路基压实度的检测方法与评价

路基压实度的检测方法与评价

在高等级公路的建设中，对路基质量有效快速检测评价至关重要。主要介绍

常用路基压实度质量检测方法的技术特点、操作方法和设备要求及相应的评价体

系，初步分析DCP技术与PFWD技术在高等级公路路基压实质量检测和评价体

系中的优势。

标签：路基压实；检测；评价

中图分类号：TB文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2012）12-0191-02

1 路基压实度的常用检测方法

路基压实度的常用检测方法有灌砂法、核子密度仪测定法和环刀法等，在实

际工程中，还有地质雷达和振动压路机载压实度仪。

（1）灌砂法。

灌砂法是现场测定密度的标准方法，也是施工过程中检测路基压实度最常用

的试验方法之一。此其测量精度较高、准确性好。但灌砂法存在许多缺点，如最

大干密度的取样试验、沿线土质变化的多样性、凿洞大小等等受人为因素影响较

大，同时对于粗粒土、填石路基，灌砂法并不适用。灌砂法每进行一个测点需量

砂、凿洞、灌砂、称量等步骤，测试时间较长。

（2）环刀法。

环刀法是测量现场密度的传统方法。在用环刀法测定土的密度时，应使所测

密度能代表整个碾压层的平均密度。然而，这在实际检测中是比较困难的，只有

使环刀所取的土恰好是碾压层中间的土，环刀法所得的结果与灌砂法的结果才可

能大致相同。环刀内径6~8cm，高2~3cm，体积较小，从而导致取样的质量过小，

使试验数值的精度和稳定度受到一定的影响，进而影响试验结果的代表性。另外，

环刀法适用面较窄，对于含有粒料的稳定土及松散性材料无法使用。

（3）核子密度仪。

核子密度仪法是利用放射性元素测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪

器的特点是测量速度快，需要人员少。但由于规范中同时规定核子密度仪检测方

法只适用于施工现场的快速评定，不宜用作仲裁试验或评定验收的依据，使得核

子密度仪检测方法的应用具有相当的局限性，核子密度仪还可能对人体造成辐射

伤害。

（4）地质雷达。

随着雷达测试技术的日益成熟，手推式雷达由于其便携、快捷的优点近年来

在国外得到广泛的应用。不同压实程度的路基，地球物理性质有很大的差别，因

此，可利用路基检测的物探异常来判别路基的压实度利用探地雷达高频

（1000—1600MHz）天线检测路基，可探知路基土不同压实度的分界线，配合极

少量的钻芯取样或其它地球物理检测方法，即可确定公路路基密实度。

（5）振动压路机载压实度仪。

20世纪80年代，瑞典Geodynamik公司开始研制出压实度计。该仪器装在

－振动压路机上，整个系统由一台振动压路机、一台压实度仪、一台压实记录系

统构成连续压实度控制系统。其通过测量振动轮振动垂直加速度波形的畸变程度

来评价被压材料的压实程度，利用振动波基波和二次谐波的比值来表示振动波形

的畸变程度，通过常规试验对比，得到压实度值。经过多年研制，我国已开发出

压实度连续检测系统，该系统可靠性较高，使用方便，经济性好。该系统应用数

理统计理论，编写了具有一定置信度的预测系统软件，将实测加速度值与固化在

仪器中的标准数据对比，形成了内置专家系统，通过运算、分析，可以得到压实

度、振动频率、压路机运行速度等值。相关的压实数据可在驾驶室屏幕上显示出

来，同时储存到软盘上或直接送入大容量数据存储器。与传统检测的压实度相比，

其误差可控制在±3%以内，并可以通过经验数据和现场标定进行修正。

（6）落锤频谱式路基压实度快速测定仪。

落锤频谱式路基压实度快速测定仪是利用落锤的冲击使土体产生反弹力，并

利用低频测出土体响应值的一种不测含水量就能得到路基压实度的测试仪器。在

压实度检测中，冲击响应值a是压实度K、含水量w的二元函数，即a=f（K，

w）。但由于现场测定含水量比较麻烦，能否消除土体水分的影响，使冲击响应

值a成为压实度K的一元函数，成为路基压实度快速测定的关键。落锤频谱式

路基压实度快速测定仪结果较稳定，但其对土体的适用性和准确性尚待进一步研

究。

2 路基压实质量快速检测方法

（1）便携式落锤弯沉仪。

落锤式弯沉仪目前广泛应用于路基路面的检测，是目前较为先进的仪器设

备。便携式落锤弯沉仪（PFWD）是一种动力试验检测设备，是继FWD后的一

种新的用于确定路基和地基压实质量的检测设备，通过换算可以获得路基的动弹

性模量。便携式落锤弯沉仪包括手持式FWD和单点式FWD。

PFWD是一种可靠的现场快速测定路基回弹模量的设备，可为路面结构设计

提回弹模量的设备，可为路面结构设计提供合理的路基设计参数。它由加载系统、

数据采集系统和数据传输系统组成。PFWD的荷载传感器及位移传感器的变异性

较小，现场试验和室内试验可重复性好。采用PFWD检测回弹模量，检测结果

与现场承载板试验非常接近。

野外承载板试验和贝克曼梁需加载车提供荷载，FWD现场检测则需要一辆

车在前面提供动力，现场必须有足够的场地。而PFWD适合于任何检测场地，

只要人员可以到达的地方，就可以进行检测，例如桥背和路肩等

PFWD检测快速，结果可靠，携带方便，可进行路基施工全过程质量控制，

并且荷载大小与路基实际工作条件下类似，使用成本较低，适用范围广。然而，

PFWD作为新型的检测设备，应用的实例较少，部分缺点尚未表现出来，尚需进

一步研究。

（2）动力锥贯入仪。

动力锥贯入仪（DCP）属小型轻便地基土原位测试的触探仪，DCP贯入仪

目前已经得到了广泛应用，每锤击一次的贯入值已经与土的弹性模量、承载比、

无侧限抗压强度建立了关系式，已将贯入值作为路面设计的参数。

通过标准贯入，动力锥贯入仪可用于判定路基、石灰土底基层或无粘结粒料

基层、底基层的不同深度的压实质量及整体压实质量，评价指标可以是CBR值

或回弹模量。该设备的优点是快速、简便、不受场地限制，适合于施工现场测试

或老路路基承载力评价。

传统的高等级公路路基压实质量测试方法普遍存在检测时间长、准确性不高

等缺点。近些年来逐步发展起来的新型检测方法和设备，如动力锥贯入仪（DCP）

和便携式弯沉仪（PFWD）等已被广泛应用于实际工程中。动力锥贯入仪（DCP）

和便携式弯沉仪等相对传统检测方法而言具有测试效率高、数据变异性小等优

势：

①从测试速度来看，新型检测设备的测试效率高。新型的检测方法，如在使

用动力锥贯入仪（DCP）和便携式弯沉仪来测试路基压实质量时，仪器操作简单、

测试时间短，如表1所示。且该设备不受场地限制，可以满足高等级公路建设对

检测工作提出的要求，更适合高等级公路路基压实度的大范围大工作量快速检

测。

②从测试精度来看，新型检测设备受人为因素影响较小。动力锥贯入仪和便

携式弯沉仪在国外已有较多的应用，相关实际工程应用表明检测数据变异性小，

检测的精度可以用于测试路基压实质量。

3 总结

近些年来，国内外越来越关注作为施工的质量和管理重要手段的路面无损检

测技术，许多省份也从国外进口了各种无损检测的设备，广泛应用于工程项目中，

但由于缺乏统一的标准和系统的研究，这些设备未能发挥期应有的作用。本文通

过对高等级公路路基压实质量快速检测的研究，介绍了常用的路基压实度快速检

测方法和设备，为路面的检测提供了依据。

参考文献

［1］常剑钊．灌砂法检测路基压实度准确度的控制方法［J］．现代公路，

2008：96-97.

［2］张霖波，龚新桥，李强．浅谈核子仪与灌砂法对比试验［J］．交通科

技，2006，（3）:100-104.

［3］沈东路，应荣华．应用PFWD检测新老路基路面回弹模量［J］．公路

与汽车，2006，（5）:55-58.