・第３９卷第３４期 １６８・ ２ ０ １ ３年１ ２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．３４ Ｄｅｅ． ２０１３ 文章编号：１００９—６８２５（２０１３）３４—０１６８—０２ 路基路面压实度检测方法比较 李燕军摘温宏平 ０３０００６） （山西交通职业技术学院，山西太原要：详细地对路基路面压实度检测的各种方法及其在现场施工中的应用进行了阐述，将几种方法进行比较，进而论述各自的 优势与劣势，并分析了压实度施工现场出现的一些问题，提出了适宜的解决办法。 关键词：路基，压实度，检测 中图分类号：Ｕ４１６ ０ 引言 随着社会的发展，道路与桥梁作为永久性的公共建筑物，有 广泛的社会性。因此，路基路面的压实度检测在保证工程质量和 公路正常运营方面，都起着十分重要的作用。压实程度不够是造 成路面早期破坏的主要原因之一。压实度是公路工程中所做的 最多的检测项目之一，只有充分的压实，方可确保路基路面的刚 度、强度和平整度，延长工程使用寿命。而在如何确定现场压实 质量的问题上，有很多种方法供我们采用，哪种方法更方便、快 捷，准确性更高，填筑路基路面的材料种类繁多，针对不同的材 料，应当根据施工的要求采用恰当的方法检测，来获得准确的压 实数据。例如用土石混填的路基就不宜用环刀法，最好用灌砂 法。沥青混合料就可以用核子密度仪进行检验。按照相关规程 规定，检测密实度的方法目前常用的有灌砂法、核子密度湿度仪 法、环刀法、钻芯法、无核密度仪法等。下文将一一介绍各种检测 方法，通过工程的大量实践，逐一介绍每种方法的适用范围、试验 准备、方法步骤、数据处理、注意事项、优缺点等。 １ 路基路面压实度的检测方法 １．１ 灌砂法 本试验适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试 样最大粒径一般不得超过１５ ｍｍ。测定密度层的厚度为 １５０ ｍｍ一２００ ｍｍ。其基本原理是利用粒径０．３０ ｍｍ一０．６０ ｌａｉｎ 清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，用标准砂来 置换试洞中的集料，并结合集料的含水量来推算出试样的实测干 密度。１）目的与适用范围。本法适于现场测定底基层或基层、土 材料等压实层的密度检测；不适于填石路堤或者有大孔隙或大空 洞的材料密实度检测。２）仪器和材料技术要求。灌砂筒：灌砂筒 有大小两种，根据需要采用。天平或台秤：称量１Ｏ ｋｇ一１５ ｋｇ，感 量不大于１ ｇ（见图１）。３）方法与步骤。首先通过击实试验，得到 此种材料的最大干密度及最佳含水率。标定灌砂筒下部圆锥体 内砂的体积，标定量砂的单位质量。 １．２ 环刀法 环刀法测得碾压层的密度是自下而上增加的，若环刀取在碾 压层的下部，测得的结果就偏小，若检测的是碾压层上部，则所测 得数值就偏大，而我们要知道的是整个结构层的平均压实度，而 不是碾压层中某一部分的压实度，所以在用环刀法测定土的密实 度时，最好能代表整个碾压层的平均密实度。 １）目的与适用范围。 适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对于无 机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过２ ｄ。 收稿日期：２０１３．０９－２６ 作者简介：李燕军（１９７４－），男，工程师； 温宏平（１９８５一），男 文献标识码：Ａ 图１灌砂筒示意图 ２）注意事项。 环刀最好是打人到压实层的中部位置，有利于数据的准确 性。截取环刀时，不要扰动环刀上下底面之间的材料。 １．３核子密度湿度仪测定压实度的试验方法 １）目的与适用范围。 本法适于现场以散射法或直接透射法测定路基或路面材料 的密度及含水率。本方法还可检测土、碎石、土石混合物、沥青混 合料和非硬化的水泥混凝土等材料。 ２）试验仪具设备与材料技术要求。 核子密度湿度仪：密度范围：１．１２ ｇ／ｃｍ 一２．７３ ｅｍ ，误差 不大于．４－０．０３ ｇ／ｃｍ ，含水率范围为０ ｇ／ｃｍ ～０．６４ ｇ／ｃｍ ，细砂 要求粒径为０．１５ ｍｍ一０．３ ｍｍ。 ３）试验方法与步骤。 ａ．电源接通，预热仪器。 ｂ．确定测试位置，但距路面边缘或其他物体的最小距离不得 小于３０ ｅｍ。核子仪距其他的射线源不得小于２０ ｍ。 ｃ．如果是散射法测定，路表结构凹凸不平的空隙用细砂填 平，表面平整，将核子仪平稳地置于测试位置上，保证接触紧密。 ｄ．直接透射法测定，在待测点上用钻杆打孔，孔深略深于要 求测定的深度，孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。 ｅ．打开仪器，测试员退出仪器２ ｍ以外，符合辐射防护规定 的人员安全距离。按照规定的测定时间进行测量，达到测定时间 后，读取显示的各项数值，并迅速关机装箱。 ４）计算施工干密度及压实度： 第３９卷第３４期 ２ ０ １ ３年１ ２月 李燕军等：路基路面压实度检测方法比较 ・１６９・ ｐｄ＝ｐ ／（１＋Ｗ）ｋ＝ｐｄ／ ×１００％。 在辐射区域内停留的时间越短受到的辐射剂量就越少。辐 其中，ｋ为压实度，％； 为含水量；ｐ 为湿密度，ｇ／ｃｍ；ｐ 为 射强度及其影响随着人离放射源距离的增加而急剧下降。例如 干密度，ｇ／ｃｍ；ｐ。为标准击实试验检测的试样最大干密度，ｇ／ｃｍ。 离放射源的距离增加至两倍，受到的辐射量就只有原来的１／４，距 １．４钻芯法测定沥青面层压实度的试验方法 离增至３倍，辐射能量降至１／９，依此类推。在核子仪中，源罐就 １）适用范围。 可以起到屏蔽辐射这种防护作用。适用范围比较表见表１。 钻芯法适用于检验钻取的沥青混合料芯样试件的密度，以评 表１ 各试验方法适用范围比较表 定沥青面层的施工压实度，也可以测龄期较长的无机结合料稳定 试验方法 适用范围 类基层和底基层的密实度。 灌砂法 适于测定基层、砂石及土的材料密度，也适于沥青表处、沥青贯入式面 层的密度 ２）方法和步骤。 ａ．钻取芯样。ｂ．测定试件密度。Ｃ．将试件晾干或用电风扇 环刀法 适于细粒土及无机结合料稳定细粒土密度检测，也适于施工过程检测 吹干不少于２４ ｈ，直至恒重。ｄ．通常情况下，采用表干法测试试件 核子密度 可作为施工质量的现场评定，也可用作仲裁试验，本方法可检测土、碎 湿度仪法 石、土石混合物、沥青混合料和非硬化的水泥混凝土等材料 的毛体积相对密度；对吸水率大于２％的试件，宜采用蜡封法测定 钻芯法 适用于钻取的沥青混合料芯样试件的密实度，也适于龄期超过三个月 试件的毛体积相对密度。 的无机结合料稳定材料密度检测 ３）计算： 无核密度 本法适用于现场无核密度仪快速测定路面各层沥青混合料的密度，测 ＝ ０×１００。 仪测定 定结果不宜用于评定验收或仲裁，是一种无损检测手段 其中，Ｋ为沥青面层的压实度，％； 为沥青混合料芯样试件 检测时间比较表见表２。 的实际密度，ｇ／ｃｍ ；ｐ０为沥青混合料的标准密度，ｇ／ａｍ 。 表２各试验方法检测时间比较表 １．５无核密度仪测定法 试验方法 检测一个点所需时间比较 灌砂法 ２０ｍｉｎ一０．５ ｈ １）目的与适用范围。 环刀法 １０ ｒａｉｎ一１５ ｍｉｎ 本方法适用于现场无核密度仪快速测定沥青路面各层沥青 核子密度湿度仪法 ２ ｍｉｎ一３ ｍｉｎ 混合料的密度，但测定结果不宜用于评定验收或仲裁。无核密度 钻芯法 １ ｈ 无核密度仪测定 ２ ｍｉｎ一３ｍｉｎ 仪是一种无损检测手段，只是目前其使用效果未经过足够验证。 ２）仪器与材料。 实验原理比较表见表３。 表３分试验方法实验原理比较表 无核密度仪和标准密度块，对无核密度仪的要求如下：探头 试验方法 试验原理 要求无核，无电容，用于野外测量。探测深度大于４ ａｍ；精度为 灌砂法 密度＝质量／体积 ０．００３ ｇ／ｃｍ。。 环刀法 密度＝质量／体积 ３）方法与步骤。 核子密度湿度仪法 同位素放射原理，如铯１３７、钻６０、镭２２６ 在进行沥青混合料压实层密度测定前，应用无核密度仪与钻 钻芯法 密度＝质量／体积 混沥青混合料的组成成分、沥青、集料、空气和水都有不同的 孔取样的试件进行标定。在正式测量前应正确的选择测量场地， 介电常数，如果沥青混合料被碾压后（密度增加），混合料中 把仪器放置平稳，保证仪器不晃动。为了确保精度测量，应保证 各种成分的相互比例发生变化，材料的介电常数发生变化， 无核密度仪测定 从而对电磁波能量吸收的能力产生变化，电磁密度仪通过检 仪器与测量面紧密接触。 测电磁波能量的吸收和损耗的程度，来反映材料的密度变 化，但这样测得的密度变化是一种相对的变化，而不是密度 ４）计算。 的绝对值的变化，其检测结果不能用于质量控制和仲裁试验 按下式计算压实度： ３结语 Ｋ＝Ｐｌ／Ｐ２。 其中， 为测试地点的施工压实度；Ｐ 为由无核密度仪测定 压实度是依靠各种检测手段来获得的反映材料密度的数据， 的压实沥青混合料的实际密度，一组不少于１３个点，取平均值， 我们的检测手段多种多样，路基路面填筑的材料也多种多样，要 ｇ／ｃｍ ；Ｐ２为沥青混合料的标准密度， ｃｍ 。 想得到反映压实材料的密度真值，切实指导施工现场，就要求工 程技术人员熟练掌握每种测定方法的优缺点、适用范围、操作步 ２路基路面压实度各检测方法的相互比较 骤，针对不同的材料，切合实际的采用相应的方法才能掌握材料 ２．１ 检测速度 的实际压实效果。同时，每种方法的特性要求技术人员实事求 对于低剂量灰土，一个人挖一个坑大概要２０ ｍｉｎ，称量余砂 是，在实际施工过程中，探索和创造更加便捷、准确、科学的检测 计算大概要用５ ｍｉｎ，综合起来则为测一个要用２５ ｍｉｎ。核子密度 手段。 湿度仪法需要２个人打眼需要１ ｍｉｎ，测量要１ ｍｉｎ，每个为２ ｍｉｎ， 参考文献： 最多为３ ｍｉｎ，是灌砂法的８倍多，而且核子密度湿度仪快速无损 ［１］和松．公路工程试验检测人员考试用书［Ｍ］．第２版．北 连续简单。 京：人民交通出版社，２０１２． ２．２安全问题 ［２］Ｊ］ｒＧ Ｅ６０－２００８，公路路基路面现场测试规程［Ｓ］． Ｏｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｒｏａｄｂｅｄｓ ＬＩ Ｙａｎ－ｊｕｎ ＷＥＮ Ｈｏｎｇ－ｐｉｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ ｎ ｃ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｂｅｄ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｉｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｃｏｍｐａｒｅｓ ｓｏｍｅ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｃ‘ ｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄｂｅｄ，ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ，ｔｅｓｔ