路基压实度检测方法现状评价及对比试验研究
摘要：论文在对现行路基压实度检测方法进行评价的基础上，通过路基压实度检测方法对比试验,分析不同检测方法的优缺点，并对现行路基压实标准存在的问题进行分析。
关键词：公路路基；压实度；检测；对比分析
目前，高速公路事业在世界各国引起普遍重视，我国的高等级公路建设也在蓬勃发展。路基压实度检测技术，作为公路建设与管理中的关键性、基础性技术，不仅对于控制工程质量至关重要，而且决定着路网养护决策的科学性，并直接影响养护资金分配的合理性。工程质量的优劣不但直接影响着施工单位或承包商的利益，而且对交通事业的发展也有举足轻重的影响。工程质量是通过试验检测数据来评定的，而试验检测数据是否准确可靠，则在很大程度上取决于检测仪器和检测方法是否先进合理。本文在对现行路基压实度检测方法进行评价的基础上，通过路基压实度检测方法对比试验,分析不同检测方法的优缺点，并对现行路基压实标准存在的问题进行分析。
1现行路基压实度检测方法评价
1.1灌砂法
灌砂法是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。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慢。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。为使试验结果准确，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，否则影响量砂的
松方密度。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。
（2）地表面处理要平整，放置基板;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。
（3)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。
1.2环刀法
环刀法是测量现场密度的传统方法。由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的，因此，在用环刀法测定土的密度时，应使所测密度能代表整个碾压层的平均密度。然而，这在实际检测中是比较困难的，只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的土，环刀法所得的结果与灌砂法的结果才可能大致相同。另外，环刀法适用面较窄，对于含有粒料的稳定土及松散性材料无法使用。
1.3核子密度仪
核子密度仪法是利用放射性元素(通常是丫射线和中子射线)测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少。它的缺点是，放射性物质对人体有害，另外需要打洞，在打洞过程中易使洞壁附近的土体结构遭到破坏，影响测定的准确性，可作施工控制使用，但需与常规方法比较，以验证其可靠性。
1.4落锤频谱式路基压实度快速测定仪(LY-1仪)
落锤频谱式路基压实度快速测定仪是利用落锤的冲击使土体产生反弹力，并利用低频测出土体响应值的一种不测含水量就能得到路基压实度的测试仪器。采用本方法进行测定之前，路基压实度曲线的标定工作十分重要，选择的土类要具有工程代表性。
2现行路基压实标准存在的问题分析
在试验段土基上进行了四种方法的压实度检测，各测点位置一一对应。其结果如表1。
以灌砂法作为现场测定密度的标准方法，将其它方法与灌砂法进行回归标定。含水量试验标准方法是烘干法，由核子密度仪测定的含水量须与烘干法进行比较，用相关方程将其含水量转化为烘干法的含水量。其其统计散点图如图1所示。
从图1可以看出，环刀法、落锤频谱式路基压实度快速测定仪测定的压实度与灌砂法相关性较好，而核子密度仪测定的压实度与灌砂法相关性较差。环刀法含水量的测定与灌砂法都用烘干法，两者结果基本相同。核子密度仪测定的含水量与灌砂法的相关性较差。
从以上分析可知，四种方法测定的结果有一定差异。灌砂法作为现场测定密度的标准方法，由于其洞深通常为碾压层的厚度，能较好的反映土基的压实状况，而且每次适用的储砂筒内沙的数量不变，砂的下落高度和下落速度不变，因此其测量精度高、准确性好。但从结果来看，有3个压实度超出100％，一是与最大干密度的确定有关，另外还与试验的操作有关，因此要严格遵循试验规程的每个细节，以提高精确度，同时应开展路基压实标准的探讨。环刀容积小，只要使环刀取土刚好为碾压层中间的土，环刀法测定结果与灌砂法相当。核子
仪测定的结果不稳定，其值较其它方法偏小，其压实度结果与灌砂法的相关性较差，这可能主要是因为在打洞的过程中破坏了洞壁附近的土体结构，从而影响测量的准确性;其含水量结果与烘干法的相关性也较差，这主要是由于核子密度仪测得的含水量是某一深度和某一面积内的平均含水量，这个范围比烘干法的大得多，因此只有土基的含水量和密实度都很均匀的情况下，两者的测量结果才可能一致。落锤频谱式路基压实度快速测定仪结果稳定。但从图1又可看出，前三者的检测结果具有良好的一致性，压实度结果的起伏较大，但落锤频谱式路基压实度快速测定仪却与前三种方法测定的压实度趋势存在一定的差异，起伏较小。
因此，通过对比分析认为，灌砂法作为标准方法有其合理性，但应严格要求试验操作:环刀法影响因素较多，应取碾压层中间的土;核子仪测定的结果不稳定，只能作为施工的快速评定:落锤频谱式路基压实度快速测定仪结果较稳定，但其对土体的适用性和准确性需进一步的探讨。
3路基压实度检测对比试验
我国己建的高等级公路中，有些产生了早期破坏，其中有相当一部分是由于路基原因而引起的，如因路基不均匀沉降导致路面局部沉陷及纵向裂缝等。发生这些问题的原因很多，除施工管理原因外，现行压实检测方法和标准不当也是重要原因之一。
我国现行的路基采用了干密度比即压实度作为压实标准，并且对路基的不同层位规定了不同的压实度值。工程实践表明，现行检测方法和标准存在以下问题:
（1）规范规定以灌砂法作为现场测定密度的标准方法，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，人为因素影响很大，测定结果变异性较大。
（2）对土质多变路段，室内击实试验周期较长，难以及时指导施工，即使事先预做试验，在最大干密度的选取上人为因素也很大;
（3）关于含水量的控制，在路基压实过程中对其控制是基于怎样以最小的压实功获得规范规定的压实度，虽然在《路基施工技术规范》(JTJ034-93)中规定了“细粒土、砂类土和砾石土无论采用何种压实机械，均应在该种土的最佳含水量士2%以内压实”，但在《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-94)中的土方路基的验收项目中并没有对含水量提出具体要求，没有综合考虑干密度和路基成型时含水量两方面的因素。路基成型时的含水量和密实度对路基达到或接近稳定密实度具有相当重要的作用，因此仅强调密实度而淡化路基成型
时的含水量对稳定性的影响显然不够全面;
（4）试验证明，细粒成分含量少的土(如砂性土和塑性指数不大的砂跟上、碎石土)，在施工碾压时，其密度对含水量不敏感，可以放宽对含水量的控制;细粒成分多的土(如粘性土，特别是塑性指数大的粘上)，水的浸入使士体含水量增加，体积发生明显膨胀，且膨胀率和初始含水量有关，初始含水量越小，膨胀率越大，从而引起土体开裂。因此对于细粒成分多的土，不宜在含水量小的情况下压实，而现行的压实度法不能正确反映粘性土遇水的这一特性，而且没有考虑含水量对不同土质的影响，显然不合理;
（5）岩块材料大量在山区道路中应用，无法用压实度来衡量压实的好坏;
（6）对高填路堤，填土越高，下层土所受自重力越大，但规范中规定下层的压实度(90％)却较上层(95％)低，与其受力和稳定性规律不符。
参考文献
［1］ 沙庆林，公路压实与压实标准，人民交通出版社，1998
［2］ 梁锡三，关于公路路基弯沉验收标准的探讨，中南公路工程，1994.3
［3］ 盛安连，新颖的路基压实度测定方法的研究，农业机械学报，2001.5