第４２卷第１２期 交通标准化 Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．１２ ２０１４年６月 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｊｕｎ．２０１４ 两种常用的路基压实度检测方法 杨延军 （河北省邯郸市交通运输局公路工程管理处，河北邯郸０５６００１） 摘要：灌砂法和核子密度仪法是道路路基压实度检测中常用的两种检测方法。这两种方法应用范围比较广泛， 且能够获得较高的检测精度，有利于道路工程施工质量控制。鉴于此，结合施工现场中的路基压实度检测，对 两种检测方法的原理做出了分析并对两种检测方法进行对比，可为相关Ｘ－．作提供一定的参考与借鉴。 关键词：道路施工；压实度检测；灌砂法；核子密度仪法 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－４７８６（２０１４）１２—００２２—０２ Ｔｗｏ Ｋｉｎｄｓ ｏｆ Ｃｏｍｍｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｕｂｇｒａｄｅ Ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ＹＡＮＧ Ｙａｎ－ｊａｎ （Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈａｎｄａｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｈｅｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈａｎｄａｎ ０５６００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓａｎｄ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｎｕｃｌｅａｒ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ａｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎ— ｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｒｏａｄ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ａｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｏｐｅ ａｎｄ ｔｈｅｙ ｃａｎ ｏｂｔａｉｎ ｈｉｇｈ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｇｏｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｏａｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｇｉｖｅｎ ｔｈｉｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｏｒｋｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ；ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｓａｎｄ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｎｕｃｌｅａｒ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎｓｔｒｔＩｍｅｎｔ ０引言 探测器只能原位改变角度，因此检测获得的密度 为杆源深度和探测器间的平均密度，密度单位为 在道路结构中路基是抵抗应力的主体。车流 量大、通行能力强的路段对于路基的要求更加严 格。路基的压实工作是保证路基强度的主要方法 之一，为快速高效地获得准确的压实度检测结 果，我国常用的检测方法主要有灌砂法和核子密 度仪法等。 １核子密度检测法 １．１工作原理 ｃｍ 或ｋｇ／ｃｍ。。仪器的计数率 与物料密度Ｄ之间 的关系可表示成： Ｒ＝Ａｅ—ＢＤ—Ｃ 式中： 、Ｂ、Ｃ为密度标定系数，不同测量深度下 的 、 、ｃ值各有不同的数值；系数Ｂ与吸收系 数Ｕ／Ｏ和测量层的厚度有关；系数Ａ和Ｃ与放射源 和探测器之间的距离、角度以及测探测器性能参 数有关。 （２）快中子慢化法检测水分 核心密度检测方法主要是通过放射性元素对 路基和路面材料的穿透性，检测路基或者路面内 部材料的密度和含水率。 （１） 透射法密度测量 在路基水分检测方法中主要使用２４１Ａｍ—Ｂｅ中 子源，２４１Ａｍ可以辐射出仅粒子，产生快中子，当 快中子穿过检测物时，快中子能够与检测物的原 子核发生反应，从而转变为慢中子和热中子，当 检测物中氢分子含量较大时，中子慢化的速度加 透射法密度检测的原理可以概括为：７放射 源垂直方向的检测角度是可以随意改变的，但是 收稿日期：２０１４—０３－１７ 第４２卷第１２期 杨延军：两种常用的路基压实度检测方法 快，在慢化的过程中会在中子附近产生“热中子 云”，从而使热中子的密度变大。核子密度仪就是 通过此种原理检测出路基中的含水量。 １．２现场检测方法 （１）选取光滑平整的场地作为检测区域，并 且按照检测规程布置检测仪器，将放射源定位至 测试深度（放射源应达压实层底部）。 （２）检测仪器一旦启动，现场操作人员应该 迅速撤离至安全区域，安全区应该距离检测位置 ２ｍ以上。 （３）检测结束后，应将放射源妥善保存，并 及时采集检测数据。 （４）在同一检测点，当仪器处于初始位置时 进行第一次读数，随后将仪器围绕检测孔旋转 １８０。，进行第二次读数，两次结果取平均值，如果 两次读数差值大于０．０２ｃｍ，应将仪器旋转至９Ｏ。和 ２７０。的位置进行读数，然后四次结果取平均值。 ２挖坑灌砂法 ２．１试验方法 （１）选取光滑平整区域作为试验地点，该区 域不能小于基板的面积。 （２）将基板放置于平整后的检测区域上，沿 着基板的中孑Ｌ开凿出洞口。在开凿过程中，必须 要保证凿出检测材料完好，并及时将材料放置于 塑料袋内部进行适当密封。试洞的深度应与测定 层厚度保持一致，同时不能使下层材料混入，最 后将洞内的全部凿松材料取出。全部凿松材料的 总质量应该精确至１ｇ。 （３）对凿松材料中具有代表性的样品进行含 水量的测定。 （４）将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在 基板中间，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。直到储砂筒内的砂 不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称 量筒内剩余砂的质量，余砂质量应精确至１ｇ。 ２．２计算公式 ｐ ： Ｘ１００ Ｐ 式中：ｍ 为填满试坑的砂的质量（ｇ）；ｍ。为灌砂 前灌砂筒内砂的质量（ｇ）；ｍ：为灌砂筒下部锥体内 砂的质量（ｇ）； 为灌砂后灌砂筒内所剩余砂的 质量（ｇ）；ｍ 为填满试坑的砂的质量（ｇ）； 为 量砂的单位质量（ｇ／ｃｍ ）；Ｐ 为试样的湿密度（ ｃｍ ）；Ｐ 为试样的干密度（ｇ／ｅｍ ）；Ｐ。为由击实 试验得到的试样的最大干密度（ｇ／ｍ ）；（ｃＪ为试坑材 料的含水量（％）；Ｋ为测试地 的施工压实度（％）。 ３两种检测方法的优劣对比 ３．１检测环境要求对比 核子密度检测仪在进行路基密度检测时容易 受到路基表面湿度影响。在路基压实完成后进行 了表面洒水的路段上采用核子检测仪法，实测出 的含水量会偏高，从而与实际情况不符。现场的 原位检测应该在现场压实后尽快进行，特别是填 方路段，因为蒸发会使表面材料干燥，降低平均 湿度。由此可见表面材料的干湿度对核子仪的测 量结果影响很大。灌砂法检测区域表面必须要平 整，否则会影响检测结果。在挖坑取土过程中， 应该保证坑壁垂直，避免上大下小或者上小下大 的情况，否则会导致密度结果发生偏差。由以上 分析可知，坑壁的垂直度对灌砂法的检测结果有 较大影响。 ３．２检测速度对比 如果采用灌砂法对一组低剂量的灰土进行检 测，一组灰土的采集时间约为２０ｍｉｎ，余砂测量时 间约为５ｍｉｎ，综合测量２５ｍｉｎ，总时间约为 ５０ｒａｉｎ；利用核子检测仪，机械打眼２ｍｉｎ，测量 ｌｍｉｎ，总耗时约３ｒａｉｎ。由此可知测量同样一组灰 土核子检测仪法的检测速度约是灌砂法的１６倍。 ３－３安全性对比 核子仪是像电锯或焊一样的工具，若不采取 适当的安全措施则会对检测人员造成伤害，核子仪 放射仅粒子时产生的辐射会对人体造成潜在危害。 相比之下灌砂法则比较安全，无需采取安全措施。 （下转第２６页） 交通标准化 ２０１４年６月 里，但还有少部分水会渗入到分隔带内， 邢临高速公路在分隔带范围内的路基及路 面结构层上涂双层沥青，并在分隔带中摆 放绿化植物，阻止雨水渗入到路面结构层及路 基中。 墙、消力池、横向沟渠等构成。 ４－３排水沟设计 排水沟的作用是将边沟、截水沟和路基附 近农田及住宅附近低洼处汇集的水引向路基、 农田、住宅地以外的水沟，填方路基一般都设 要计排水沟。排水沟的形状有矩形和梯形两 种，一般情况下只要水流速度不大，都应采用 如图２所示的三维植被网。实际上，很多水毁是 从排水沟端部开始的。为了防止水流进入水渠 ５结语 图３急流槽构造示意图（单位：ｎ１） １一耳墙２一消力池３一混凝土槽底４一钢筋混凝土槽底 ５一横向沟渠６一砌石护底 等自然河沟中冲刷排水沟端部，排水沟端部往 往加设一道隔水墙，隔水墙一般低于排水沟底 ｌ～１．５ｍ 高速公路排水设计是高速路设计的重要组成 部分，良好的排水系统能够延长公路的使用寿 命，在设置排水设施时要因地制宜设置完善的排 水设施，尽可能地避免不合理问题，最大限度地 发挥排水设施的作用，保证路基的稳定和路面良 好的使用性能，确保公路交通运输的正常、安全 运行，延长高速公路的使用寿命。 参考文献： ［１］ＪＴＧ／Ｔ Ｄ３３－－２０１２，公路排水设计规范［Ｓ】． 图２植草土质排水沟示意图（单位：ｃｍ） ［２］赵鸿铎，马网兔，吴青峰，等．公路分隔带渗水规 律研究 公路交通科技，２００５（３）：４６—５０． ４－４急流槽设计 急流槽是用于排泄路面水、挖方边坡流水的 重要设施，属于集中排水的特殊形式。急流槽一 ［３］邱礼饶．路面排水设施的形式 山西建筑，２００８ （１３）：４７—５１． ［４】周琴．浅析高速公路路基路面排水设计 价值工程， ２０１０（３０）：６４． 般有以下几种类型：路堤急流槽、截水沟接边沟 的路堑急流槽、截水沟接排水沟的急流槽、边沟 接排水沟的急流槽。如图３所示，急流槽一般由耳 ［５］邓云潮．高速公路扩宽路基综合防排水系统研究【ＤＪ．西 安：长安大学，２０１２． （上接第２３页） ４结语 参考文献： ［１］ＪＴＧ Ｅ４０－－２００７，公路土工试验规程［Ｓ］． 在路基压实度的测定中，灌砂法和核子仪法 各有优劣。例如，核子仪检测法对环境要求较 高，安全性低，但其检测速度远大于灌砂法检 测。因此对于路基压实度的测定，应根据现场试 验条件选择合适的方法，以提高检测精度。 【２］ＪＴＧ Ｅ６０－－－２００８，公路路基路面现场测试规程【ｓ】． ［３］梁新政，丁武洋．路基路面试验检测技术手册［Ｍ］．北 京：人民交通出版社，２００９． ［４］黄卫东．公路土石混填路基压实度波动检测技术及应用 ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００６．
