市政道路工程中影響壓實(shí)度的檢測(cè)方法研究

孟春華

摘? 要：土路基是城市鎮(zhèn)交通道路建設(shè)的重要組成部分， 壓實(shí)度及土基承載力是市政公路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收的的主控項(xiàng)目，路基質(zhì)量的好壞反應(yīng)了市政公路建設(shè)單位的質(zhì)量水平。因此，在建設(shè)市政公路的過(guò)程中，必須進(jìn)行路基路面壓實(shí)度測(cè)試，以確保后續(xù)結(jié)構(gòu)層質(zhì)量得到保障。本文從壓實(shí)度公式分析從檢測(cè)、施工角度講述影響壓實(shí)度的因素及其方法的探討。

關(guān)鍵詞：市政道路;壓實(shí)度;檢測(cè)方法

引言：公路是連接城市與城市，城市與鄉(xiāng)村之間的樞紐，是各城市、鄉(xiāng)村之間商貿(mào)往來(lái)的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路通行質(zhì)量要求不斷提升，市政道路建設(shè)質(zhì)量要求也越來(lái)越高。土路基是道路建設(shè)的重要組成部分，路基沉陷，彈簧土等疾病均與土質(zhì)、壓實(shí)質(zhì)量或回填方式有關(guān)。如果路基質(zhì)量不控制好，再好的路面結(jié)構(gòu)也枉然。在開(kāi)放道路的交通運(yùn)行過(guò)程中，路面承受的不僅有行駛車輛的垂直應(yīng)力，而且有結(jié)構(gòu)層有自重應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)，路基可以承受路面的應(yīng)力，如果土的CBR值、壓實(shí)度符合建造設(shè)計(jì)值且土基養(yǎng)護(hù)得當(dāng)，承載力也完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以避免或減少疾病病例。路基材料的壓實(shí)度控制是確保城鎮(zhèn)道路乃至高速公路持續(xù)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)質(zhì)量的重要保證之一。

一、實(shí)例分析

上海地區(qū)某條市政道路的路面結(jié)構(gòu)形式（自上而下）： 瀝青混合料（4cm+8cm）+35cm水泥穩(wěn)定碎石+15cm級(jí)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(shí)度的因素

所謂壓實(shí)度，即現(xiàn)場(chǎng)土的實(shí)測(cè)干密度÷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)密度*100。壓實(shí)度越大，說(shuō)明土體越密實(shí)，回填土的壓實(shí)質(zhì)量越好，反之則說(shuō)明土體欠密實(shí)，壓實(shí)質(zhì)量差。影響壓實(shí)度結(jié)果大概有3個(gè)因素。

1.標(biāo)準(zhǔn)密度。首先，標(biāo)準(zhǔn)密度的大小與試驗(yàn)所用的器具及擊實(shí)方法有關(guān)。擊實(shí)有輕型重型之分，錘重有2.5kg和4.5kg;落高有30cm和45cm;擊實(shí)層數(shù)有3層和5層，次數(shù)也不盡相同?？梢?jiàn)不同的擊錘、落高等組合可以得出多種的擊實(shí)功，只有選對(duì)了各項(xiàng)參數(shù)，才能模擬工程現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)具和工藝，得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)密度。當(dāng)然還存在著干土法和濕土法擊實(shí)，兩種方法試驗(yàn)得出的最大干密度也略有差異，通常干土法的標(biāo)準(zhǔn)密度比濕土法的值要高一點(diǎn)，干土法的最優(yōu)含水率較濕土法要低一點(diǎn)。對(duì)于長(zhǎng)三角地區(qū)的高液限土比較明顯，濕土法更接近于施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景。其次，土樣的代表性和均勻性決定了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。土體樣本的代表性，它會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)密度的大小 。當(dāng)回填土的來(lái)源發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)重新取樣做標(biāo)準(zhǔn)密度試驗(yàn)，確定所取樣本的最大干密度值和最佳含水率。施工過(guò)程中使用的回填材料的意外調(diào)整或改變導(dǎo)致最初的標(biāo)準(zhǔn)密度不適用，改變填充物的結(jié)構(gòu)和滲漏，將改變土質(zhì)的最大的干密度。例如，在攤鋪石灰土層時(shí)，實(shí)驗(yàn)室根據(jù)設(shè)計(jì)提供的石灰摻量為6%（外摻）時(shí)，試驗(yàn)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(guò)程中，此時(shí)干密度是最高的。如施工為趕工期，讓土體更快地固結(jié)，劑量從6%增加到10%，雖然無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)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(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)料穩(wěn)定土的最大干密度。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)密度應(yīng)重新確定。

2.現(xiàn)場(chǎng)干密度。根據(jù)現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，土基壓實(shí)度檢測(cè)方法有環(huán)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(guó)內(nèi)極少檢測(cè)單位使用該法。土基密度常用檢測(cè)方法為環(huán)刀法，因其檢測(cè)效率高而被廣泛應(yīng)用，如果路基包含粗粒土或是土體已硬化，那么壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)便不適宜采用環(huán)刀法，灌砂法可以彌補(bǔ)環(huán)刀法的不足，因其檢測(cè)時(shí)效較長(zhǎng)，效率不高，且對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)人員的要求較高，如果掌握不好，存在較大試驗(yàn)誤差。本文僅討論環(huán)刀法的試驗(yàn)誤差要素。

（1）環(huán)刀尺寸影響。環(huán)刀在使用前要校準(zhǔn)內(nèi)徑、高度并驗(yàn)算其體積是否符合規(guī)范要求，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為說(shuō)明書的示值即為某一定值。其次環(huán)刀刀口的磨損、卷邊等也會(huì)造成體積誤差，因定期查驗(yàn)環(huán)刀的外觀質(zhì)量。

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

（3）環(huán)刀貫入土體所施力度影響，在環(huán)刀壓入土體中時(shí)，使環(huán)刀內(nèi)部的細(xì)粒土擾動(dòng)，力度過(guò)大，土體受到壓實(shí)功影響，引起密度變大，力度欠缺，則環(huán)刀內(nèi)土樣不夠密實(shí)，密度又會(huì)變小。

（4）環(huán)刀修平影響。取土?xí)r小磚塊、石子等硬物混入環(huán)刀中，使用試樣密度產(chǎn)生偏差;在切削土樣時(shí)過(guò)程中，環(huán)刀兩端面如有空隙，用壓實(shí)層土樣修補(bǔ)空缺部分，壓實(shí)不足則密度偏小;再如土樣凸起，超出環(huán)刀厚度，用力壓平會(huì)使土樣密度增大，故環(huán)刀兩端面受力大小，平整程度均與檢測(cè)結(jié)果有較大影響。

（5）含水率試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)影響。上海地區(qū)大多數(shù)為黏土，烘干時(shí)間應(yīng)不少于8h，如少于烘干時(shí)間或溫度不達(dá)水份的沸點(diǎn)就提前結(jié)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(shí)質(zhì)量。首先，壓實(shí)功大小影響土體是否密實(shí)。重型擊實(shí)是模擬重型壓路機(jī)對(duì)土體所作的功，若只選用輕型壓路機(jī)輾壓土層，顯然土體的密實(shí)程度達(dá)不到預(yù)期效果。其次，含水量的大小對(duì)壓實(shí)質(zhì)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(shí);相反含水率過(guò)大，土體壓縮過(guò)量，整體的強(qiáng)度就會(huì)降低，含水量一達(dá)到飽和，就會(huì)形成彈簧土，對(duì)土基非常不對(duì)。再次，輾壓層的厚度或輾壓次數(shù)不夠也會(huì)造成土體欠密實(shí)。在壓路機(jī)的輾壓過(guò)程中，作用于路基表面的應(yīng)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(shí)。輾壓工作沒(méi)有按照先輕后重、先慢后快、先邊后中順序進(jìn)行，某些項(xiàng)目為了節(jié)省時(shí)間，提高工作效率，僅用一臺(tái)重型壓實(shí)機(jī)具，減少壓實(shí)次數(shù)，明顯達(dá)不到預(yù)期效果。在夏季施工時(shí)，高溫水分蒸發(fā)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(zhǎng)度必須適度，最佳距離應(yīng)是40-50米。如果距離太短，就不可能實(shí)現(xiàn)覆蓋平衡; 距離太長(zhǎng)則水份率蒸發(fā)。

三、路基壓實(shí)度檢測(cè)過(guò)程的控制

1.做好標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)工作，路基施工之前，需要選取代表性土樣進(jìn)行土的有機(jī)質(zhì)，燒失量、CBR、液塑限等試驗(yàn)，土質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求方可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)密度試驗(yàn)，若在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)樣本變化要重新取樣實(shí)施試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及施工工藝選擇合適的擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和土樣制備方法，控制擊實(shí)功的大小和錘的落距，得到標(biāo)準(zhǔn)密度。若某個(gè)環(huán)節(jié)存在誤差，則最大干密度、最佳含水量也無(wú)法保證其準(zhǔn)確性。

2.做好現(xiàn)場(chǎng)密度檢測(cè)。根據(jù)施工區(qū)域面積合理計(jì)算檢測(cè)頻次及試驗(yàn)數(shù)量，隨機(jī)選取檢測(cè)位置。若檢測(cè)頻次較少或所處位置不合理，會(huì)降低選點(diǎn)代表性，不便于統(tǒng)計(jì)評(píng)定該路段的壓實(shí)度合格率，也無(wú)法通過(guò)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果掌握路基實(shí)際壓實(shí)工況;若檢測(cè)頻次過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，降低施工效率。

環(huán)刀在取土?xí)r，應(yīng)前鏟去土層表面土，避開(kāi)有碎石、磚塊等雜質(zhì)，力錘垂直向下施力，均勻的受力和準(zhǔn)確的著力方向起著主導(dǎo)作用。要雙手協(xié)調(diào)配合，當(dāng)土層上表面與壓蓋平穩(wěn)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(shí)為最佳狀態(tài)。遇到天然土層土質(zhì)變化較大的土層， 在規(guī)范檢測(cè)數(shù)量和頻次的基礎(chǔ)上雙倍數(shù)量取樣，擴(kuò)大取樣點(diǎn)的范圍，把不利的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

取出環(huán)刀后應(yīng)立即修補(bǔ)整平，注意不要刻意壓平或過(guò)量填補(bǔ)縫隙。土中水分蒸發(fā)會(huì)引起含水率誤差，尤其是在夏季氣溫較高時(shí)，盡管采取密封措施，也會(huì)導(dǎo)致水分蒸發(fā)，從而引起密度偏差。用酒精燃燒法可在現(xiàn)場(chǎng)迅速測(cè)出土的含水率，得出土的壓實(shí)密度，壓實(shí)度不夠可以立即返工，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制有很大幫助，其他檢測(cè)方法不能達(dá)到其效果。但酒精燃燒法不能作為正式報(bào)告，因其測(cè)值與烘干法存在一定誤差，特別是含有機(jī)質(zhì)土，當(dāng)酒精燃燒的同時(shí)，有機(jī)質(zhì)成份與水份一起蒸發(fā)，含水率變大，干密度測(cè)值偏小，但仍可作為施工質(zhì)量控制的一種手段。

根據(jù)城鎮(zhèn)道路施工驗(yàn)收質(zhì)量要求要求以及試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，路基壓實(shí)度作為主控項(xiàng)目之一，負(fù)責(zé)該項(xiàng)工作的檢測(cè)人員需嚴(yán)格按照規(guī)章制度，保證最終檢測(cè)結(jié)果，可以真實(shí)全面地反映出路基壓實(shí)效果。

3.路基施工按工序進(jìn)行。壓實(shí)需按“先輕后重、先慢后快、先邊后中”的碾壓順序進(jìn)行。輾壓前控制最佳含水率，必須與試驗(yàn)室最佳含水率一致，允許±2%的誤差，建議根據(jù)當(dāng)時(shí)氣候環(huán)境條件，合理控制含水率。壓實(shí)質(zhì)量通過(guò)碾壓遍數(shù)、壓實(shí)功、壓實(shí)層厚度，沉降量等控制。其中碾壓遍數(shù)對(duì)路基壓實(shí)效果和效率尤為重要，若碾壓遍數(shù)過(guò)少，會(huì)導(dǎo)致路基填筑后的壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范設(shè)計(jì)要求，若碾壓遍數(shù)過(guò)多，將導(dǎo)致時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)路基壓實(shí)效果也并不會(huì)有較大提升。

四、結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)路基在施工建設(shè)過(guò)程中，以壓實(shí)度作為一個(gè)質(zhì)量控制指標(biāo)來(lái)闡述分析其影響因素及解決辦法。研究結(jié)論如下：

1.選用優(yōu)質(zhì)或質(zhì)地均勻的土作為回填材料，其強(qiáng)度符合最低的CBR要求，試驗(yàn)室規(guī)范檢測(cè)，確定標(biāo)準(zhǔn)密度。如土源改變或穩(wěn)定土摻配比例改變，則需重新取樣確定標(biāo)準(zhǔn)密度。

2.用行之有效的方法檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)干密度。如細(xì)料土用環(huán)刀法，遇粗粒土或易破碎的土則用灌砂法為宜。遵循施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，按相應(yīng)的檢測(cè)頻率和隨機(jī)抽樣法開(kāi)展科學(xué)、公正的檢測(cè)行為。

3.施工攤鋪時(shí)控制好含水量、壓實(shí)功、壓實(shí)層厚度、輾壓遍數(shù)等。檢測(cè)為施工方給予質(zhì)量跟蹤及保障，施工企業(yè)除了控制壓實(shí)水平外，還需要建立必要的質(zhì)量保證系統(tǒng)，以提高質(zhì)量管理的效率和深度。建筑工人必須承擔(dān)巨大的責(zé)任，從我開(kāi)始，根據(jù)施工及設(shè)計(jì)要求，按步就班，開(kāi)源節(jié)流。一方面，確保工作質(zhì)量是必要的。另一方面，減少不必要的支出。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁軍.路基土施工壓實(shí)度檢測(cè)方法探討[J].山西建筑，2021，6（17）：292-294.

[2]翟國(guó).公路路基壓實(shí)度控制的有效方法和措施[J].西部探礦工程，2022（15）：159-161.

[3]陳峰.對(duì)城市道路路基壓實(shí)度檢測(cè)方法的分析研究[Z].寧波市新銘建設(shè)工程檢測(cè)有限公司，2021.

[4]章煊.市政道路路基壓實(shí)度的檢測(cè)方法探討[Z].浙江華鵬建設(shè)集團(tuán)有限公司，2019.

[5]馮延虎.分析建設(shè)道路路基工程施工方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化.2016（11）.

[6]張代明.道路路基滑坡原因分析及整治方案[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化.2017（18）.