目前，高速公路事業(yè)在世界各國引起普遍重視，我國的高等級公路建設(shè)也在蓬勃發(fā)展。路基壓實度檢測技術(shù)，作為公路建設(shè)與管理中的關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)，不僅對于控制工程質(zhì)量至關(guān)重要，而且決定著路網(wǎng)養(yǎng)護決策的科學(xué)性，并直接影響?zhàn)B護資金分配的合理性。工程質(zhì)量的優(yōu)劣不但直接影響著施工單位或承包商的利益，而且對交通事業(yè)的發(fā)展也有舉足輕重的影響。工程質(zhì)量是通過試驗檢測數(shù)據(jù)來評定的，而試驗檢測數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確可靠，則在很大程度上取決于檢測儀器和檢測方法是否先進合理。本文在對現(xiàn)行路基壓實度檢測方法進行評價的基礎(chǔ)上，通過路基壓實度檢測方法對比試驗,分析不同檢測方法的優(yōu)缺點，并對現(xiàn)行路基壓實標(biāo)準(zhǔn)存在的問題進行分析。
一、現(xiàn)行路基壓實度檢測方法評價
1.1灌砂法
灌砂法是當(dāng)前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)場測定密度的主要方法。它的缺點是:需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較多，因此它的測試速度較慢。此方法表面上看起來較為簡單，但實際操作時常常不好掌握，并會引起較大誤差。為使試驗結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)注意以下幾個環(huán)節(jié):
?。?）量砂要規(guī)則。量砂如果重復(fù)使用，一定要注意晾干，否則影響量砂的松方密度。每換一次量砂，都必須測定松方密度，漏斗中砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重做。
（2）地表面處理要平整，放置基板;在挖坑時試坑周壁應(yīng)筆直，避免出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形。
?。?)灌砂時檢測厚度應(yīng)為整個碾壓層厚，不能只取上部或者取到下一個碾壓層中。
1.2環(huán)刀法
環(huán)刀法是測量現(xiàn)場密度的傳統(tǒng)方法。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，因此，在用環(huán)刀法測定土的密度時，應(yīng)使所測密度能代表整個碾壓層的平均密度。然而，這在實際檢測中是比較困難的，只有使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環(huán)刀法所得的結(jié)果與灌砂法的結(jié)果才可能大致相同。另外，環(huán)刀法適用面較窄，對于含有粒料的穩(wěn)定土及松散性材料無法使用。
1.3核子密度儀
核子密度儀法是利用放射性元素(通常是丫射線和中子射線)測量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點是測量速度快，需要人員少。它的缺點是，放射性物質(zhì)對人體有害，另外需要打洞，在打洞過程中易使洞壁附近的土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響測定的準(zhǔn)確性，可作施工控制使用，但需與常規(guī)方法比較，以驗證其可靠性。
1.4落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀(LY-1儀)
落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀是利用落錘的沖擊使土體產(chǎn)生反彈力，并利用低頻測出土體響應(yīng)值的一種不測含水量就能得到路基壓實度的測試儀器。采用本方法進行測定之前，路基壓實度曲線的標(biāo)定工作十分重要，選擇的土類要具有工程代表性。
二、現(xiàn)行路基壓實標(biāo)準(zhǔn)存在的問題分析
在試驗段土基上進行了四種方法的壓實度檢測，各測點位置一一對應(yīng)。其結(jié)果如表1。
表1不同方法所測土基壓實度結(jié)果匯總
以灌砂法作為現(xiàn)場測定密度的標(biāo)準(zhǔn)方法，將其它方法與灌砂法進行回歸標(biāo)定。含水量試驗標(biāo)準(zhǔn)方法是烘干法，由核子密度儀測定的含水量須與烘干法進行比較，用相關(guān)方程將其含水量轉(zhuǎn)化為烘干法的含水量。其其統(tǒng)計散點圖如圖1所示。
圖1不同方法現(xiàn)場實測土基壓實度對比圖
從圖1可以看出，環(huán)刀法、落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀測定的壓實度與灌砂法相關(guān)性較好，而核子密度儀測定的壓實度與灌砂法相關(guān)性較差。環(huán)刀法含水量的測定與灌砂法都用烘干法，兩者結(jié)果基本相同。核子密度儀測定的含水量與灌砂法的相關(guān)性較差。
從以上分析可知，四種方法測定的結(jié)果有一定差異。灌砂法作為現(xiàn)場測定密度的標(biāo)準(zhǔn)方法，由于其洞深通常為碾壓層的厚度，能較好的反映土基的壓實狀況，而且每次適用的儲砂筒內(nèi)沙的數(shù)量不變，砂的下落高度和下落速度不變，因此其測量精度高、準(zhǔn)確性好。但從結(jié)果來看，有3個壓實度超出100％，一是與最大干密度的確定有關(guān)，另外還與試驗的操作有關(guān)，因此要嚴(yán)格遵循試驗規(guī)程的每個細(xì)節(jié)，以提高精確度，同時應(yīng)開展路基壓實標(biāo)準(zhǔn)的探討。環(huán)刀容積小，只要使環(huán)刀取土剛好為碾壓層中間的土，環(huán)刀法測定結(jié)果與灌砂法相當(dāng)。核子
儀測定的結(jié)果不穩(wěn)定，其值較其它方法偏小，其壓實度結(jié)果與灌砂法的相關(guān)性較差，這可能主要是因為在打洞的過程中破壞了洞壁附近的土體結(jié)構(gòu)，從而影響測量的準(zhǔn)確性;其含水量結(jié)果與烘干法的相關(guān)性也較差，這主要是由于核子密度儀測得的含水量是某一深度和某一面積內(nèi)的平均含水量，這個范圍比烘干法的大得多，因此只有土基的含水量和密實度都很均勻的情況下，兩者的測量結(jié)果才可能一致。落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀結(jié)果穩(wěn)定。但從圖1又可看出，前三者的檢測結(jié)果具有良好的一致性，壓實度結(jié)果的起伏較大，但落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀卻與前三種方法測定的壓實度趨勢存在一定的差異，起伏較小。
因此，通過對比分析認(rèn)為，灌砂法作為標(biāo)準(zhǔn)方法有其合理性，但應(yīng)嚴(yán)格要求試驗操作:環(huán)刀法影響因素較多，應(yīng)取碾壓層中間的土;核子儀測定的結(jié)果不穩(wěn)定，只能作為施工的快速評定:落錘頻譜式路基壓實度快速測定儀結(jié)果較穩(wěn)定，但其對土體的適用性和準(zhǔn)確性需進一步的探討。
三、路基壓實度檢測對比試驗
我國己建的高等級公路中，有些產(chǎn)生了早期破壞，其中有相當(dāng)一部分是由于路基原因而引起的，如因路基不均勻沉降導(dǎo)致路面局部沉陷及縱向裂縫等。發(fā)生這些問題的原因很多，除施工管理原因外，現(xiàn)行壓實檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)也是重要原因之一。
我國現(xiàn)行的路基采用了干密度比即壓實度作為壓實標(biāo)準(zhǔn)，并且對路基的不同層位規(guī)定了不同的壓實度值。工程實踐表明，現(xiàn)行檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)存在以下問題:
?。?）規(guī)范規(guī)定以灌砂法作為現(xiàn)場測定密度的標(biāo)準(zhǔn)方法，此方法表面上看起來較為簡單，但實際操作時常常不好掌握，并會引起較大誤差，人為因素影響很大，測定結(jié)果變異性較大。
?。?）對土質(zhì)多變路段，室內(nèi)擊實試驗周期較長，難以及時指導(dǎo)施工，即使事先預(yù)做試驗，在最大干密度的選取上人為因素也很大;
?。?）關(guān)于含水量的控制，在路基壓實過程中對其控制是基于怎樣以最小的壓實功獲得規(guī)范規(guī)定的壓實度，雖然在《路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-93)中規(guī)定了“細(xì)粒土、砂類土和礫石土無論采用何種壓實機械，均應(yīng)在該種土的最佳含水量士2%以內(nèi)壓實”，但在《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ071-94)中的土方路基的驗收項目中并沒有對含水量提出具體要求，沒有綜合考慮干密度和路基成型時含水量兩方面的因素。路基成型時的含水量和密實度對路基達(dá)到或接近穩(wěn)定密實度具有相當(dāng)重要的作用，因此僅強調(diào)密實度而淡化路基成型時的含水量對穩(wěn)定性的影響顯然不夠全面;
?。?）試驗證明，細(xì)粒成分含量少的土(如砂性土和塑性指數(shù)不大的砂跟上、碎石土)，在施工碾壓時，其密度對含水量不敏感，可以放寬對含水量的控制;細(xì)粒成分多的土(如粘性土，特別是塑性指數(shù)大的粘上)，水的浸入使士體含水量增加，體積發(fā)生明顯膨脹，且膨脹率和初始含水量有關(guān)，初始含水量越小，膨脹率越大，從而引起土體開裂。因此對于細(xì)粒成分多的土，不宜在含水量小的情況下壓實，而現(xiàn)行的壓實度法不能正確反映粘性土遇水的這一特性，而且沒有考慮含水量對不同土質(zhì)的影響，顯然不合理;
?。?）巖塊材料大量在山區(qū)道路中應(yīng)用，無法用壓實度來衡量壓實的好壞;
?。?）對高填路堤，填土越高，下層土所受自重力越大，但規(guī)范中規(guī)定下層的壓實度(90％)卻較上層(95％)低，與其受力和穩(wěn)定性規(guī)律不符。
