模塊2-6路基(路面)壓實度檢測授課教師：朱明栓公路檢測技術壓實度概述灌砂法檢測路基壓實度環刀法檢測路基壓實度灌水法檢測路基壓實度核子密度儀法檢測路基壓實度路基（路面）壓實度評定路基(路面)壓實度檢測

意義：路基、路面壓實質量是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一。大量的室內試驗和工程實踐表明只有對路基、路面結構層進行充分壓實，才能保證路基、路面的強度、剛度及路面的平整度，并保證其使用質量。

壓實度概述路基壓實的作用：增加路基強度減少路基變形增強水穩性與強度穩定性,為路面鋪筑奠定好基礎.路基壓實不足的危害：造成路基不均勻下沉，路面開裂、車轍、裂縫、沉陷及剪切破壞等病害,合格路基檢測的三大指標:壓實度,路基強度(CBR);土基彈模(彎沉)路基壓實的作用對于路基、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標準擊實實驗所的最大干密度的比值；對瀝青面層、瀝青穩定基層而言，壓實度是指現場達到的密度與室內標準密度的比值。壓實度的不同表述標準（最大干）密度的確定一、路基土的最大干密度和最佳含水量的確定

不同性質的土的最大干密度確定方法及各方法的適用范圍見表。試驗方法適用范圍土的粒粗輕型、重型擊實法小試筒適用粒徑不大于25mm的土；大試筒適用粒徑不大于38mm的土。細粒土粗粒土振動臺法①本方法適用于通過0.074mm標準篩的干顆粒質量百分比不大于15％的無粘性自由排水粗粒土和巨粒土；②對于最大顆粒大于60mm的巨粒土，因受試筒容許最大粒徑的限制，宜按相似級配法的規定處理。巨粒土表面振動壓實儀法同上巨粒土

二、路面基層混合料最大干密度及最佳含水量的確定

常見的路面基層材料有半剛性基層及粒料基層，粒料類基層最大干密度的確定可參照粗粒土和巨粒土的振動臺法。半剛性材料基層材料按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTJ057－94）執行，用標準擊實法求得。但當粒料含量大于50％時，采用理論計算法求得。

三、瀝青混合料標準密度確定

瀝青混合料標準密度，以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾試件密度或試驗路芯樣密實度為難。可采用表5-2中的方法進行密度試驗。壓實瀝青混合料密度試驗方法及適用范圍比較方法適用范圍水中重法僅適用于很密實的瀝青混凝土試件，不適用于采用了吸水性大的集料的的瀝青混合料試件。表干法適用于表面粗糙但較密實的密級配瀝青混凝土試件，但適用于吸水率不大于2%的瀝青混合料試件。蠟封法適用于吸水率大于2%的半開級配瀝青混凝土試件，抗滑表層混合料以及粗粒式瀝青混合料試件。體積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配瀝青混合料試件。實際工作中如何控制壓實質量

1.在壓實過程中，為保證壓實質量，施工現場自檢人員應邊施工邊檢查壓實度以便及時調整。

2.但實際施工時路基用土有著很大差別，經常由于沿線取土，地貌、地層等的變化造成土的來源不一，使土顆粒組成不均勻，特別是路堤底部填土中不可避免的存在較大尺寸的土塊使得在一定的壓實功能和含水率下，難以壓實,原因就是由于路基填料變化頻繁，施工單位的試驗人員和工程監理人員不能及時的根據土樣的變化取樣試驗。

3.當壓實干密度遠遠大于要求值時，表明壓實度過度或土質發生了變化；當壓實干密度小于要求值時，表明壓實度不夠。針對這些情況要找出原因并及時采取措施以達到要求的壓實度。如改變碾壓工藝、增加壓實機械的重量或重新做標準擊實試驗等。每一壓實層均應檢驗壓實度，合格后方可填筑下一層。4.施工時，應根據不同的土質，不同的壓實標準選擇相應的壓實機具，確定最佳壓實厚度，壓實遍數，掌握好碾壓速度，準確控制最優含水率，以保證得到最大干密度。5.路基填土應均勻一致，不得混雜，超大顆粒填料應剔除或加大壓實功能，嚴禁調料中混入種植土、腐質土或泥沼土等劣質土，應盡量選擇集中取土，避免沿線取土。6.擊實試驗用土應對施工路段所用土場進行實地踏勘，確認所用土樣取自同一土場，保證土樣的代表性和指導施工標準干密度的準確性。7.施工時應嚴格控制壓實含水率，并使土料的含水率盡量保持一致。實際工作中如何控制壓實質量實際工作中如何控制判斷是否達到壓實質量在路基施工中，土的最佳含水量和最大干密度是兩個十分重要的指標。壓實前應測定填土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量過大時，應作翻曬處理；當含水量較小時，應適當灑水補充水分，使含水量適宜。石灰穩定土和水泥穩定土等含有無機結合料的土，成型后本身反應還需要一定量的水，在碾壓時更應嚴格控制含水量。判斷土是否接近最佳含水量可采用簡易鑒定方法:

用手捏土（或灰土等）可成團，較費勁，手掌無水印，土團自50ｃｍ處落在地上散成蒜瓣狀，自100ｃｍ高處落在堅實地面上即松散，出現這些現象即表明土已接近最佳含水量。在實驗室中，盡可能參照工程施工技術規范要求，做好最佳含水量的驗證檢測。一、試驗原理：用均勻顆粒的砂去置換洞的體積。基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內，按其單位重不變的原理來測量試洞的容積（即用標準砂來置換試洞中的集料），并根據集料的含水量來推算出試樣的實測干密度。灌砂法檢測路基壓實度二、適用范圍適用于各種材料的路基土、也可用于瀝青表處、瀝青貫入室路面。不適用于填石路基等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測現在測定路基壓實度的標準方法。優點是:測定值精確；缺點是:需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數較多，因此它的測試速度較慢操作較復雜，須經常測定標準砂的密度和錐體重三、儀具與材料（1）灌砂筒有大小兩種，為一金屬圓筒(可用鍍鋅鐵皮制作)有大小兩種，上部儲砂筒,小筒容積為2120cm3，大筒容積為4600cm3，筒底中心有一個圓孔。

下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲砂筒的圓孔相同，漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏頭上開口相接。自儲砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設有開關。開關為一薄鐵板，一端與筒底及漏斗鐵板鉸接在一起，另一端伸出筒身外，開關鐵板上也有一個相同直徑的圓孔。（2）金屬標準罐用薄鐵板作金屬罐，用于小罐砂筒的內徑為100mm，高150mm，用于大灌砂筒的直徑為150mm，高200mm，上端周圍均有一罐緣。（3）基板用薄鐵板制作的金屬方盤，盤中心有一圓孔。

(4）玻璃板邊長約500mm~600mm的方形板

(5）試樣盤小筒挖出的試樣可用飯盒存放、大筒挖出的試樣可用300mm×500mm×40mm的搪瓷盤存放（6）天平或臺稱稱量10-15kg，數量不大于1g，用于含水量測定的天平精度，對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。（7）含水量測定器具如鋁盒、烘箱等。

（8）量砂

粒徑0.30-0.60mm清潔干燥的均勻砂，約20-40kg，使用前須洗凈烘干，并放置足夠的時間，使其與空氣的濕度達到平衡。（9）盛砂的容器：塑料桶等。

（10）其它：鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、長把小簸箕、毛刷等。四、方法與步驟4.1測定主要包括:(1)室內標準密度（最大干密度）確定：

按現行試驗方法。對檢測對象試樣用同種材料進行擊實試驗，得到最大干密度及最佳含水量。(2)現場沙密度試驗：利用灌砂筒進行現場沙密度試驗：(3)現場土密度試驗挖出現場土，秤重，利用已測定密度沙去置換試洞的體積，求土的容重(4)確定壓實度

4.2按規定選用適宜的灌砂筒1）當集料的最大粒徑小于13.2mm，測定層的厚度不150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂洞測試。(2）當集料的最大粒徑大于或等于13.2mm，但不大于31.5mm，測定層的厚度不超過200mm時，應用φ150mm的大型灌砂筒測試4.3標定灌砂筒下部圓錐體內砂的質量，步驟如下：（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內裝砂至筒頂的距離不超過15mm左右為止。稱取筒內砂的質量m1，準確至1g，以后每次標定及試驗都應該維持與高度裝砂質量不變。

（2）將開關打開，使灌砂筒筒底的流砂孔、圓錐形漏斗上端開口圓孔及開關鐵板中心的圓孔上下對準，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內的體積相當(或等于標定罐的容積)，然后關上開關，此步驟不能省略，它是為使量砂處于測量時的狀態，以準確地得到量砂的體積。（3）不晃動灌砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關打開，讓砂流出，直到筒內砂不再下流時，將開關關上，并細心地取走灌砂筒。（4）收集并稱量留在玻璃板上的砂或稱量筒內的砂，準確至1g，玻璃板上的砂就是填滿筒下圓錐體的砂(m2)。

(5）重復上述測量三次，取其平均值。4.4標定量砂的單位質量rs(g/cm3)其步驟如下：（1）用水確定標定罐的容積v，準確至1mL。（2）在灌砂筒中裝入質量為m1的砂，并將灌砂筒放在標定罐上，將開關打開，讓砂流出。在整個流砂過程中，不要碰動灌砂筒，直到灌砂筒內的砂不再下流時，將開關關閉，取下灌砂筒，稱取筒內剩余砂的質量(m3)，準確至1g。（3）按下式計算填滿標定罐所需砂的質量ma(g)：

ma=m1-m2-m3

式中:ma—標定罐中砂的質量(g)m1—灌砂筒裝入標定罐砂的總質量(g)m2—灌砂筒下部圓錐體內砂的質量(g)m3—灌砂筒裝入標定罐后，筒內剩余砂的質量(g)。（4）重復上述測量三次，取其平均值。（5）按下式計算量砂的單位質量r(g/cm3)rs=ma/V

其中：rs---量砂的單位質量(g/cm3)V----標定罐的體積（cm3）4.5試驗步驟:

（1）在試驗地點,選一塊平坦表面,并將其清掃干凈,其面積不小于基板面積。（2）將基板放在平坦表面上,如果表面粗糙度較大,則將盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中間圓孔上。將罐砂筒的開關打開，讓砂流入基板的中孔內，直到儲砂筒內的砂不再下流時關閉開關。取下灌砂并稱量筒內砂的質量(m6),準確至1g。

（3）取走基板，并將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃干凈。

（4）將基板放回清掃干凈的表面上(盡量放在原處)，沿基板中孔鑿洞(洞的直徑與灌砂筒一致)。

在鑿洞的過程中，應注意不使鑿出的材料丟失，并隨時將鑿松的材料取出裝入塑料袋中，不要使水分蒸發。也可放在大試樣盆內。試洞深度等于測定層厚度，但不得有下層材料混入，最后將洞內的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內材料的水份蒸發，可分幾次稱取材料的質量，全部取出材料的總質量為mW，準確至1g。（5）從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，放在鋁盒或清凈的搪瓷盒內，測定其含水量(ω以%計)。樣品的數量如下：

用小灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100g，對于各種中粒土，不少于500g。

用大灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于200g，對于各種中粒土，不少于是1000g，對于粗粒土或水泥、石灰，粉煤灰等無機結合穩定土，不少于2000g，稱其質量md。

（6）將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間(儲砂筒內放滿砂到要求質量m1)，使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞。打開灌砂筒的開關，讓砂流入試坑中。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。仔細取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質量(m4)準確至1g。（7）如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，也可省去（2）和（3）的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒的下口對準放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關，讓砂流入試坑內。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒，并稱量剩余砂的質量(m'4)，準確至1g。（8）仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用。若量砂的濕度已發生變化或量砂中混有雜質，則應該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的濕度達到平衡后再用。4.6計算

1、按下式計算填滿試坑所用的砂質量mb(g):

灌砂時，試坑上放基板時:mb=m1－m4－(m5－m6)

灌砂時，試坑上不放基板時，mb=m1－m’4－m22、按下式計算試坑材料的濕密度(濕容重)ρW(g/cm3)：

ρW=mW/mb×rs3、

按下式計算試坑材料的干密度pd(g/cm3)：

ρd＝ρw/（1+0.01ω）4、當以水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料穩定土的場合，可按下式計算干密度pd(g/cm3)。ρd=md/mb×rs

5、按下式計算施工壓實度(K)

K=ρd/ρc×100環刀法檢測路基壓實度

一、適用范圍及特點

環刀法適用于公路工程現場測定細粒土及無機結合料穩定細粒土的密度。但對于無機結合料穩定細粒土，其齡期不宜超過2d，且宜于施工過程中的壓實度檢驗。由于取樣深度較淺，故檢測值偏大。

優點：速度快

缺陷：無法測定平均值

用環刀法測得的密度是環刀內土樣所在深度范圍內的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平均密度。

一、適用范圍及特點

常用環刀：環刀容積200cm3，環刀高度約5cm。

環刀打入深度：淺，壓實度偏大

深，壓實度偏小

原因：碾壓層的密度一般是從上到下減小的，若環刀取在碾壓層的上部，則得到的數值往往偏大，若環刀取的是碾壓層的底部，則所得的數值將明顯偏小，只有使環刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環刀法所得的結果才可能與灌砂法的結果大致相同。二、檢測器具材料

1.人工取土器：包括環刀、環蓋、定向筒和擊實錘系統（導桿、落錘、手柄）。環刀內徑6～8cm,高2～3cm，壁厚1.5～2mm。2.電動取土器：有底座、行走輪、立柱、齒箱、升降機構、取芯頭等組成。

(1)底座：由底座平臺、定位銷、行車輪組成。

(2)立柱：由立柱與立柱套組成，裝在底座平臺上，作為升降機構、取芯機構、動力和傳動機構的支架。

(3)升降機構：由升降手輪、鎖緊手柄組成。

(4)取芯機構：有取芯頭、升降軸組成，取芯頭為金屬圓筒，有三種規格，即，50mm×50mm、70mm×70mm、100mm×100mm。

(5)動力和傳動機構：主要由直流電機、調速器、齒輪箱組成。另配電瓶和充電器。3.天平：感量0.1g(取芯頭內徑小于70mm樣品的稱量)，或1.0g（取芯頭內徑小于100mm樣品的稱量）。

4.其它：鎬、小鐵楸、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲踞、凡士林、木板及測定含水量設備等。電動取土器

三、檢測方法與步驟

1.擊實試驗：確定最大干密度及最佳含水量。

2.用人工取土器測定粘性土及無機結合料穩定細粒土密度的步驟：

(1)擦凈環刀，稱取環刀質量M2，準確至0.1g。

(2)測點準備。

(3)取土。

(4)修平土樣。

(5)稱取環刀及試樣合計質量M1，準確至0.1g。

(6)測定土含水量（w）。3.用人工取土器測定砂性土或砂層密度時的步驟

(1)如為濕潤的砂土，在鏟平的地面挖出一個直徑較環刀外徑略大的砂土柱，將環刀向下垂直壓下，直到環刀上端突出約２cm時為止。

(2)修平。

(3)稱環刀與試樣合計質量（m1）。準確至0.1g。

(4)測定土樣含水量。

(5)干燥的砂土不能挖成砂土柱時，可直接將環刀壓入或打入土中。

4.用電動取土器測定無機結合料穩定細粒土和硬塑土密度的步驟：

(1)儀器準備及定位。

(2)鉆芯。

(3)取芯、修平。

(4)用天平稱量土芯加套筒質量M1，

(5)測定土含水量。

5．本試驗須進行兩次平行測定，其平行差值不得大于0.03g/cm3，求其算術平均值。

四、檢測結果計算

1．按下列各式分別計算試樣的濕密度及干密度

式中：ρw--試樣的濕密度（g/cm3）；

ρd--試樣的干密度（g/cm3）；

m1--環刀或取芯套筒與試樣合計質量（g）；

m2--環刀或取芯套筒質量（g）；

d--環刀或取芯套筒直徑（cm）；

h--環刀或取芯套筒高度（cm）；

w--試樣的含水量（%）。2.按下試計算施工壓實度：

式中：K--測試地點的施工壓實度（%）；

ρd--試樣的干密度（g/cm3）；

ρc--擊實試驗得到的試樣的最大干密度（g/cm3）

灌水法檢測路基壓實度

灌水法檢測壓實度試驗方法適用于現場測定最大粒徑小于60mm的粗粒土和巨粒土的密度。灌水法屬于對壓實土面的破壞性量測方法，是利用水去置換試洞的體積。灌水法相比于灌砂法優點在于適用于巨粒土的檢測，費用低，但其缺點在于誤差較灌砂法更大。一、適用范圍及特點核子密度儀法檢測路基壓實度

在施工現場用核子儀密度濕度儀以散射法或直接透射法可以快速測定路基或路面材料的密度和含水量，并計算施工壓實度。用于測定土或基層材料的壓實度及含水量時,打洞后用直接透射法測定，測定層的厚度不宜大于20cm。由于核子儀測定的結果誤差較大，不宜用作仲裁試驗或評定驗收的依據。

一、適用范圍及特點該法是利用放射性元素測量土或路面材料的密度和含水量。該類方法適用于測量各種土或路面材料的密度和含水量。它的缺點是，放射性物質對人體有害。可用于施工控制、但不可以用于質量檢驗。

一、適用范圍及特點二、檢測器具與材料

（1）核子密度濕度儀：密度測定范圍1.12-2.73g/㎝3，測定誤差不大于±0.03g/㎝3。含水率測定范圍是0-0.64g/㎝3，測定誤差不大于±0.015g/㎝3。

二、檢測器具與材料

1.核子密度濕度儀主要包括下列部件：

(1)γ射線源

(2)中子源

(3)探測器：γ射線探測器

(4)讀數顯示設備：如液晶顯示器,脈沖計數器,數率表

(5)標準板：提供檢驗儀器操作和散射計數參考標準用。

(6)安全防護設備：符合國家規定要求的設備。

(7)刮平板、鉆桿、接線等。

2.細砂：