浅论公路工程检测中压实度超密问题
2015-07-23
引言
实际中合格的压实度应该不比规范压实度低。另外,含水量要求高于或不低于最佳含水量的1%左右。现场对压实层的湿密度进行检测,然后把实际干密度计算出来,并把最大干密度与实际干密度的比值作为实际的压实度。压实度在实际的施工检测中经常会出现比100%大的情况,是不正常的现象，这就是所谓的超密现象，在检测中超密点不算作合格点。没有严格的对比界限，如果超密值过大，就被当做不合格点处理。这种情况的存在使得施工单位无法保证控制正常质量的准确性，同时也使得验收检测真实性得不到保证。怎样对实测结果超密的正确性进行判断，压实度大于100%时究竟是否正确？本文分析了理论推导的绝对最大干密度、实试验求得的最大干密度及实验室标准击实的最大干预度,在此基础上提出了一些方法来对超密问题进行解决。
根据标准击实的最大干密度和现场实测干密度来确定压实度,计算公式是:K =ρd/ρdmax ,在公式中，K表示压实度，ρd 表示实测干密度，ρdmax表示试验室标准击实的最大干密度。由此可以看出, 标准击实取得的最大干密度值偏小,现场检测确定的干密度较实际值偏大,都会导致超密现象出现。在参加2003年的改造呼包高速公路辅道技术的施工监理中,出现过各种类型的超密现象。对其原因进行,大概有以下几种情况。
1. 测量干密度实值的偏差问题
对干密度确定，用体积置换法（也称灌砂法）对试样的质量和体积进行测定。因操作不当造成在实践工作中, 实测的干密度偏大，测量的试坑体积偏小。归纳起来大致有下面一些原因导致了这种系统误差的出现: 第一，把基板找平面的方法用在对压实度进行实测的过程中,事实上往往只可以做到目测的平整。在基板控制中由于平整度的原因,导致坑口范围不平整,有较少质量的标准砂存在于产生的麻面中, 一般不计算这部分砂的重量,这是导致左右压实度超密的原因之一。第二，由于锥体砂质量受标准砂密度变化的影响产生了变化,导致在标定灌砂筒锥体时, 试坑体积在测量时的准确无法得到保障。实践可以表明,多次标定锥体体积能够对试坑的体积较进行准确地测量。第三，标准砂虽经现场过筛但因长期使用,仍含有部分的细粒土。往往在施工过程中只对其标定一次,这样做的结果就是常用标准砂的密度变小, 但仍用标定过的较大的密度值来计算体积。所以, 使得试坑体积在置换测量后偏小,导致干密度偏大。
2.材料的含石量比例问题
试样的干密度值会直接受到含石量的比例影响，含石量就是指粒径大于5mm的石质材料。在对第三合同段路面基层进行施工的过程中,设计采用综合稳定天然砂砾、石灰和水泥，厚度为20cm, 将97%作为压实度的标准。经驻地办检查,在施工过程中的施工工艺控制较好、砂砾材料级配合格。抽样检查时发现，因为标准击实干密度固定不变,导致了超密点的出现。随着粒料的含石量比例增加，实测干密度也随之增大，在抽检压实度时曾发现有超密点出现。对于这些情况, 在施工中可以对含石量与击实干密度比例的对应关系以及无机结合料的标准进行确定。为了科学合理地对试样的压实度进行测定,消除超密现象。在检测时, 要确定含石量比例，对试样进行筛分试验,利用找到的对应关系对相应的标准击实干密度进行确定, 然后把实测压实度计算出来。
3. ρdmax 值（最大干密度）偏大的问题
驻地办在对第二合同段的路基压实度进行抽检的过程中,得到一组数据,见表1。用天然级配砂砾作为路基填料，施工层位为95区。有两组压实度值很高，试样2、4出现超密。排除其他因素,经过分析认为问题存在于路基填料的最大干密度。正开挖的断面中经实际到取料场查看后发现,粗集料明显增加。对其取样筛分, 标准击实的料样比方孔筛9.5 mm以下的粒径累计筛余多出10.6%, 这就表明用于目前施工的天然砂砾料偏粗。然后再重新取样,对三组标准击实进行试验,得到的数据见表2 。
由此可以看出,在先期的标准击实试验中对干密度进行确定的值比较片面,存在不确定性。采用w=7.30%，ρdmax = 2.21g/cm这种击实标准,可以很好的对当前路基施工中压实度的超密问题进行解决。在施工过程中及时进行液、塑性联合测定和筛分试验,结合料源变化,填料的性质变化粒径和其组成进行正确判定, 对击实重新进行试验,及时的找到有代表性的、科学的最大干密度值，以此对检测进行指导。这是目前解决最大干密度偏大问题的方法。
4. 在解决实际超密问题时要运用两种最大干密度
以G111线扎兰屯-新林北段路基的施工为例说明, 在上路床第六层的施工中, 使用碎(砾)石土作为填土材料的,通过击实试验得到，土颗粒比Gs= 2.46g/cm3，最佳含水量 ω0= 4. 6%,最大干密度ρdmax= 2.18g/ cm3。抽查8组数据对200m长路段( k1518+ 500~ k1518+ 700)调查发现,其中压实度大于100% (即超密)的有三组数据，对其正确性用理论绝对最大干密度进行检验。压实度值为合格点，理论绝对最大干密度大于实测干密度,虽然实测压实度有一点超密。当检测含水量正确时, 最大干密度小于检测的干密度, 其值一定是错误的,对象的压实度为不合理点。绝对最大干密度大于检测的干密度时, 其值及对应的压实度为正常值。
5.结语
1) 应采用与所用压实设备击实功能相同的室内击实试验来对控制工程施工压实填料的标准进行确定。这样可以更准确地对控制施工质量和施工进行指导，求出的最佳含水量和最大干密度更符合施工需要。
2) 可以根据理论公式来求得绝对最大干密度，对某一含水量的填筑材料出现超密的情况进行数据正确性的检测。
3) 在不同岩层面施工料场的粒径和粒石含量各有不同，所用土料变化复杂。所以, 应根据料质不同对同一料场求得相应的最大干密度值，而击实试验中取得的最大干密度只是一个相对值。
总而言之，因是在室内按施工规范的要求和土工试验规程进行击实试验的, 有一定的出入存在于从材料到测量工具的现场抽检中。所以，会有超密情况发生在道路施工中检测路面基层的压实度、路面底基层、路基的过程中。因此, 实值和检测结果有一定的客观偏差。为了在实际中杜绝超密点的出现，需采取科学的手段正确的分析具体情况。
