黎春燕，李 彬

（1.云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院，云南 昆明 650051；2.昆明市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，云南 昆明 650000）

0 引言

于 2020 年 4 月 1 日實(shí)施的 JTG 3450-2019《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》［1］（以下簡(jiǎn)稱“19 規(guī)程”）是對(duì)已經(jīng)廢止的 JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》［2］（以下簡(jiǎn)稱“08 規(guī)程”）的全面修訂，內(nèi)容上有了諸多變化，19 規(guī)程對(duì)路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法、儀器設(shè)備參數(shù)、數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行了豐富完善。

本文對(duì)壓實(shí)度試驗(yàn)方法進(jìn)行分析討論，測(cè)試壓實(shí)度的試驗(yàn)方法共 6 個(gè)，其中核子密濕度儀法、環(huán)刀法、鉆芯法，19 規(guī)程修訂的內(nèi)容較少；無(wú)核密度儀法，目前主要用于路面施工控制環(huán)節(jié)，不能用于交工驗(yàn)收或質(zhì)量鑒定。因此本文主要是對(duì)新舊規(guī)程中常用的挖坑灌砂法以及沉降差法進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)對(duì)比，進(jìn)一步加深對(duì) 19 規(guī)程的理解與認(rèn)識(shí)，以便更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作。

1 壓實(shí)度術(shù)語(yǔ)解釋

1.1 08 規(guī)程的術(shù)語(yǔ)解釋

壓實(shí)度：筑路材料壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比，以百分率表示。

1.2 19 規(guī)程的術(shù)語(yǔ)解釋

壓實(shí)度：筑路材料壓實(shí)后的密度與標(biāo)準(zhǔn)密度之比，以百分比表示。

1.3 對(duì)比分析

基層或底基層、砂石路面及路基結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度計(jì)算方法是壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比，標(biāo)準(zhǔn)密度取用最大干密度。而瀝青面層的計(jì)算方法是芯樣試件的實(shí)際密度與標(biāo)準(zhǔn)密度之比，瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度有 3 種確定方法，一是試驗(yàn)路段鉆孔取樣密度，二是馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)密度，三是最大理論密度。所以 08 規(guī)程的術(shù)語(yǔ)解釋范圍比較狹窄，僅說(shuō)明了基層或底基層、砂石路面及路基結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度定義，而 19 規(guī)程的術(shù)語(yǔ)解釋拓寬了范圍，包含了瀝青面層壓實(shí)度的定義。

2 挖坑灌砂法測(cè)定壓實(shí)度方法

19 規(guī)程從以下幾個(gè)方面對(duì) 08 規(guī)程進(jìn)行了完善與修訂。

2.1 規(guī)范灌砂設(shè)備

2.1.1 統(tǒng)一材質(zhì)、規(guī)定板厚

08 規(guī)程對(duì)灌砂筒材質(zhì)未進(jìn)行規(guī)定，標(biāo)定罐和基板規(guī)定了是用薄鐵板制作；19 規(guī)程規(guī)定灌砂筒、標(biāo)定罐、基板均為金屬材質(zhì)。08 規(guī)程未對(duì)基板的板厚進(jìn)行規(guī)定，19 規(guī)程根據(jù)基板的材質(zhì)不同分別對(duì)板厚進(jìn)行規(guī)定。

19 規(guī)程統(tǒng)一灌砂設(shè)備的材質(zhì)和板厚，這主要是為盡量避免灌砂設(shè)備在外力作用下變形、尺寸和容積等發(fā)生變化而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)有偏差，影響試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果。

2.1.2 灌砂設(shè)備類型規(guī)定

08 規(guī)程只列出了兩種灌砂設(shè)備的尺寸要求，19 規(guī)程列出了三種灌砂設(shè)備的尺寸要求；08 規(guī)程只列出了最大粒徑不大于 31.5 mm、測(cè)試層厚不超過(guò) 200 mm 中的兩種填料粒徑及測(cè)試厚度對(duì)應(yīng)的灌砂筒的選擇，19 規(guī)程以表格形式規(guī)定了最大粒徑不大于 100 mm、測(cè)試層厚不超過(guò) 400 mm 中的四種不同填料粒徑及測(cè)試厚度應(yīng)選擇的灌砂筒類型，同時(shí)條文說(shuō)明中規(guī)定了灌砂筒選擇以填料粒徑為主，測(cè)試厚度為輔的原則，當(dāng)最大粒徑為 100～150 mm 時(shí)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)一般根據(jù)實(shí)際情況選用直徑超過(guò) 250 mm 的灌砂筒或采用灌水法測(cè)試壓實(shí)度。

19 規(guī)程列出的灌砂筒類型基本涵蓋了填土路基（不包含填石路堤和土石路堤）的最大粒徑要求（不超過(guò) 150 mm），路堤填料最大粒徑要求詳見(jiàn) JTG/T 3610-2019《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》表 4.1.2［3］。19 規(guī)程的規(guī)定使得檢測(cè)機(jī)構(gòu)今后采用灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度，當(dāng)最大粒徑在 31.5～150 mm 時(shí)，能準(zhǔn)確選用合適尺寸的灌砂筒，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

2.2 超粒徑的處理

超粒徑現(xiàn)象在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中時(shí)有發(fā)生，19 規(guī)程在條文說(shuō)明中對(duì)此作了說(shuō)明，可以很好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作。如果挖坑過(guò)程中發(fā)現(xiàn)超過(guò)規(guī)范規(guī)定粒徑 10 % 填料時(shí)一般另選重做；對(duì)于粒徑允許值更大的土石路基或填石路基一般選用沉降差法控制壓實(shí)質(zhì)量。測(cè)試人員需要首先分析屬于離析現(xiàn)象還是屬于偶發(fā)性現(xiàn)象或?qū)儆谄毡樾袁F(xiàn)象。對(duì)于離析現(xiàn)象通知施工人員進(jìn)行處理，對(duì)于偶發(fā)現(xiàn)象另外選點(diǎn)，對(duì)于普遍現(xiàn)象可采用其他方法測(cè)試壓實(shí)質(zhì)量或重新做擊實(shí)試驗(yàn)。而對(duì)于粒徑規(guī)律性強(qiáng)的填料，也可通過(guò)多組擊實(shí)試驗(yàn)找到壓實(shí)度修正系數(shù)和填料不同級(jí)配間的關(guān)系，從而對(duì)壓實(shí)度測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校正，但僅限地區(qū)或具體建設(shè)項(xiàng)目。

2.3 量砂松方密度的標(biāo)定

2.3.1 精確灌砂高度、規(guī)定標(biāo)定時(shí)水溫

08 規(guī)程在標(biāo)定圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量時(shí)規(guī)定向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂?shù)木嚯x約 15 mm 左右為止；在標(biāo)定砂的松方密度時(shí)規(guī)定用水確定標(biāo)定罐的容積。對(duì)應(yīng) 19 規(guī)程的規(guī)定是向儲(chǔ)砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂距離為 15 mm±5 mm；用 15～25 ℃ 水確定標(biāo)定罐的容積。

19 規(guī)程在裝砂高度數(shù)值范圍上進(jìn)行了精確，對(duì)水溫做了具體規(guī)定，避免水溫變化過(guò)大導(dǎo)致密度變化，從而使容積的測(cè)量值不準(zhǔn)確。19 規(guī)程的規(guī)定提高了檢測(cè)規(guī)范性，確保檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，從而保證施工質(zhì)量。

2.3.2 標(biāo)定罐深度對(duì)量砂松方密度的影響

19 規(guī)程在條文說(shuō)明中對(duì)標(biāo)定罐深度對(duì)量砂松方密度的影響做了說(shuō)明：在標(biāo)定量砂松方密度時(shí)應(yīng)盡量使標(biāo)定罐深度與試坑深度相近。但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)標(biāo)定罐深度每增加 5 cm 時(shí)，量砂松方密度增加 0.15 % 左右，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果無(wú)實(shí)質(zhì)影響，所以在大規(guī)模施工檢測(cè)中可以用深度為 15 cm 的標(biāo)定罐標(biāo)定的量砂松方密度測(cè)試不同厚度的壓實(shí)度，但層厚不應(yīng)超過(guò) 30 cm。

19 規(guī)程的條文說(shuō)明，簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)層厚有差異及大量檢測(cè)時(shí)的標(biāo)定量砂松方密度的步驟，大大節(jié)約了時(shí)間和人力成本。

2.4 快速測(cè)試含水率

19 規(guī)程條文說(shuō)明提出含水率測(cè)試可以采用快速測(cè)試的方法，可以研究使用微波爐測(cè)試細(xì)粒土的含水率。

目前尚無(wú)微波爐測(cè)試含水率的相關(guān)規(guī)范規(guī)程，但已經(jīng)有多篇論文對(duì)此方法的操作流程及可行性進(jìn)行了研究。其中劉小偉在《微波爐法測(cè)試黏土含水率的可行性分析》一文中通過(guò)使用不同品牌型號(hào)的微波爐按不同質(zhì)量、不同測(cè)試時(shí)間對(duì)黏土進(jìn)行平行試驗(yàn)測(cè)定含水率，同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)方法烘箱法進(jìn)行結(jié)果對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果表明采用微波爐測(cè)定土的含水率具有科學(xué)可行性［4］；高崗在《微波爐測(cè)定土體含水率試驗(yàn)研究》一文中通過(guò)對(duì)不同含水率和顆粒大小的土樣以時(shí)間穩(wěn)定性和灼矢量作為切入點(diǎn)進(jìn)行平行試驗(yàn)，給出了微波爐法測(cè)定不同土體含水率的具體對(duì)應(yīng)方法［5］。19 規(guī)程在條文說(shuō)明中提出了此種方法，這就引導(dǎo)我們?cè)趯?shí)際工程檢測(cè)中對(duì)快速測(cè)試含水率進(jìn)行進(jìn)一步研究和應(yīng)用。

2.5 明確試驗(yàn)時(shí)灌砂質(zhì)量與標(biāo)定時(shí)相同

08 規(guī)程的描述是標(biāo)定時(shí)裝砂質(zhì)量 m1，試驗(yàn)時(shí)裝砂質(zhì)量 m5；19 規(guī)程的描述是標(biāo)定時(shí)裝砂質(zhì)量與試驗(yàn)時(shí)裝砂質(zhì)量均為 m1。08 規(guī)程的描述容易引起歧義，認(rèn)為試驗(yàn)時(shí)裝砂質(zhì)量可以與標(biāo)定時(shí)不一樣，這就會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定結(jié)果不能用于試驗(yàn)檢測(cè)，操作錯(cuò)誤，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確；而 19 規(guī)程的描述避免了這種歧義。

3 土石路堤或填石路堤壓實(shí)沉降差測(cè)試方法

3.1 新增測(cè)試方法的背景和意義

長(zhǎng)期以來(lái)，土石路堤或填石路堤的壓實(shí)質(zhì)量都難以測(cè)量。JTG F80/1-2017《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊(cè) 土建工程》（以下簡(jiǎn)稱“檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)”）規(guī)定：為定量檢驗(yàn)填石路堤的壓實(shí)質(zhì)量，根據(jù)施工規(guī)范要求提出壓實(shí)檢測(cè)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)路確定沉降差標(biāo)準(zhǔn)，在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制。結(jié)合工程實(shí)際，亦可采用 20 t 以上壓路機(jī)鎮(zhèn)壓兩遍沉降差不大于 2 mm 控制，并注意加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)總結(jié)修正［6］。

但沉降差測(cè)試方法缺乏統(tǒng)一的定量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)采用此方法的施工檢測(cè)人員缺乏指導(dǎo)性和規(guī)范性，影響了填石路基或土石路基壓實(shí)測(cè)試質(zhì)量的提高。19 規(guī)程新增了土石路堤或填石路堤壓實(shí)沉降差測(cè)試方法，對(duì)使用的儀器設(shè)備、測(cè)試方法步驟及數(shù)據(jù)處理均作了具體規(guī)定，從而提高了沉降差測(cè)試方法的規(guī)范性、準(zhǔn)確性和針對(duì)性。

3.2 新增測(cè)試方法需進(jìn)一步完善規(guī)范

沉降差測(cè)試方法對(duì)施工過(guò)程壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行了規(guī)范統(tǒng)一，但存在一定的局限性和規(guī)范間的差異性，可以從以下兩個(gè)方面考慮完善。

3.2.1 增加碾壓后的檢測(cè)方法步驟

19 規(guī)程中沉降差測(cè)試方法中的步驟規(guī)定是：在路基碾壓施工前每個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)埋放一固定物（鋼球），碾壓施工完成后對(duì)固定物測(cè)試頂面高程。該測(cè)試方法指導(dǎo)了施工過(guò)程中沉降差的檢測(cè)，對(duì)壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行了管理和控制。但對(duì)于施工結(jié)束后的交工驗(yàn)收、壓實(shí)質(zhì)量評(píng)定則缺乏操作性和指導(dǎo)性。故后續(xù)應(yīng)考慮進(jìn)一步增加碾壓施工結(jié)束后交工驗(yàn)收過(guò)程中沉降差的具體檢測(cè)方法。

3.2.2 考慮與檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性

檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：可采用 20 t 以上壓路機(jī)碾壓兩遍沉降差不大于 2 mm 控制。而 19 規(guī)程中測(cè)試步驟是碾壓一遍，即第 i 遍和第 i+1 遍的沉降差。這就與檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)中要求的碾壓遍數(shù)不一致，故需進(jìn)一步考慮不同規(guī)范的統(tǒng)一。

針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，需通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析總結(jié)土石路堤或填石路堤的壓實(shí)質(zhì)量與沉降差測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果的相關(guān)性，從而完善、規(guī)范沉降差測(cè)試方法。

4 結(jié)語(yǔ)

19 規(guī)程在總結(jié)了十多年來(lái)的工程經(jīng)驗(yàn)和科研成果的基礎(chǔ)上，在壓實(shí)度測(cè)試方法上進(jìn)行了補(bǔ)充和完善，新增了土石路堤或填石路堤壓實(shí)沉降差測(cè)試方法，對(duì)保證路基壓實(shí)質(zhì)量提供了技術(shù)保障。但由于沉降差測(cè)試方法第一次編入測(cè)試規(guī)程，還需在后續(xù)工程實(shí)踐總結(jié)及試驗(yàn)研究中進(jìn)一步完善、規(guī)范和統(tǒng)一。