路基壓實度的檢測方式及存在問題的探討

路基壓實度路基壓實度【degreeofcompaction】(原：指的是土或其他筑路材料壓實后的干密度與標準最大干密度之比，以百分率表示。）路基壓實度是路基路面施工質(zhì)量檢測的關(guān)鍵指標之一，表征現(xiàn)場壓實后的密度狀況，壓實度越高，密度越大，材料整體性能越好。簡介對于路基、路面半剛性基層及粒料類柔性基層而言，壓實度是指工地上實際達到的干密度與室內(nèi)標準擊實實驗所的最大干密度的比值；對瀝青面層、瀝青穩(wěn)定基層而言，壓實度是指現(xiàn)場達到的密度與室內(nèi)標準密度的比值。因此路基壓實度的測定主要包括室內(nèi)標準密度（最大干密度）確定和現(xiàn)場密度試驗。（選于《路基路面試驗檢測技術(shù)》交通部基本建設質(zhì)量監(jiān)督總站組織編寫）路基壓實度是填土工程的質(zhì)量控制指標。先取壓實前的土樣送試驗室測定其最佳含水量時的干密度，此為試樣干密度。再取由實試驗后所得的試樣最大干密度，用實際干密度除以最大干密度即是土的實際壓實度。用此數(shù)與標準規(guī)定的壓實度比較，即可知道土的壓實程度是否達到了質(zhì)量標準。路基壓實度=試樣干密度/最大干密度（100%）傳統(tǒng)壓實度檢驗方法通常采用環(huán)刀法，灌砂法和核子密度儀法等。①環(huán)刀法，是一種破壞性的檢測方法，適用于不含骨料的細粒土。優(yōu)點是設備簡單操作方便；缺點是受土質(zhì)限制，當環(huán)刀打入土中時，產(chǎn)生的應力使土松動，壁厚時產(chǎn)生的應力較大，因此干密度有所降低。②灌砂法，是一種破壞性檢測方法，適用于各類土。優(yōu)點是測定值精確；缺點是操作較復雜，須經(jīng)常測定標準砂的密度和錐體重。③核子密度儀法，是一種非破壞性測定方法。能快速測定濕密度和含水量，滿足現(xiàn)場快速、無破損的要求，并具有操作方便，顯示直觀的優(yōu)點，但應與灌砂法進行對比標定后方可使用。灌沙法的檢測步驟首先要在試驗地點選一塊平坦表面，其面積不得小于基板面積，并將其清掃干凈。將基板放在此平坦表面上，沿基板中孔鑿洞，洞的直徑100毫米，在鑿洞過程中應注意不使鑿出的試樣丟失，并隨時將鑿松的材料取出，放在已知質(zhì)量的塑料袋內(nèi)，密封。試洞的深度應等于碾壓層厚度。鑿洞畢，稱此袋中全部試樣質(zhì)量，準確至1克。減去已知塑料袋的質(zhì)量后即為試樣的總質(zhì)量。然后從挖出的全部試樣中取有代表性的樣品，放入鋁盒，用酒精燃燒法測其含水量。最后將灌砂筒直接安放在挖好的試洞上，這時灌砂筒內(nèi)應放滿砂，使灌砂筒的下口對準試洞。打開灌砂筒開關(guān)，讓砂流入試洞內(nèi)。直到灌砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)，取走灌砂筒，稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量，準確至1克。試洞內(nèi)砂的質(zhì)量=砂至滿筒時的質(zhì)量-灌砂完成后筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量-錐體的質(zhì)量。挖出土的總質(zhì)量除以試洞內(nèi)砂的質(zhì)量再乘以標準砂的密度可計算路基土的濕密度。干密度就等于濕密度/(1+0.01*含水量)壓實度就等于土的干密度/土的最大干密度*100%在路基施工過程中，為控制好路基壓實質(zhì)量，提高現(xiàn)場壓實機械的工作效率，需要重點做好四方面工作：一是通過試驗準確確定不同種類填土的最大干密度和最佳含水量。二是現(xiàn)場控制填土的含水量。實際施工中，填土的含水量是一個影響壓實效果的關(guān)鍵指標，路基施工中當含水量過大時應翻松晾曬或摻灰處理，降低含水量;當含水量過低時，應翻松并灑水悶料，以達到較佳的含水量。三是分層填筑、分層碾壓。施工前，要先確定填土分層的壓實厚度。最大壓實厚度一般不超過20厘米。四是加強現(xiàn)場檢測控制。填筑路基時，每層碾壓完成后應及時對壓實度、平整度、中線高程、路基寬度等指標進行質(zhì)量檢測，各項指標符合要求后方能允許填筑上一層填土。傳統(tǒng)檢測方法存在的問題傳統(tǒng)路基壓實度的檢測方法，無論是環(huán)刀法、灌砂法、還是核子測量法均停留在結(jié)果檢測，與此同時環(huán)刀法、灌砂法還屬于有損檢測不但操作麻煩費時費工，同時還耗費了大量的財物等諸多缺陷。公路的路基壓實質(zhì)量主要由壓實系數(shù)控制，然而對于高等級鐵路和公路，例如鐵路客運專線的路基壓實質(zhì)量主要由地基反力系數(shù)K30、動態(tài)變形模量Evd、變形模量Ev2、孔隙率n、壓實系數(shù)K控制。在路基壓實過程中，為了檢測上述指標主要依靠現(xiàn)場“抽樣”試驗方法。這樣的路基質(zhì)量檢驗方法在路基質(zhì)量控制和施工經(jīng)濟性方面寄生了以下不足之處：1）用個別點的檢測結(jié)果代表全斷面的質(zhì)量，因此不能反映路基全斷面壓實質(zhì)量。2）質(zhì)量控制僅是結(jié)果控制，而不是過程控制。3）無法控制超壓現(xiàn)象。4）當填料存在不均勻性時，抽樣點很難具有代表性。綜上所述實時、無損傷路基檢測儀成為路基壓實度檢測的迫切需求，壓實度過程檢測的研究也成為壓路機行業(yè)的一大發(fā)展方向。智能路基壓實度檢測儀基壓實度檢測儀ICCC，是由四川瞭望工業(yè)自動化控制技術(shù)有限公司與西南交通大學共同研發(fā)，在精度與穩(wěn)定性較同類產(chǎn)品都有了本質(zhì)的提升，該儀器不但能對壓實度、振動頻率、壓路機運行速度及壓路區(qū)域圖做出準確測定，并且以cmv輸出（cmv是國際對壓實度評定標準的一種參數(shù)，通過系數(shù)擬合，可以方便顯示為用戶習慣的任何一種評定參數(shù)）同時可以作為壓路機自動化，智能化終端平臺，為“單機智能化，定點控制，智能機群化”等壓路機發(fā)展方向提供了可行路徑！同時能通過擴展得到用戶需求的"地面溫度"，"滾筒斜度"及各種復雜環(huán)境下數(shù)據(jù)支持。1、安裝在作業(yè)壓路機上，實時顯示壓路效果，并將效果圖轉(zhuǎn)化為直觀的壓路區(qū)域圖，以cmv輸出真實有效的反應路基壓實度質(zhì)量；2、用于壓路效果的驗收及質(zhì)量檢測。能夠輸出打印檢測路段的壓實度效果圖，形象直觀的為壓實度檢測提供數(shù)據(jù)的支持。相對于傳統(tǒng)路基壓實度檢測的優(yōu)點1、實現(xiàn)了過程無損傷檢測，更快速的反應問題，大大提高了施工進程和效率，避免了結(jié)果檢測帶來的人力物力的損失；2、ICCC的儲存?zhèn)鬏敼δ転槭┕みM程提供了連續(xù)準確的檢測數(shù)據(jù)，為路基壓實質(zhì)量提供了強有力的保障；3、連續(xù)、實時、準確的反應了路基斷面壓實真實質(zhì)量，避免了以點帶面的檢測誤差；4、簡單直觀的反應壓實質(zhì)量，ICCC檢測儀采用彩色平面圖直觀并實時的顯示路基壓實區(qū)域內(nèi)的壓實質(zhì)量。5、操縱簡單，利用壓實過程中的實時地基反力系數(shù)，壓路機操作人員可進行路基壓壓實的過程控制，加強了路基壓實質(zhì)量控制的針對性；6、中文顯示、體積小、重量輕、支持壓路機專屬配件，安裝簡易；7、設置壓路機專屬電源接口，實現(xiàn)了可持續(xù)不間斷的檢測。技術(shù)參數(shù)精度誤差：2%（與灌砂法為參照點）顯示：800×600觸控LED液晶屏，全中文顯示；通信接口：標準網(wǎng)絡接口、兩個USB，支持U盤數(shù)據(jù)導出；A/D：24bit，動態(tài)范圍：整個系統(tǒng)達100dB；直流精度：優(yōu)于0.01%F.S；存儲容量：標配4GB果沒有足夠的時間，可以采用事后現(xiàn)場數(shù)點(試驗后會留下痕跡)的方法來控制。②編造虛假報檢路段。施工單位有時候會采用這種方法來欺騙試驗監(jiān)理工程師。在報檢單上填注的施工路段、層次是未來的施工部位，還沒有付諸實施。而施工單位引導試驗監(jiān)理工程師所檢測的部位卻是不久前已經(jīng)檢測合格的該路段的前一層次。由于該路段已經(jīng)檢測合格，所以二次檢測也沒有問題。這樣施工單位的報檢單上的虛擬路段和層次就可以不經(jīng)檢測而直接進行下道工序了。針對這種情況，監(jiān)理工程師可以采取以下措施來進行應對：現(xiàn)場監(jiān)理工程師應該增強責任心，對所屬路段的報檢情況認真核實，把住第一關(guān)；試驗監(jiān)理工程師應該積極與現(xiàn)場監(jiān)理工程師配合，以確定報檢路段、層次的符合性；試驗監(jiān)理工程師可以采用在抽檢前全面檢查路段的方法來確定真實性，如果發(fā)現(xiàn)有抽檢所形成的松散坑，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師證明非自檢原因造成后，可以認定為虛假路段。③故意漏檢。施工單位為了搶進度而將某些層次故意漏檢。這是普遍存在的不正?，F(xiàn)象，但也是最容易露馬腳的作弊手法，因為最后若沒有這些層次的報告，將使工程的內(nèi)業(yè)有缺陷，同時也會給計量支付帶來麻煩，給施工單位自己造成損失。所以，最終施工單位總是要坦白交待的。但屆時木已成舟,工程質(zhì)量隱患已經(jīng)既成事實。所以，應該采取措施將這種情況防患于未然。可以肯定，如果現(xiàn)場監(jiān)理工程師認真負責，完全可以避免此類事情的出現(xiàn)。④篡改抽檢結(jié)果。按照規(guī)范要求，試驗監(jiān)理工程師所得出的數(shù)據(jù)應該直接通告給現(xiàn)場監(jiān)理工程師。但施工單位由于急于搶進度，經(jīng)常自己去取抽檢報告。有的時候，會將不合格的結(jié)果篡改成合格通知現(xiàn)場監(jiān)理工程師。這樣舞弊的手法比較拙劣，很快就會水落石出而引起紛爭。但若工程已然開始了下道工序，則損失必將發(fā)生。所以，試驗監(jiān)理工程師應該增強責任意識，在第一時間里將抽檢報告單交給現(xiàn)場監(jiān)理工程師，而不要通過施工單位轉(zhuǎn)交。2做好監(jiān)理準備工作①認真檢查承包商實驗室人員、設備情況。按照合同的要求，核實試驗人員的數(shù)量、資質(zhì)，檢查儀器設備數(shù)量、性能是否符合要求。灌砂法所需儀器設備非常簡單，主要設備就需要灌砂筒和烘箱。②認真標定灌砂筒。標定灌砂筒主要是標定標準砂的密度和錐體砂重。這兩個數(shù)值將作為以后的定值使用，如果標定有誤將對后面的工作產(chǎn)生直接的、連續(xù)的影響。3認真做好現(xiàn)場檢測工作,謹防施工單位弄虛作假現(xiàn)場檢測階段是競爭最為激烈的階段，所以，現(xiàn)場監(jiān)理工程師和試驗監(jiān)理工程師應該認真執(zhí)行規(guī)范，尤其是試驗監(jiān)理工程師更應該謹慎對待每一個細節(jié)。這個階段，施工單位弄虛作假的手段主要通過如下途徑：①試坑的位置。檢測點的位置很重要。由于工程結(jié)構(gòu)的特殊性，一般而言路基中間部位的壓實度較高而兩側(cè)接近路緣處壓實度較低。任何一個薄弱點都可能或造成整個工程質(zhì)量隱患，所以，檢測薄弱點是非常必要的。施工單位從自身利益出發(fā)，希望選擇好一點的點檢測，此時試驗監(jiān)理工程師一定要堅持原則，自主選點。②試坑的深度。按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，試坑的深度應該等于測定層的厚度，但不得有下層材料混入。一般情況下，每壓實層厚度為20cm，所以，試坑深度也應該為20cm。由于現(xiàn)場操作時，挖坑這道工序往往由施工單位的民工完成，其挖坑深度經(jīng)常達不到要求。壓路機在碾壓過程中其應力分布呈倒三角形，所以就每一壓實層而言，越向下的部位其壓實度越小。因而，坑的深度不夠，將導致測得的壓實度值偏大。③試坑的形狀。試坑的形狀應該是空的圓柱體，但施工單位往往會將坑挖成鍋底的形狀，尤其是在接近試坑底部的位置。前面我們談到就每一壓實層而言，越向下的部位其壓實度越小，所以，這樣形狀的試坑將導致較松散部位的土取出得相對較少，導致測得的壓實度值偏大。④灌砂的時間。正確的做法是觀察邊緣處標準砂不再流動后還需要等十幾秒鐘再停止灌砂。因為我們無法直接觀察到中心部位砂子的流動情況，更因為砂子的流動是從中心開始而后才向邊緣擴展的。如果提前結(jié)束灌砂，勢必導致灌入的標準砂質(zhì)量倔少，從而導致測得的壓實度值偏大。⑤含水量的選取。路基施工基本上都是在炎熱的夏天進行，烈日使得新鋪筑的路基表面含水量偏低。所以，在選取含水量時，應將試坑內(nèi)取出的土壤迅速均勻攪拌，然后再取含水量。監(jiān)理工程師應防止施工單位代勞選取較干燥的部分或故意拖延時間選取。如果發(fā)生了這兩種情況，勢必導致含水量偏低；在相同濕密度的前提下于密度偏大，使得測得的壓實度值偏大。三路基壓實度檢測方面存在的客觀問題及解決辦法1灌砂筒、標定罐標定的準確與否對壓實度的影響①未灌入前，貯砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中是以砂面的高度來控制的（砂面距筒頂15mm左右)。原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標定罐內(nèi)砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，筆者認為，貯砂筒中砂面高度必須嚴格控制?，F(xiàn)場測試時，貯砂筒中砂面高度應與標定量砂密度時貯砂筒中砂面高度保持一致。另外，也可通過控制灌入前砂的總重來提高量砂密度標定的準確性。因為標定時，只要砂總重相同,即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂標定的準確性。實踐證明，這種方法較前種方法可行，建議采用。②標定罐深度對量砂密度的影響曾經(jīng)作過試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標定罐深度每減2.5cm，砂密度大約降低3%?？梢娖渖疃葘ι懊芏扔绊戄^大。因此，標定罐深度應與試洞深度一致。③砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故建議量砂應盡量采用標準砂（0.25～0.50mm），而且要保持砂的潔凈干燥。2現(xiàn)場檢測時試洞深度的控制對于厚度較薄的測定層(15cm以內(nèi))較為適應。但對于厚度大于15cm的測定層若一定要把測定層鑿穿，則比較困難（洞口太?。?，不鑿穿則難以反映該層的實際壓實度。建議試洞深度應以15cm為宜。因為按此深度進行檢測，比較符合實際情況，能較好地反映測定層的壓實度，提高檢測工作效率。3選點及檢測頻率選點是否得當，直接影響到壓實度的檢測結(jié)果。選點太少，位置不客觀，沒代表性，很難反映實際