路基压实度的检测方法

路基压实度的检测

第一节压实度试验检测方法

路基、路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对路基、路面结构层进行充分压实，才能保证路基、路面的强度。刚度及路面的平整度，并可以保证及延长路基、路面工程使用寿命。

现场压实质量用压实度表示，对于路基土及路面基层，压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值；对沥青路面，压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。

一、标准密度（最大干密度）和最佳含水量的确定方法

由于筑路材料结构层次等因素的不同，确定室内标准密度的方法也多样化，有些方法需在实践中进一步完善。最大干密度是指在标准击实曲线（驼峰曲线）上最大的干密度值，该值对应的含水量即为最佳含水量。

（一）路基土的最大子密度和最佳含水量确定方法

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应高一些。因此，高速、一级公路路基的压实度标准，对于路床0～80cm应不小于95%，路堤80～150cm应不小于93％，150cm以下应不小于90%；对于零填及路堑、路槽底面以下0～30cm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）的压实度标准可降低2％～3％。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2000mm，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。由于击实功能的不同，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：根据工程的具体要求，按击实试验方法种类中规定选择轻型或重型试验方法；根据土的性质选用于土法或湿土法，对于高含水量土宜选用湿土法；对于非高含水量土则选用干土法；（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上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状况。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，对于砂、卵、漂石及堆石料等无粘聚性自由排水上而言，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。

各试验方法的仪器设备、试验步骤等详见《公路土工试验规程》（JTJ051-93）。

路基及回填土的压实，目的在于提高其强度和稳定性，降低路基的透水性和减少因冰冻而引起的不均匀变形，从而保证路面具有足够的抵抗路基及回填土的压实，目的在于提高其强度和稳定性，降低路基的透水性和减少因冰冻而引起的不均匀变形，从而保证路面具有足够的抵抗车辆荷载作用的力学强度和稳定性能，提高道路的使用年限。实践证明，由于路基压实质量未达到要求就急于铺筑路面，结果

是开放交通后在自然因素和车辆荷载作用下，路基产生沉陷变形而导致路面结构破坏，造成极大的浪费。因此路基压实质量是保证道路施工质量的基础和前提。

二、影响压实效果的主要因素

1、含水量的影响

土的含水量对压实效果的影响很大，无论是路基压实还是沟槽回填均应控制其含水量。严格控制含水量在最佳含水量的±2%的范围内。土在此状态下，土粒间引力较小，保持有一定厚度的水膜，起着润滑作用，外部压实功较易使土粒相对移动，压实效果最佳，且碾压完成后土体稳定。当土中含水量过大时，孔隙中出现了自由水，压实时不可能使气体排出，压实功能的一部分被自由水所抵消，减小了有效压力，压实效果反而降低。当土中含水量较小时，土粒间引力较大，虽然干容重较小，但其强度可能比最佳含水量时还要高，可是此时因密实度较低，孔隙多，一经饱水，其强度会急剧下降，进而影响路基的稳定性。在最佳含水量时土处于硬塑状态，较易获得最佳压实效果，压实到最大密实度的土体，水稳定性最好。

2、土质的影响

不同性质土的压实性能是不一样的，就填土压实而言，最适宜的是砂砾土、砂土和砂性土。这些土易压实，有足够的稳定性，沉陷小。最难压实的是粘土，在潮湿状态下这种土不稳定，最佳含水量比其他土类大，而最大干密度却较小，但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。

根据压实试验，在相同的压实功作用下，不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一压实功能作用下，含粗颗粒较多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小，即随着粗粒土增多，其击实曲线的峰点越向左上方移动。在道路施工时，应根据不同取土场的不同土类，分别确定其最大干密度和最佳含水量。

3、压实功能

对于同一类土，其最佳含水量随着压实功能的加大而减小，而最大干密度则随压实功能的加大而增大。当土偏干时，增加压实功能对

提高土的干密度影响较大，偏湿时则收效甚微。故对偏湿的土企图用加大压实功能的办法来提高土的密实度是不经济的，若土的含水量过大，此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象。另外，当压实功能加大到一定程度后，对最佳含水量的减小和最大干密度的提高都不明显了，这就是说单纯用增加压实功能来提高土的密实度未必合算，同时压实功能过大还会破坏土体结构，使效果适得其反。

4、压实工具及压实层厚度

不同的压实工具，其压力传播的有效深度也不同。夯击式机具传播最深，振动式次之，碾压式最浅。一种机具的作用深度，在压实过程中不是固定不变的，土体松软压力传播较深，随着碾压遍数增加，上部土层逐渐密实，土的强度相应提高，其作用深度也就逐渐减小。当压实机具的重量不大时，荷载作用时间越长，土的压实度越高，则密实度的增长速度随时间而减小;当压实机具很重时，土的密实度随施荷时间增加而迅速增加，超过某一限度后，土的变形急剧增加，甚至达到破坏;当压实机具过重，以至超过土的强度极限时，会立即引起土体结构破坏。

压实过程中，压路机速度的快慢对压实效果也有影响，当对压实度要求较高，以及铺土层较厚时，行驶速度要慢一些。碾压开始宜用慢速，随着土层的逐渐密实，速度逐步提高。开始时土体较松，强度低，适宜先轻压，随着土体密度的增加，再逐步提高碾压强度。当推运摊铺土料时候，应力求机械车辆均匀分布行驶在整个路堤宽度内，以便填土得到均匀预压。正式碾压时，若为振动压路机，第一遍应静压，然后振动碾压，且由弱振至强振。这样的话，既能使整个填土层达到良好、均匀的压实效果，还保证了路基的平整度。

每一压实土层的密实度随深度的增加是呈递减趋势的，在表面5cm范围内的密实度最高，底部最低。路基填土层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类、压实度要求有关，具体应通过做试验段来确定。如果压实遍数超过10遍仍达不到规定的压实度要求，则继续增加遍数的效果很小，应减小压实层厚度，或考虑更改碾压机

械和施工工艺。

三、压实标准

在道路工程中常用压实度来表示填土压实效果的好与不好，压实度是工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值（或称压实系数），并用百分数表示，即：

压实度K＝ρd/ρm×100%

ρd－压实后的干密度（g/cm3），

ρm－标准击实试验求得的最大干密度（g/cm3）。

试验室标准击实试验根据标准又分重型和轻型，击实标准的选择应根据工程项目的建设标准或道路等级来确定。

三、压实质量控制与检测

在路基施工中，土的最佳含水量和最大干密度是两个十分重要的指标。压实前应测定填土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量过大时，应作翻晒处理;当含水量较小时，应适当洒水补充水分，使含水量适宜。石灰稳定土和水泥稳定土等含有无机结合料的土，成型后本身反应还需要一定量的水，在碾压时更应严格控制含水量。

在工地上，判断土是否接近最佳含水量可采用简易鉴定方法：用手捏土（或灰土等）可成团，较费劲，手掌无水印，土团自50cm处落在地上散成蒜瓣状，自100cm高处落在坚实地面上即松散，出现这些现象即表明土已接近最佳含水量。在实验室中，尽可能参照工程施工技术规范要求，做好最佳含水量的验证检测。

在压实过程中，为保证压实质量，施工现场自检人员应边施工边检查压实度以便及时调整。当压实干密度远远大于要求值时，表明压实度过度或土质发生了变化;当压实干密度小于要求值时，表明压实度不够。针对这些情况要找出原因并及时采取措施以达到要求的压实度。如改变碾压工艺、增加压实机械的重量或重新做标准击实试验等。每一压实层均应检验压实度，合格后方可填筑下一层。

压实度检验方法，通常采用环刀法，灌砂法和核子密度仪法等。

①环刀法，是一种破坏性的检测方法，适用于不含骨料的细粒土。

优点是设备简单操作方便;缺点是受土质限制，当环刀打入土中时，产生的应力使土松动，壁厚时产生的应力较大，因此干密度有所降低。

②灌砂法，是一种破坏性检测方法，适用于各类土。优点是测定值精确;缺点是操作较复杂，须经常测定标准砂的密度和锥体重。

③核子密度仪法，是一种非破坏性测定方法。能快速测定湿密度和含水量，满足现场快速、无破损的要求，并具有操作方便，显示直观的优点，但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。

对于取样深度要求，用环刀法检测时，环刀中部处于压实厚度的1/2深度;用灌砂法时，应取整个土层的厚度;用核子仪检验时应根据其类型，按说明书要求进行操作。