灌砂法在压实度检测中的应用王世杰

灌砂法在压实度检测中的应用王世杰

王世杰

黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司哈尔滨市150070

摘要：压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密实情况，压实度越大，密实度越大，材料整体性能好。灌砂法是检测压实度最常用的方法之一，本文将灌砂法的操作过程及注意事项加以阐述，供相关人员参考。

关键词：压实度；灌砂法；标定

路基路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对路基、路面结构层进行充分压实，才能保证路基路面的强度、刚度及路面的平整度，并可以保证及延长路基路面工程的使用寿命[1]。现场压实质量用压实度表示，对于路基土及路面基层，压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值；对沥青路面，压实度是指现场实际达到的密度与标准密度的比值[2]。

灌砂法是压实度检测的最常用的方法之一，其原理是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，达到测定密度的目的，从而推出压实度。

1.目的和适用范围

适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测，同时还需携带较多量砂，称量次数较多，测试速度较慢。

2.灌砂筒的选择

当集料的最大粒径d＜15mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。当集料的最大料径d，15mm≤d≤40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。

3.标定筒下部圆锥体内砂的质量

（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距离筒顶15mm左右为止.称取装入筒内砂的质量m1，准确至1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度不变。

（2）将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔上下对准，让砂自由流出，并使流出的砂的体积与工地所挖试坑的体积相当（或等于标定灌的容积），然后关上开关。

（3）不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。

（4）收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g，玻璃板上的砂就是填满筒下布圆锥体的砂（m2）.

（5）重复上述试验三次，取其平均值。

4.标定量砂的单位质量，密度γs（g/cm3）

用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。

在储砂灌中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定灌上，将开关打开，让砂流出。在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到储砂筒内的砂不在下流，将开关关闭。取下灌砂筒，称取筒内余砂的质量（m3），准确至1g。

按下式计算填满标定灌所需砂的质量ma（g）

ma=m1-m2-m3

ma标定灌中砂的质量（g）

m1装入灌砂筒内的砂的总质量（g）

m2灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）

m3灌砂入标定灌后，筒内剩余砂的质量（g）

重复试验三次，取其平均值。

按下式计算量砂的单位质量γs

rs=ma/V

式中：rs量砂的单位质量（g/cm3）

V标定灌的体积cm3

5．试验步骤

在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板的面积。将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂（m5）的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂自由流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量（m6），准确至1g.

取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。

将基板放回清扫干净的表面（尽量放在原处），沿基板中孔凿洞（洞的直径与灌砂筒一致）。在凿洞过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中，不使水分蒸发也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，可分几次称取材料的质量。全部取出材料的总质量为mw，准确至1g.

从所挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定起含水量（w，以%计）。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于100g；对于各种中粒土，不少于500g.用大灌砂筒测定时，对于细粒土不少于200g，对于各种中粒土，不少于1000g，对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量（md），准确至1g。

将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂灌内放满到要求质量m1），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂灌内剩余的砂不再下流，关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量（m4），准确至1g。

如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可以省去第一步的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量（），准确至1g。

仔细取走试筒内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一端时间，使其与空气的湿度达到平衡后在使用。

注：当试坑材料组成与击实得到的材料有较大差异时，可以采用试坑材料的标准击实，求得实际的最大干密度。

各种材料的干密度均应准确至0.01g/cm3

7.注意事项：

（1）量砂要规则；

（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次都做。

（3）地表面处理要平整。

（4）挖坑时坑壁应竖直，避免检测密度偏大或偏小。

（5）灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或取到下一个碾压层。

参考文献：

[1]栗振锋，李素梅，文德云．路基路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2005

[2]刘吉士，阎洪河．公路路基施工技术[M]．北京：人民交通出版社，2003

作者简介：

王世杰（1976-）：男，工学硕士，工程师；研究方向，路桥施工与检测。