化，那么壓實度試驗檢測便不適宜采用環刀法，灌砂法可以彌補環刀法的不足，因其檢測時效較長，效率不高，且對試驗檢測人員的要求較高，如果掌握不好，存在較大試驗誤差。本文僅討論環刀法的試驗誤差要素。

（1）環刀尺寸影響。環刀在使用前要校準內徑、高度并驗算其體積是否符合規范要求，不能簡單認為說明書的示值即為某一定值。其次環刀刀口的磨損、卷邊等也會造成體積誤差，因定期查驗環刀的外觀質量。

（2）環刀貫人深度引起誤差。若環刀在輾壓層上部取樣，則得到密度偏大，若環刀取的是輾壓層的底部，則得到的密度將偏小，我們需檢測的是整個輾壓層的平均壓實度，不是輾壓層的某一部分的壓實度，要使環刀每次取樣均在輾壓層的中間位置，才能得到相應平均的密度，在實際操作中比較困難。

（3）環刀貫入土體所施力度影響，在環刀壓入土體中時，使環刀內部的細粒土擾動，力度過大，土體受到壓實功影響，引起密度變大，力度欠缺，則環刀內土樣不夠密實，密度又會變小。

（4）環刀修平影響。取土時小磚塊、石子等硬物混入環刀中，使用試樣密度產生偏差;在切削土樣時過程中，環刀兩端面如有空隙，用壓實層土樣修補空缺部分，壓實不足則密度偏小;再如土樣凸起，超出環刀厚度，用力壓平會使土樣密度增大，故環刀兩端面受力大小，平整程度均與檢測結果有較大影響。

（5）含水率試驗時長影響。上海地區大多數為黏土，烘干時間應不少于8h，如少于烘干時間或溫度不達水份的沸點就提前結束，則土中水份未完全烘干，含水率偏小，所得干密度就偏大。

3.壓實質量。首先，壓實功大小影響土體是否密實。重型擊實是模擬重型壓路機對土體所作的功，若只選用輕型壓路機輾壓土層，顯然土體的密實程度達不到預期效果。其次，含水量的大小對壓實質量影響比較直接。在同一作功條件下，較干的土由于顆粒之間摩擦力較大，所含氣體較多，不易被擠出，土體不容易壓實;相反含水率過大，土體壓縮過量，整體的強度就會降低，含水量一達到飽和，就會形成彈簧土，對土基非常不對。再次，輾壓層的厚度或輾壓次數不夠也會造成土體欠密實。在壓路機的輾壓過程中，作用于路基表面的應力傳遞到路床下面，隨著深度的增加，作用力漸降低減小，這就要求輾壓層不能太厚，否則下部土體得不到有效壓實。輾壓工作沒有按照先輕后重、先慢后快、先邊后中順序進行，某些項目為了節省時間，提高工作效率，僅用一臺重型壓實機具，減少壓實次數，明顯達不到預期效果。在夏季施工時，高溫水分蒸發速度迅速、混合物含水率稍要求大于最佳含水率，每一次攤鋪的長度必須適度，最佳距離應是40-50米。如果距離太短，就不可能實現覆蓋平衡; 距離太長則水份率蒸發。

三、路基壓實度檢測過程的控制

1.做好標準擊實試驗工作，路基施工之前，需要選取代表性土樣進行土的有機質，燒失量、CBR、液塑限等試驗，土質符合標準要求方可進行標準密度試驗，若在試驗中發現樣本變化要重新取樣實施試驗。根據設計要求及施工工藝選擇合適的擊實標準和土樣制備方法，控制擊實功的大小和錘的落距，得到標準密度。若某個環節存在誤差，則最大干密度、最佳含水量也無法保證其準確性。

2.做好現場密度檢測。根據施工區域面積合理計算檢測頻次及試驗數量，隨機選取檢測位置。若檢測頻次較少或所處位置不合理，會降低選點代表性，不便于統計評定該路段的壓實度合格率，也無法通過壓實度檢測結果掌握路基實際壓實工況;若檢測頻次過多，會導致資源浪費，降低施工效率。

環刀在取土時，應前鏟去土層表面土，避開有碎石、磚塊等雜質，力錘垂直向下施力，均勻的受力和準確的著力方向起著主導作用。要雙手協調配合，當土層上表面與壓蓋平穩相接后，錘擊明顯吃力，壓蓋上小孔中有土被擠出，即可終止錘擊，此時為最佳狀態。遇到天然土層土質變化較大的土層， 在規范檢測數量和頻次的基礎上雙倍數量取樣，擴大取樣點的范圍，把不利的風險降至最低。

取出環刀后應立即修補整平，注意不要刻意壓平或過量填補縫隙。土中水分蒸發會引起含水率誤差，尤其是在夏季氣溫較高時，盡管采取密封措施，也會導致水分蒸發，從而引起密度偏差。用酒精燃燒法可在現場迅速測出土的含水率，得出土的壓實密度，壓實度不夠可以立即返工，對施工現場質量控制有很大幫助，其他檢測方法不能達到其效果。但酒精燃燒法不能作為正式報告，因其測值與烘干法存在一定誤差，特別是含有機質土，當酒精燃燒的同時，有機質成份與水份一起蒸發，含水率變大，干密度測值偏小，但仍可作為施工質量控制的一種手段。

根據城鎮道路施工驗收質量要求要求以及試驗規程規定，路基壓實度作為主控項目之一，負責該項工作的檢測人員需嚴格按照規章制度，保證最終檢測結果，可以真實全面地反映出路基壓實效果。

3.路基施工按工序進行。壓實需按“先輕后重、先慢后快、先邊后中”的碾壓順序進行。輾壓前控制最佳含水率，必須與試驗室最佳含水率一致，允許±2%的誤差，建議根據當時氣候環境條件，合理控制含水率。壓實質量通過碾壓遍數、壓實功、壓實層厚度，沉降量等控制。其中碾壓遍數對路基壓實效果和效率尤為重要，若碾壓遍數過少，會導致路基填筑后的壓實度達不到規范設計要求，若碾壓遍數過多，將導致時間和經濟損失，同時路基壓實效果也并不會有較大提升。

四、結語

本文針對路基在施工建設過程中，以壓實度作為一個質量控制指標來闡述分析其影響因素及解決辦法。研究結論如下：

1.選用優質或質地均勻的土作為回填材料，其強度符合最低的CBR要求，試驗室規范檢測，確定標準密度。如土源改變或穩定土摻配比例改變，則需重新取樣確定標準密度。

2.用行之有效的方法檢測現場干密度。如細料土用環刀法，遇粗粒土或易破碎的土則用灌砂法為宜。遵循施工質量驗收規范，按相應的檢測頻率和隨機抽樣法開展科學、公正的檢測行為。

3.施工攤鋪時控制好含水量、壓實功、壓實層厚度、輾壓遍數等。檢測為施工方給予質量跟蹤及保障，施工企業除了控制壓實水平外，還需要建立必要的質量保證系統，以提高質量管理的效率和深度。建筑工人必須承擔巨大的責任，從我開始，根據施工及設計要求，按步就班，開源節流。一方面，確保工作質量是必要的。另一方面，減少不必要的支出。

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