李学达

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

高速公路作为重要的交通基础设施在我国得到大规模建设，交通需求逐年增加，随之工程建设压力和难度不断增大，在路基工程方面对路基压实度的要求越来越高。为适应实际要求，必须做好路基压实度判别。在保留传统方法优势的基础上，提出一种兼顾规律性和系统性的新型判别方法。以此为压实度判别创造良好的条件，保证判别结果的真实性与准确性，防止由于判别结果失准产生质量问题。

1 工程概况

某高速公路项目分为两个路段建设，整体走向由北向南。其中，第一路段起讫桩号为K1+803.497—K9+726.060，总长约7.9km，第二路段起讫桩号为K43+100—K60+854.060，总长约24.1km，若考虑立交及匝道，则项目总长约为33km。项目路基工程的总方量约为7.0×106m3。

2 路基土石方岩性及外观

根据图纸所示，不同土石方岩性及其在路线范围内的分布情况，在现场进行样品采集。采集样品的岩性及外观情况为：C1-1：白云质灰岩，呈黄灰色，风化程度为弱、中～强；C2+3-1：白云质灰岩，呈深灰色，风化程度为弱、中～强；C2+3-2：白云质灰岩，呈灰白色，风化程度为中～强；D3-1：白云质灰岩夹泥岩，呈灰色，风化程度为中、强～全；P1-1：灰岩/白云质灰岩，呈深灰色，风化程度为中～强；P1d-1：泥岩夹砂岩，呈紫色，风化程度为强～全；P2β-1：玄武岩，呈褐黄色，风化程度为中、强～全；P2β-2：玄武岩，呈褐黄色，风化程度为强～全；T3γ-1：泥岩夹砂岩、砾岩，呈紫色，风化程度为强～全；T3γ-2：泥岩粉砂岩，呈褐红色，风化程度为强～全；Zac-1：砂岩夹薄层状泥岩，呈紫色，风化程度为强～全；Zbd-A：白云岩，呈褐黄色，风化程度为中、强～全；Zbd-D：泥灰岩，呈青灰色，风化程度为弱、中～强；Zbd+dn-1：白云岩夹泥岩，呈褐黄色，风化程度为弱、中～强；Zbd+dn-2：白云岩，呈深灰色，风化程度为弱、中～强；Zbn-1：泥岩夹石英砂岩、砾岩，呈紫色，风化程度为强～全；Q4del-1：残坡积碎石土，呈黄红色，风化程度为强～全；Zbd-1：泥岩，呈紫红色，风化程度为全风化；Q4col-1：混黏土，呈黄红色，风化程度为全风化；Q4al+pl-A：黏土、粉质黏土，呈褐色，风化程度为全风化；Q4al+pl-D：黏土、粉质黏土，呈褐红色，风化程度为全风化；Q4el+dl-A：残坡积粉质黏土，呈褐黄色，风化程度为全风化；Q4el+dl-1：残坡积红黏土，呈黄红色，风化程度为全风化；Q4ml-1：素填土，呈褐红色，风化程度为全风化；褐煤，呈黑色，风化程度为全风化。

3 料源试验

按照现行规程对上述样品实施土工试验，以此检测以下各项关键指标：（1）天然含水率；（2）颗粒级配；（3）液、塑限；（4）密度比率；（5）击实；（6）承载比，即CBR 值。经检测，Zbd-1、Q4col-1、Q4al+pl-A、Q4al+pl-D、Q4el+dl-A、Q4el+dl-1、Q4ml-1 与褐煤均属高液限细粒土，按照有关规定，液限超过50%与塑性指数在26 以上的土均不可在路基施工中使用，因此，该类土未做完整试验。其他土石样品皆为粗粒料，主要物理力学指标都能达到要求，但要注意P1d-1 的96区承载比未能满足要求（＜8），不可在96区填筑施工中使用[1]。

在此基础上，对除Zbd-1、Q4col-1、Q4al+pl-A、Q4al+pl-D、Q4el+dl-A、Q4el+dl-1、Q4ml-1 与褐煤以外的土石样品进行级配试验。根据室内试验结果与现场检验结果，从中剔除粒径超过40mm 的部分，然后对粒径在5～40mm 的颗粒进行分解，得到含量分别为70%、50%、30%和10%的不同粒组，再对不同粒组开展筛分试验，以此确定不同分组砾石含量和最佳含水量及最大干密度之间的关系。同时对粒径在5～40mm 的颗粒含量为10%的分组实施承载比试验，以此和第一组原级配对比，确定承载比和粒径在5～40mm 内颗粒含量之间的关系，并判断能否达到规范提出的要求[2]。

从试验结果可知，承载比基本满足所有填筑区的基本要求，只有Zbn-1 的粒径在5～40mm 内颗粒含量为10%对应的承载力数值相对较低，尽可能在93区的填筑施工中使用。此外，通过对成果的进一步分析，还能得出粒径在5～40mm 内颗粒含量和最佳含水率及最大干密度之间的关系，即最大干密度和粒径在5～40mm范围内颗粒含量之间为正比关系，只有Zbd-D最大干密度和粒径在5～40mm 范围内颗粒含量之间呈现微弱的反比关系，但所有样品的最佳含水率都和粒径在5～40mm范围内颗粒含量之间为反比关系[3]。

在以上不同岩性中，以白云质灰岩、白云岩、泥岩和砂岩的权重相对较大，对这些岩性的最佳含水率和最大干密度实施相关性分析，由此得出最佳含水率和最大干密度之间为反比关系，回归系数都不低于0.98，具有良好的相关性。

4 压实度判别

结合上述试验结果，推测不同岩性对应的压实度，以此形成独立判别指导文件。经现场验证可知，粒径在40mm 以上的颗粒，其在试坑中的实际含量低于30%，且现场测得的含水率缺乏代表性，需要以粒径超过40mm 颗粒的实际含量为依据，对最佳含水率及最大干密度进行计算校正，无疑会增大工作难度，延长工期，并且还会由于人为因素导致计算错误。基于此，在本次判别过程中将粒径在40mm 以内的颗粒对应的压实度判别为主，而粒径超过40mm 的部分暂不考虑。因此，无需在现场检测过程中对最佳含水率及最大干密度进行校正，保证检测过程的快速性及检测结果的准确性。

对压实度进行判别时，需严格按照下列操作步骤：

（1）在现场进行压实度实测前，应先以填料外观及其风化程度为依据，结合现有的判别成果及不同岩性的现场照片，初步确定填料的岩性，之后通过灌砂法开展实测。在开挖试坑之前，应在现场对灌砂筒砂量进行严格的标定，以保证试验结果的准确性和真实性。

（2）在开挖试坑时，对粒径超过40mm 的颗粒和粒径在40mm 以内的颗粒应进行分别称量，同时做好保湿，对粒径超过40mm 的颗粒，需使用容积在2～4L的量筒准确测量排水体积。试坑灌砂结束后，在灌砂总体积基础上减去粒径超过40mm 的颗粒体积，以此得出试坑的总体积，然后用粒径小于40mm 的颗粒实际质量除以之前得到的试坑体积，以此获得粒径在40mm 以内的颗粒对应的压实湿密度，最后用这一湿密度值除以粒径在40mm 以内颗粒的实际含水率，方可获得填料压实干密度值。对粒径在40mm 以内的颗粒，其含水率可通过酒精燃烧测得。此时应注意样品必须有良好的代表性，一般是在试坑的中部选取粒径在40mm 以内的颗粒，将其烧干后质量应达到1kg以上[4]。

（3）对含水率测定时使用的样品进行砾石干质量与含量的测定。其中，砾石的粒径为5～40mm。

（4）以砾石的含量和最佳含水率与最大干密度以及相互之间的关系为依据，通过计算确定实际最佳含水率与最大干密度，压实度即为现场压实干密度和校正最大干密度之间的比值[5]。

对该高速公路项目而言，第一路段路基填筑方量及部位相对较多，需验证的数量也很多。过去经过了半年的时间，仅有六种岩性被使用，经现场对压实度进行的随机验证，共对30组填料进行检测，实际验证效果相对良好。96 区的验证组数为18 组，属于重点验证区，如路床与台背回填区等，其压实度结果在96.2%～99.6%（均值为98.2%）；94区的验证组数为7组，以上路堤回填区为主，其压实度结果在94.6%～98.7%（均值为96.4%）；93 区的验证组数为4 组，以下路堤回填区为主，其压实度结果在94.2%～97.7%（均值为95.7%）；由于90 区为原地面换填区，所以其验证组数只有1 组。在本次验证过程中，充分说明了以上判别方法的合理性与可行性，赢得了工程技术人员及现场监理人员的认可与支持，印证了压实度判别方法及其成果取得了成功，值得在更多高速公路工程中借鉴和使用，从根本上解决压实度判别方面的难题，从而推动高速公路工程建设及发展。

5 结语

综上所述，高速公路路基施工中，压实度是决定路基质量的一项关键指标。为给路基施工过程中的压实度检测判别和控制提供可靠的参考依据，以上提出一种可对路基压实度进行判别的方法，并验证了其在实际工程中应用的合理性与可行性，使以往无规律性的压实度检测变为具有系统性和规律性的检测，进而实现现场检测能力及施工控制能力的提升，为施工进度及质量的提高创造良好条件，最终提高工程建设的综合效益。