公路路基壓實(shí)度檢測(cè)方法
2011-12-14 來源：中國(guó)百科網(wǎng)
1、標(biāo)準(zhǔn)密度（最大干密度）和最佳含水量的確定方法
所謂壓實(shí)度，是指土被壓實(shí)后的干容重與該土的標(biāo)準(zhǔn)干密度之比。在壓實(shí)過程中，土顆粒間的引力和斥力的相對(duì)大小決定了壓實(shí)土的結(jié)構(gòu)。當(dāng)土樣的含水量較小時(shí)，粒間引力較大，在一定的外部壓實(shí)功能作用下，還不能有效地克服引力而使土顆粒相對(duì)移動(dòng)，這時(shí)壓實(shí)效果較差；增大含水量后，結(jié)合水膜逐漸增厚，引力減小，土顆粒在相同功能條件下易于移動(dòng)而擠密，所以壓實(shí)效果較好；當(dāng)含水量增大到一定程度后，孔隙中已出現(xiàn)了自由水，結(jié)合水膜的擴(kuò)大作用不再顯著，因而引力的減少也不是十分顯著，同時(shí)自由水填充在孔隙中阻止土顆粒移動(dòng)的作用卻隨著含水量的增加而漸漸顯著起來，所以此時(shí)壓實(shí)效果反而下降。所以，通過檢測(cè)土壤的干密度能有效評(píng)判路基壓實(shí)度的質(zhì)量。
由于筑路材料結(jié)構(gòu)層次等因素的不同，確定室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的方法也多樣化，有些方法需在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。最大干密度是指在標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線（駝峰曲線）上最大的干密度值，該值對(duì)應(yīng)的含水量即為最佳含水量。
1.1路基土的最大子密度和最佳含水量確定方法
根據(jù)路基受到的荷載應(yīng)力不同，路基壓實(shí)度要求也不同。公路等級(jí)高，對(duì)路基強(qiáng)度的要求則相應(yīng)提高，對(duì)路基壓實(shí)度的要求也應(yīng)高一些。高速、一級(jí)公路路基的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于路床0～80cm應(yīng)不小于95%，路堤80cm～150cm應(yīng)不小于93%，150cm以下應(yīng)不小于90%；對(duì)于零填及路塹、路槽底面以下0～30cm應(yīng)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區(qū)（相當(dāng)于潮濕系數(shù)≤0.25地區(qū)）的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可降低2%～3%。在平均年降雨量超過2000mm，潮濕系數(shù)>2的過濕地區(qū)和不能晾曬的多雨地區(qū)，天然土的含水量超過最佳含水量5%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定處理后再壓實(shí)。
振動(dòng)臺(tái)法與表面振動(dòng)壓實(shí)儀法均是采用振動(dòng)方法測(cè)定土的最大干密度，前者試驗(yàn)設(shè)備及操作較復(fù)雜，后者相對(duì)容易，且更接近于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓的實(shí)際狀況。因此，對(duì)于砂、卵、漂石及堆石料等無黏聚性自由排水上而言，推薦優(yōu)先采用表面振動(dòng)壓實(shí)儀法。
1.2路面基層混合料最大干密度及最佳含水量確定方法
理論計(jì)算法，是較為科學(xué)的確定最大干密度和最佳含水量的方法。
1.2.1石灰土、二灰穩(wěn)定粒料
根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得結(jié)合料的最大干密度ρ1和集料的相對(duì)密度γ，把已確定的結(jié)合料與集料的質(zhì)量比換算為體積比V1∶V2，則可計(jì)算混合料的最大干密度。
石灰土、二灰穩(wěn)定粒料的最佳含水量w0是結(jié)合料的最佳含水量w1和集料飽水裹覆含水量w2的加權(quán)值。飽水裹覆含水量是指把集料浸水飽和后取出，不擦去表面裹覆水時(shí)的含水量。除吸水率特大的集料外，此值對(duì)于礫石可以取3%，碎石可取4%。
1.2.2水泥穩(wěn)定粒料
此類材料的最大干密度ρ0與集料的最大干密度ρG和水泥硬化后的水泥質(zhì)量有關(guān)。水泥加水拌勻后，在105℃烘箱中烘干，稱試驗(yàn)前水泥質(zhì)量和烘干后硬化的水泥質(zhì)量，即可求得水泥水化的水增量。因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正確測(cè)出水泥穩(wěn)定粒料的最佳含水量。根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)，水泥穩(wěn)定粒料的最佳含水量w0，由水泥的水化水、集料的飽水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水（水灰比為0.5）三者組成。
1.3瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度確定方法
瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度，以瀝青拌和廠取樣試驗(yàn)的馬歇爾密度或者試驗(yàn)段密度為準(zhǔn)。具體方法有：水中重法，適用于密實(shí)的Ⅰ型瀝青混凝土試件，不適用于采用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件；表干法，適用于表面較粗，但較密實(shí)的Ⅰ型或Ⅱ型瀝青混凝土試件，不適用于吸水率大于2%的瀝青混合料試件；蠟封法，適用于吸水率大于2%的Ⅰ型或Ⅱ型瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件，不能用水中重法或表干法測(cè)密度時(shí)，應(yīng)用蠟封法測(cè)定；體積法，本法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料，及大空隙透水性開級(jí)配瀝青混合料試件。在進(jìn)行密度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)混合料本身的特點(diǎn)，適當(dāng)選擇試驗(yàn)方法。
2、現(xiàn)場(chǎng)密度試驗(yàn)檢測(cè)方法
目前，較為常用的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的測(cè)量方法有環(huán)刀法、灌砂法、核子密度儀法等。
2.1環(huán)刀法
該法主要使用于測(cè)定不含骨料的粘性土密度。儀器設(shè)備有：環(huán)刀（內(nèi)徑6cm～8cm，高2cm～3cm，壁厚1.5mm～2mm）、天平（感量0.1g）、修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。試驗(yàn)方法如下：
（1）預(yù)先在環(huán)刀內(nèi)壁涂一層凡士林，在設(shè)定檢測(cè)位置將環(huán)刀的刀口向下放在土體上。
（2）通過修土刀或鋼絲鋸，將土樣削成略大于環(huán)刀直徑的土樣，然后將環(huán)刀垂直加壓，至土樣伸出環(huán)刀上部為止；削去兩端余土，使之與環(huán)刀口面齊平，并用剩余土樣測(cè)定含水量。
（3）擦凈環(huán)刀外壁，稱量其質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g。
（4）結(jié)果整理：計(jì)算出土樣的干密度，進(jìn)而獲得壓實(shí)系數(shù)K。
2.2灌砂法
實(shí)行灌砂法，應(yīng)當(dāng)符合條件：當(dāng)集料的最大粒徑小于15mm、測(cè)定層的厚度不超過150mm時(shí)，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測(cè)試；當(dāng)集料的粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測(cè)定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時(shí)，應(yīng)用Φ150mm的大型灌砂筒測(cè)試。所需儀器設(shè)備有：灌砂筒（內(nèi)徑100mm、總高360mm）、金屬標(biāo)定罐、基板、臺(tái)秤（稱量10kg～15kg，感量5g）、量砂（粒徑0.25mm～0.50mm、重量20kg～40kg）、必要的挖取土設(shè)備。試驗(yàn)方法如下：
（1）對(duì)某一標(biāo)段進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)所使用的量砂密度進(jìn)行標(biāo)定。
（2）在壓實(shí)系數(shù)檢測(cè)點(diǎn)，選40cm×40cm的平坦地面，并將基板水平的置于檢測(cè)點(diǎn)上。
（3）沿基板的中孔鑿直徑100mm的試洞，試洞深度等于碾壓層厚度，并將鑿出的土料全部放入已知質(zhì)量的塑料袋中，并獲得試樣的質(zhì)量。
（4）在取出的試樣中取出具有代表性的土樣進(jìn)行含水量試驗(yàn)。
（5）將罐砂筒安裝在基板上，使罐砂筒的下口對(duì)準(zhǔn)基板的中孔及試洞，打開罐砂筒開關(guān)，讓量砂注入試洞，通過稱量罐砂筒中砂的重量變化來獲得注入試洞的量砂重量，進(jìn)而獲得試洞的體積。
（6）試驗(yàn)完畢取出試洞中的量砂，以備下次使用；若量砂的濕度發(fā)生明顯變化或混有雜質(zhì)，則需重新烘干、過篩。
（7）結(jié)果整理：計(jì)算出土樣的干密度，進(jìn)而獲得壓實(shí)系數(shù)K.
2.3核子濕度密度儀法
本方法用于測(cè)定瀝青混合料面層的壓實(shí)密度時(shí)，在表面用散射法測(cè)定，所測(cè)定瀝青面層的層厚應(yīng)不大于根據(jù)儀器性能決定的最大厚度。用于測(cè)定土基或基層材料的壓實(shí)密度及含水量時(shí)打洞后用直接透射法測(cè)定，測(cè)定層的厚度不宜大于20cm.所需儀器設(shè)備有：核子密度濕度儀、細(xì)砂（0.15mm～0.3mm）、天平或臺(tái)稱、毛刷等。試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)如下：
（1）確定位置，預(yù)熱儀器。按照隨機(jī)取樣的方法確定測(cè)試位置，但與距路面邊緣或其它物體的最小距離不得小于30cm。核子儀距其他射線源不得少于10m.按照規(guī)定的時(shí)間，預(yù)熱儀器。如用散射法測(cè)定時(shí)，應(yīng)將核子儀平穩(wěn)地置于測(cè)試位置上；如用直接透射法測(cè)定時(shí)，將放射源棒放下插入已預(yù)先打好的孔內(nèi)。
（2）打開儀器，讀取數(shù)據(jù)。打開儀器，測(cè)試員退出儀器2m以外，按照選定的測(cè)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，到達(dá)測(cè)定時(shí)間后，讀取顯示的各項(xiàng)數(shù)值，并迅速關(guān)機(jī)。
（3）使用安全注意事項(xiàng)：①儀器工作時(shí)，所有人員均應(yīng)退到距儀器2m以外的地方；②儀器不使用時(shí)，應(yīng)將手柄置于安全位置，儀器應(yīng)裝入專用的儀器箱內(nèi)，放置在符合核幅射安全規(guī)定的地方；③儀器應(yīng)由經(jīng)有關(guān)部門審查合格的專人保管，專人使用。
路基、路面壓實(shí)質(zhì)量是道路治理最重要的指標(biāo)之一，為保證路基、路面的強(qiáng)度，必須對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行充分壓實(shí)。對(duì)瀝青道路來說，通過對(duì)路基土、路面基層材料最大干密度、最佳含水量及瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度的測(cè)定，根據(jù)道路特點(diǎn)實(shí)際需要，靈活運(yùn)用環(huán)刀法、灌砂法、核子濕度密度儀法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)密度檢測(cè)，獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)道路路基壓實(shí)度的質(zhì)量，確保道路使用安全。
