新旧“测试规程”压实度试验方法对比研究

时间：2024-07-28

黎春燕，李彬

（1.云南省公路科学技术研究院，云南昆明 650051；2.昆明市建设工程质量检测中心，云南昆明 650000）

0 引言

于 2020 年 4 月 1 日实施的 JTG 3450-2019《公路路基路面现场测试规程》［1］（以下简称“19 规程”）是对已经废止的 JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》［2］（以下简称“08 规程”）的全面修订，内容上有了诸多变化，19 规程对路基路面现场测试方法、仪器设备参数、数据处理等进行了丰富完善。

本文对压实度试验方法进行分析讨论，测试压实度的试验方法共 6 个，其中核子密湿度仪法、环刀法、钻芯法，19 规程修订的内容较少；无核密度仪法，目前主要用于路面施工控制环节，不能用于交工验收或质量鉴定。因此本文主要是对新旧规程中常用的挖坑灌砂法以及沉降差法进行对比分析，通过对比，进一步加深对 19 规程的理解与认识，以便更好地指导现场检测工作。

1 压实度术语解释

1.1 08 规程的术语解释

压实度：筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。

1.2 19 规程的术语解释

压实度：筑路材料压实后的密度与标准密度之比，以百分比表示。

1.3 对比分析

基层或底基层、砂石路面及路基结构的压实度计算方法是压实后的干密度与标准最大干密度之比，标准密度取用最大干密度。而沥青面层的计算方法是芯样试件的实际密度与标准密度之比，沥青混合料标准密度有 3 种确定方法，一是试验路段钻孔取样密度，二是马歇尔击实试验密度，三是最大理论密度。所以 08 规程的术语解释范围比较狭窄，仅说明了基层或底基层、砂石路面及路基结构的压实度定义，而 19 规程的术语解释拓宽了范围，包含了沥青面层压实度的定义。

2 挖坑灌砂法测定压实度方法

19 规程从以下几个方面对 08 规程进行了完善与修订。

2.1 规范灌砂设备

2.1.1 统一材质、规定板厚

08 规程对灌砂筒材质未进行规定，标定罐和基板规定了是用薄铁板制作；19 规程规定灌砂筒、标定罐、基板均为金属材质。08 规程未对基板的板厚进行规定，19 规程根据基板的材质不同分别对板厚进行规定。

19 规程统一灌砂设备的材质和板厚，这主要是为尽量避免灌砂设备在外力作用下变形、尺寸和容积等发生变化而导致测量数据有偏差，影响试验检测结果。

2.1.2 灌砂设备类型规定

08 规程只列出了两种灌砂设备的尺寸要求，19 规程列出了三种灌砂设备的尺寸要求；08 规程只列出了最大粒径不大于 31.5 mm、测试层厚不超过 200 mm 中的两种填料粒径及测试厚度对应的灌砂筒的选择，19 规程以表格形式规定了最大粒径不大于 100 mm、测试层厚不超过 400 mm 中的四种不同填料粒径及测试厚度应选择的灌砂筒类型，同时条文说明中规定了灌砂筒选择以填料粒径为主，测试厚度为辅的原则，当最大粒径为 100～150 mm 时，检测机构一般根据实际情况选用直径超过 250 mm 的灌砂筒或采用灌水法测试压实度。

19 规程列出的灌砂筒类型基本涵盖了填土路基（不包含填石路堤和土石路堤）的最大粒径要求（不超过 150 mm），路堤填料最大粒径要求详见 JTG/T 3610-2019《公路路基施工技术规范》表 4.1.2［3］。19 规程的规定使得检测机构今后采用灌砂法检测压实度，当最大粒径在 31.5～150 mm 时，能准确选用合适尺寸的灌砂筒，确保检测数据更准确。

2.2 超粒径的处理

超粒径现象在实际测试过程中时有发生，19 规程在条文说明中对此作了说明，可以很好地指导现场检测工作。如果挖坑过程中发现超过规范规定粒径 10 % 填料时一般另选重做；对于粒径允许值更大的土石路基或填石路基一般选用沉降差法控制压实质量。测试人员需要首先分析属于离析现象还是属于偶发性现象或属于普遍性现象。对于离析现象通知施工人员进行处理，对于偶发现象另外选点，对于普遍现象可采用其他方法测试压实质量或重新做击实试验。而对于粒径规律性强的填料，也可通过多组击实试验找到压实度修正系数和填料不同级配间的关系，从而对压实度测试结果进行校正，但仅限地区或具体建设项目。

2.3 量砂松方密度的标定

2.3.1 精确灌砂高度、规定标定时水温

08 规程在标定圆锥体内砂的质量时规定向灌砂筒内装砂至距筒顶的距离约 15 mm 左右为止；在标定砂的松方密度时规定用水确定标定罐的容积。对应 19 规程的规定是向储砂筒内装砂至距筒顶距离为 15 mm±5 mm；用 15～25 ℃ 水确定标定罐的容积。

19 规程在装砂高度数值范围上进行了精确，对水温做了具体规定，避免水温变化过大导致密度变化，从而使容积的测量值不准确。19 规程的规定提高了检测规范性，确保检测结果的精准性，从而保证施工质量。

2.3.2 标定罐深度对量砂松方密度的影响

19 规程在条文说明中对标定罐深度对量砂松方密度的影响做了说明：在标定量砂松方密度时应尽量使标定罐深度与试坑深度相近。但现场试验数据表明，当标定罐深度每增加 5 cm 时，量砂松方密度增加 0.15 % 左右，对现场测试结果无实质影响，所以在大规模施工检测中可以用深度为 15 cm 的标定罐标定的量砂松方密度测试不同厚度的压实度，但层厚不应超过 30 cm。

19 规程的条文说明，简化了现场压实层厚有差异及大量检测时的标定量砂松方密度的步骤，大大节约了时间和人力成本。

2.4 快速测试含水率

19 规程条文说明提出含水率测试可以采用快速测试的方法，可以研究使用微波炉测试细粒土的含水率。

目前尚无微波炉测试含水率的相关规范规程，但已经有多篇论文对此方法的操作流程及可行性进行了研究。其中刘小伟在《微波炉法测试黏土含水率的可行性分析》一文中通过使用不同品牌型号的微波炉按不同质量、不同测试时间对黏土进行平行试验测定含水率，同时与标准方法烘箱法进行结果对比，试验结果表明采用微波炉测定土的含水率具有科学可行性［4］；高岗在《微波炉测定土体含水率试验研究》一文中通过对不同含水率和颗粒大小的土样以时间稳定性和灼矢量作为切入点进行平行试验，给出了微波炉法测定不同土体含水率的具体对应方法［5］。19 规程在条文说明中提出了此种方法，这就引导我们在实际工程检测中对快速测试含水率进行进一步研究和应用。

2.5 明确试验时灌砂质量与标定时相同

08 规程的描述是标定时装砂质量 m1，试验时装砂质量 m5；19 规程的描述是标定时装砂质量与试验时装砂质量均为 m1。08 规程的描述容易引起歧义，认为试验时装砂质量可以与标定时不一样，这就会导致标定结果不能用于试验检测，操作错误，测试结果不准确；而 19 规程的描述避免了这种歧义。

3 土石路堤或填石路堤压实沉降差测试方法

3.1 新增测试方法的背景和意义

长期以来，土石路堤或填石路堤的压实质量都难以测量。JTG F80/1-2017《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》（以下简称“检评标准”）规定：为定量检验填石路堤的压实质量，根据施工规范要求提出压实检测应通过试验路确定沉降差标准，在施工过程中严格控制。结合工程实际，亦可采用 20 t 以上压路机镇压两遍沉降差不大于 2 mm 控制，并注意加强观测，及时总结修正［6］。

但沉降差测试方法缺乏统一的定量标准，对采用此方法的施工检测人员缺乏指导性和规范性，影响了填石路基或土石路基压实测试质量的提高。19 规程新增了土石路堤或填石路堤压实沉降差测试方法，对使用的仪器设备、测试方法步骤及数据处理均作了具体规定，从而提高了沉降差测试方法的规范性、准确性和针对性。

3.2 新增测试方法需进一步完善规范

沉降差测试方法对施工过程压实质量检测进行了规范统一，但存在一定的局限性和规范间的差异性，可以从以下两个方面考虑完善。

3.2.1 增加碾压后的检测方法步骤

19 规程中沉降差测试方法中的步骤规定是：在路基碾压施工前每个沉降观测点埋放一固定物（钢球），碾压施工完成后对固定物测试顶面高程。该测试方法指导了施工过程中沉降差的检测，对压实质量进行了管理和控制。但对于施工结束后的交工验收、压实质量评定则缺乏操作性和指导性。故后续应考虑进一步增加碾压施工结束后交工验收过程中沉降差的具体检测方法。

3.2.2 考虑与检评标准的统一性

检评标准中规定：可采用 20 t 以上压路机碾压两遍沉降差不大于 2 mm 控制。而 19 规程中测试步骤是碾压一遍，即第 i 遍和第 i+1 遍的沉降差。这就与检评标准中要求的碾压遍数不一致，故需进一步考虑不同规范的统一。

针对这两个问题，需通过大量试验数据分析总结土石路堤或填石路堤的压实质量与沉降差测试方法及测试结果的相关性，从而完善、规范沉降差测试方法。