路基压实度的检测方法pdf

　　本发明公开了一种路基压实度的检测方法，包括：从待测施工现场抽取土样，按照含水率大小将其分为多个室内土样试样；检测每个室内土样试样的含水率与干密度，绘制关系曲线Ⅰ；按照钢球自由落下撞击土样试样顶面方法，获得每个室内土样试样的半球型凹坑深度值，建立拟合关系式；在路基待检区域随机选取一个点作为室外路基土样含水率与干密度的测试点，得实测路基土样含水率与干密度；按照所述钢球撞击方法，获得路基待检区域每个检测点的半球型凹坑深度值；最后拟合得到每个检测点的路基压实度。本发明可快速直接得到路基压实度，检测周期短

　　将土样分为多个试样，向每个试样加入不同量的水分，搅拌和闷料后得到多个室内土

　　室内干密度，并以室内土样含水率为横坐标，室内土样干密度为纵坐标，绘制室内土样干密

　　度与室内土样含水率的关系曲线Ⅰ，获得室内土样最佳含水率与室内土样最大干密度；

　　钢球(1)自由落下撞击室内土样试样顶面，获得每个室内土样顶面的半球型凹坑深度值，再

　　以室内土样顶面半球型凹坑深度值为横坐标，室内土样干密度为纵坐标，建立室内土样干

　　密度与室内土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，所述拟合关系式为：y＝ax+bx+c，其

　　在路基待检区域随机选取一个点作为室外路基土样的含水率与干密度的测试点，得实

　　按照所述钢球(1)自由落下撞击路基顶面的方法，获得路基待检区域每个检测点的路

　　由室内土样干密度与室内土样含水率的关系曲线Ⅰ，求出实测路基土样含水率时所对

　　将每个检测点的路基顶面半球型凹坑深度值依次代入所述拟合关系式中，计算出各检

　　将D依次乘以路基土样干密度校正系数δ，得到每个检测点的路基土样干密度D；

　　2.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，向每个试样加入不同量

　　3.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，关系曲线Ⅰ中，曲线的最

　　高点对应的室内土样含水率为室内土样最佳含水率；最高点对应的室内土样干密度为室内

　　土样最大干密度；在室内土样最佳含水率左侧，室内土样干密度随室内土样含水率增大而

　　增大；在室内土样最佳含水率右侧，室内土样干密度随室内土样含水率增大而减小。

　　4.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，以室内土样含水率为横

　　坐标，室内土样顶面半球型凹坑深度值为纵坐标，绘制室内土样顶面半球型凹坑深度值与

　　室内土样含水率的关系曲线Ⅱ；关系曲线Ⅱ中，曲线的最低点对应的室内土样含水率为室

　　内土样最佳含水率；最低点对应的室内土样顶面半球型凹坑深度值为室内土样顶面半球型

　　凹坑深度最小值；在室内土样最佳含水率左侧，室内土样顶面半球型凹坑深度值随室内土

　　样含水率增大而减小；在室内土样最佳含水率右侧，室内土样顶面半球型凹坑深度值随室

　　5.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，当所述土样为低液限黏

　　土时，拟合关系式为：y＝0.0027x‑0.037x+1.711；当所述土样为黏土质砂时，拟合关系式

　　6.根据权利要求5所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，所述拟合关系式中拟合

　　7.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，所述拟合关系式中，在

　　室内土样干密度最大时，室内土样顶面半球型凹坑深度值为最小值，室内土样干密度随室

　　8.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，所述路基土样干密度校

　　9.根据权利要求1所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，所述路基压实度的检测

　　方法得到的拟合路基压实度与室外实测路基压实度之差的绝对值不大于0.6％。

　　10.根据权利要求9所述的路基压实度的检测方法，其特征在于，所述拟合路基压实度

　　[0001]本发明涉及路基压实度检测技术领域，特别地，涉及一种路基压实度的检测方法。

　　[0002]由于城市轨道交通、城镇道路、公路、铁路、飞机场、火车站、大型工业厂房等设施

　　建设快速发展，路基作为整个工程建设的重要组成部分，其直接承受上部结构荷载、车辆或

　　设备静动荷载长期作用，路基填筑施工质量显得至关重要。压实度是路基填筑施工质量检

　　测的关键指标之一，表征现场压实后的密度状况，压实度越高，密度越大，材料整体性能越

　　[0003]目前，我国现有压实度检测方法，通常采用环刀法、灌砂法、灌水法、核子湿度密度

　　仪法等。环刀法是破坏性检测方法，只适用于不含石颗粒的细粒土，对散质材料不适用，且

　　其测量误差受测点位置影响极大，获得一个检测数据需时半小时以上；灌砂法是破坏性检

　　测方法，其检测工序繁琐，获得一个检测数据需时半小时以上，且检测速度慢、检测耗费时

　　间长、检测周期长，压实度检测费时费力、效率低，且灌砂法检测易受天气、人为因素影响较

　　大；灌水法是破坏性检测方法，与灌砂法有相似之处，其对环境和设备的要求更为苛刻，检

　　测过程受塑料薄膜袋影响误差较大，且检测过程十分缓慢；核子湿度密度仪法的检测设备

　　价格昂贵，对环境要求极高，检测结果稳定性差、离散性较大，而且其放射性物质会对人体

　　[0004]上述现有压实度检测方法，难以满足路基大规模大面积连续填筑施工要求。对工

　　程施工现场的路基压实度进行快速检测，推进路基大规模大面积连续填筑施工，是亟须解

　　[0005]本发明提供了一种路基压实度的检测方法，以解决现有压实度检测方法中存在：

　　检测设备价格昂贵、环境和设备要求高；压实度检测速度慢、检测耗费时间长、检测周期长；

　　压实度检测费时费力、效率低；压实度检测易受天气、人为因素影响较大，进而导致压实度

　　检测结果的稳定性差、离散性较大和精确度低，难以满足路基大规模大面积连续填筑施工

　　[0006]根据本发明的一个方面，提供一种路基压实度的检测方法包括如下步骤：

　　[0009]将土样分为多个试样，向每个试样加入不同量的水分，搅拌和闷料后得到多个室

　　率与室内干密度，并以室内土样含水率为横坐标，室内土样干密度为纵坐标，绘制室内土样

　　干密度与室内土样含水率的关系曲线Ⅰ，获得室内土样最佳含水率与室内土样最大干密度；

　　高的钢球自由落下撞击室内土样试样顶面，获得每个室内土样顶面的半球型凹坑深度值，

　　再以室内土样顶面半球型凹坑深度值为横坐标，室内土样干密度为纵坐标，建立室内土样

　　干密度与室内土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，所述拟合关系式为：y＝ax+bx+c，

　　[0014]在路基待检区域随机选取一个点作为室外路基土样的含水率与干密度的测试点，

　　[0015]按照所述钢球自由落下撞击路基顶面的方法，获得路基待检区域每个检测点的路

　　[0016]由室内土样干密度与室内土样含水率的关系曲线Ⅰ，求出实测路基土样含水率时

　　[0017]将实测路基土样干密度除以D，获得路基土样干密度校正系数δ，其中0δ1；

　　[0018]将每个检测点的路基顶面半球型凹坑深度值依次代入所述拟合关系式中，计算出

　　[0019]将D依次乘以路基土样干密度校正系数δ，得到每个检测点的路基土样干密度D；

　　[0020]将D依次除以室内土样最大干密度，得到每个检测点的路基压实度。

　　[0021]进一步地，向每个试样加入不同量的水分使每个试样的含水率按照2％的质量含

　　[0022]进一步地，关系曲线Ⅰ中，曲线的最高点对应的室内土样含水率为室内土样最佳含

　　水率；最高点对应的室内土样干密度为室内土样最大干密度；在室内土样最佳含水率左侧，

　　室内土样干密度随室内土样含水率增大而增大；在室内土样最佳含水率右侧，室内土样干

　　[0023]进一步地，以室内土样含水率为横坐标，室内土样顶面半球型凹坑深度值为纵坐

　　标，绘制室内土样顶面半球型凹坑深度值与室内土样含水率的关系曲线Ⅱ；关系曲线Ⅱ中，

　　曲线的最低点对应的室内土样含水率为室内土样最佳含水率；最低点对应的室内土样顶面

　　半球型凹坑深度值为室内土样顶面半球型凹坑深度最小值；在室内土样最佳含水率左侧，

　　室内土样顶面半球型凹坑深度值随室内土样含水率增大而减小；在室内土样最佳含水率右

　　进一步地，当所述土样为低液限黏土时，拟合关系式为：y＝0.0027x‑0.037x+

　　[0026]进一步地，所述拟合关系式中，在室内土样干密度最大时，室内土样顶面半球型凹

　　坑深度值为最小值，室内土样干密度随室内土样顶面半球型凹坑深度值增大而减少。

　　[0027]进一步地，所述路基土样干密度校正系数δ，其中，0.99δ1。

　　[0028]进一步地，所述路基压实度的检测方法得到的拟合路基压实度与室外实测路基压

　　[0031]本发明提供一种路基压实度的检测方法，能快速且准确的获得路基压实度，具体

　　[0032](1)模拟仿真室内标准试验设备和试验条件：一是模拟仿真《公路土工试验规程》

　　相同落高450mm的试验设备和试验条件，以来获得等质量4.5kg、等落高450mm的钢球自由落

　　下撞击土样试件顶面或路基顶面，并在土样试件顶面或路基顶面留下半球型凹坑的撞击痕

　　迹，实测土样试件顶面或路基顶面半球型凹坑深度，使室内建立的土样干密度与土样顶面

　　半球型凹坑深度值拟合关系式和室外实测路基顶面半球型凹坑深度值拟合得到的路基压

　　实度的检测结果具有真实性，进而提高拟合路基压实度的可靠性和准确性；二是如果钢球

　　质量小于4.5kg和自由落高小于450mm时，因钢球质量轻和自由落高低，造成钢球自由落下

　　的冲击力不足，导致在土样最大干密度状态下的土样试件顶面或路基顶面，不能留下半球

　　型凹坑撞击痕迹，进而无法实测获得半球型凹坑深度；如果钢球质量大于4.5kg和自由落高

　　大于450mm时，因钢球质量太重、直径太大和自由落高太高，势必造成携带钢球和检测操作

　　不方便，甚至还会造成钢球撞击土样试件顶面或路基顶面后反弹伤及操作人员；三是受《公

　　内径为152mm的空腔，和击实筒顶面不受钢球撞击损坏而影响击实试验检测结果的限制，钢

　　球直径不得大于104mm。如果钢球质量越重，其直径随之增大，大于或覆盖击实筒内径空腔，

　　造成钢球每次自由落下时都会撞击损坏击实筒顶面内边，增大击实筒空腔体积，改变击实

　　筒原有固定体积(2177cm)，进而增大土样试件干密度，随之增大土样最大干密度。不仅影

　　响土样击实试验检测结果，而且也会影响土样试件顶面半球型凹坑深度试验检测结果以及

　　[0033](2)建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式：利用击实试

　　验的不同含水率土样重型击实制备不同干密度土样试件的特点，通过室内标准的土样击实

　　试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试验，获得室内土样最佳含水率、室内土样最大干密

　　度和室内土样顶面半球型凹坑深度值，绘制室内土样干密度与土样含水率关系曲线Ⅰ、室内

　　土样顶面半球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线Ⅱ，建立室内土样干密度与土样顶面半

　　球型凹坑深度值拟合关系式，其中：关系曲线Ⅰ的主要作用一是通过室内土样干密度与土样

　　含水率的关系曲线Ⅰ，求出实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度，二是验证室外

　　使用的土样填料与室内土样是否一致。否则，须及时将室外使用的土样填料做相关试验；关

　　系曲线Ⅱ的主要作用是作为比对标准：一是验证该种土质土样在室外实测土样含水率、路

　　基顶面半球型凹坑深度值是否真实可靠。二是验证室外使用的土样填料与室内土样是否一

　　致。否则，须及时将室外使用的土样填料做相关试验。拟合关系式的主要作用是正确指导室

　　外工程施工现场路基压实度检测和路基填筑施工，使路基压实度检测能快速直接、精确、耗

　　[0034](3)室外每层路基土样干密度、路基土样含水率的单点实测验证法：在室外工程施

　　工现场每层路基顶面进行室外路基顶面半球型凹坑深度试验时，须同步进行室外每层路基

　　土样干密度、路基土样含水率的单点实测验证：一是预知每层路基土样干密度、路基土样含

　　水率的实际情况作为比对标准；二是通过在室外工程施工现场每层路基顶面实测获得：路

　　基土样干密度、路基土样含水率和路基顶面半球型凹坑深度值，以此计算获取：室外实测路

　　基土样含水率时所对应的室内土样干密度，路基土样干密度校正系数δ，进而拟合得到路基

　　土样干密度、路基压实度；三是核实室外工程施工现场每层路基土样与室内击实试验所使

　　用土样的土质是否相同一致，进而确定由室外工程施工现场每层路基顶面实测的半球型凹

　　[0035](4)快速、直接、精确的拟合路基压实度方法：通过在室外工程施工现场每层路基

　　顶面实测获得：路基土样干密度、路基土样含水率和路基顶面半球型凹坑深度值。根据室内

　　土样干密度与土样含水率关系曲线获得室外实测路基土样含水率时所对应的室内土样干

　　密度，将室外实测路基土样干密度除以室内土样干密度，计算出路基土样干密度校正系数

　　δ；再根据室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，将室外该层路基顶面

　　半球型凹坑深度各测点值，分别直接代入拟合关系式中，计算出各测点室内土样干密度，乘

　　以路基土样干密度校正系数δ，拟合得到各测点路基土样干密度，再除以室内土样最大干密

　　度，拟合得到各测点路基压实度。与室外实测路基压实度相接近，两者差值符合规定要求，

　　且拟合优度R值大于0.8属于0.7～0.9拟合程度较好范围，拟合程度较好、可靠性较高。通

　　过此方法拟合的路基压实度，快速直接、易懂易操作、检测产出数量大且效率高，且检测结

　　[0036]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。

　　[0037]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实

　　[0040]图3是实施例1的室内土样干密度与土样含水率关系曲线的室内土样干密度与土样含水率关系曲线的室内土样干密度与土样含水率关系曲线的室内土样顶面半球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线的室内土样顶面半球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线的室内土样顶面半球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线的室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式；

　　[0047]图10是实施例2的室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式；

　　[0048]图11是实施例3的室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式；

　　[0049]图12是实施例1拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线

　　[0053]为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例

　　对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释

　　[0054]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组

　　合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同

　　样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是

　　范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自

　　身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载

　　[0055]在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一

　　种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上，“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以

　　[0059]将土样分为多个试样，向每个试样加入不同量的水分，搅拌和闷料后得到多个室

　　率与室内干密度，并以室内土样含水率为横坐标，室内土样干密度为纵坐标，绘制室内土样

　　干密度与室内土样含水率的关系曲线Ⅰ，获得室内土样最佳含水率与室内土样最大干密度；

　　高的钢球1自由落下撞击室内土样试样顶面，获得每个室内土样顶面的半球型凹坑深度值，

　　再以室内土样顶面半球型凹坑深度值为横坐标，室内土样干密度为纵坐标，建立室内土样

　　干密度与室内土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，所述拟合关系式为：y＝ax+bx+c，

　　[0064]在路基待检区域随机选取一个点作为室外路基土样的含水率与干密度的测试点，

　　[0065]按照所述钢球1自由落下撞击路基顶面的方法，获得路基待检区域每个检测点的

　　[0066]由室内土样干密度与室内土样含水率的关系曲线Ⅰ，求出实测路基土样含水率时

　　[0067]将实测路基土样干密度除以D，获得路基土样干密度校正系数δ，其中0δ1；

　　[0068]将每个检测点的路基顶面半球型凹坑深度值依次代入所述拟合关系式中，计算出

　　[0069]将D依次乘以路基土样干密度校正系数δ，得到每个检测点的路基土样干密度D；

　　[0070]将D依次除以室内土样最大干密度，得到每个检测点的路基压实度。

　　[0071]本发明提供一种路基压实度的检测方法，该方法包括建立室内土样干密度与土样

　　顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，室外路基土样干密度、路基土样含水率验证和室外路

　　[0072]所述建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，以土样顶面

　　半球型凹坑深度值为X轴(横坐标)、以土样干密度为Y轴(纵坐标)，建立土样干密度与土样

　　顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线和拟合关系式。其中：拟合关系式：y＝ax+bx+c(其

　　中a＞0、b＜0和c＞0)。如图9～11所示，多项式拟合曲线的开口均向上，则拟合关系式中系

　　数a为正数；多项式拟合曲线的对称轴均在土样干密度(Y轴(纵坐标))右侧，系数b符号与系

　　数a符号相反，则拟合关系式中系数b为负数；拟合关系式中常数c为多项式拟合曲线与土样

　　干密度(Y轴(纵坐标))交点的纵坐标，交于土样干密度(Y轴(纵坐标))正半轴，与土样中颗

　　粒粒径大小和小于0.075mm颗粒含量有关，常数c值随土样颗粒粒径增大而增大，也随土样

　　[0073]所述室外路基土样干密度、路基土样含水率验证和室外路基顶面半球型凹坑深度

　　试验。包括：(1)室外路基土样干密度、路基土样含水率验证：根据室外工程施工现场路基大

　　规模大面积连续填筑施工要求，须在压路机已碾压成型的每层路基顶面选取一片压实度待

　　检区域路基。在待检区域内路基顶面随机选取一个测点作为室外路基土样干密度、路基土

　　样含水率验证测点，采用灌砂法检测路基压实度，测得路基土样干密度、路基土样含水率。

　　(2)室外路基顶面半球型凹坑深度试验：通过钢球1自由落下撞击路基顶面，并在路基顶面

　　留下半球型凹坑2的撞击痕迹；在撞击痕迹圆平面的两个垂直方向，使用深度卡尺，分别量

　　[0074]所述室内分析拟合路基压实度，通过在室外工程施工现场每层路基顶面实测获

　　得：路基土样干密度、路基土样含水率和路基顶面半球型凹坑深度值。根据室内土样干密度

　　与土样含水率关系曲线获得室外实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度，将室外

　　实测路基土样干密度除以室内土样干密度，计算出路基土样干密度校正系数δ；再根据室内

　　土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，将室外该层路基顶面半球型凹坑深

　　度各测点值，分别直接代入拟合关系式中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干

　　密度校正系数δ，拟合得到各测点路基土样干密度，再除以室内土样最大干密度，拟合得到

　　各测点路基压实度。通过此方法拟合路基压实度，快速直接、易懂易操作、检测产出数量大

　　[0075]本申请实施例提供一种路基压实度的检测方法，利用击实试验的不同含水率土样

　　重型击实制备不同干密度土样试件的特点，通过室内标准的土样击实试验和土样试件顶面

　　半球型凹坑深度试验，获得室内土样最佳含水率、室内土样最大干密度和室内土样顶面半

　　球型凹坑深度值，绘制室内土样干密度与土样含水率关系曲线Ⅰ、室内土样顶面半球型凹坑

　　深度值与土样含水率关系曲线Ⅱ，建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合

　　关系式；通过在室外工程施工现场每层路基顶面实测获得：路基土样干密度、路基土样含水

　　率和路基顶面半球型凹坑深度值。根据室内土样干密度与土样含水率关系曲线获得室外实

　　测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度，将室外实测路基土样干密度除以室内土样

　　干密度，计算出路基土样干密度校正系数δ；再根据室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑

　　深度值拟合关系式，将室外该层路基顶面半球型凹坑深度各测点值，分别直接代入拟合关

　　系式中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干密度校正系数δ，拟合得到各测点

　　路基土样干密度，再除以室内土样最大干密度，拟合得到各测点路基压实度。本发明拟合的

　　路基压实度，快速直接、易懂易操作、检测速度快、检测周期短、检测产出数量大且效率高；

　　检测设备加工制作简便、价格低廉，环境和设备要求低、受天气和人为因素影响较小；压实

　　度检测结果真实、可靠性和准确性高，能满足路基大规模大面积连续填筑施工要求。

　　[0076]如图1所示，本发明的优选实施例提供了一种路基压实度的检测方法，该方法包括

　　[0078]室内土样采用广西某城市轨道交通工程地下车站顶部道路恢复填筑施工现场的

　　低液限黏土(CL)(实施例1)、黏土质砂(SC)(实施例2)、黏土质砾(GC)(实施例3)。

　　[0079]实施例1：从施工现场抽取数量为500kg的低液限黏土(CL)土样属于细粒土，经实

　　测其：天然含水率24.8％，土样颗粒最大粒径为5mm，土样大于60mm(巨粒组)颗粒含量为

　　0％，土样60mm～2mm(砾粒组)颗粒含量为1.2％，土样2mm～0.075mm(砂粒组)颗粒含量为

　　9.5％，土样小于0.075mm(细粒组)颗粒含量为89.3％，液限为46.3％，塑性指数为24.5，将

　　[0080]实施例2：从施工现场抽取数量为500kg的黏土质砂(SC)土样属于粗粒土中的砂类

　　土，经实测其：天然含水率18.6％，土样颗粒最大粒径为20mm，土样大于60mm(巨粒组)颗粒

　　含量为39.3％，土样小于0.075mm(细粒组)颗粒含量为26.6％，液限为33.6％，塑性指数为

　　[0081]实施例3：从施工现场抽取数量为500kg的黏土质砾(GC)土样属于粗粒土中的砾类

　　土，经实测其：天然含水率15.2％，土样颗粒最大粒径为40mm，土样大于60mm(巨粒组)颗粒

　　含量为24.4％，土样小于0.075mm(细粒组)颗粒含量为19.8％，液限为30.6％，塑性指数为

　　[0082]S2、建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式。

　　[0083]利用击实试验的不同含水率土样重型击实制备不同干密度土样试件的特点，通过

　　室内标准的土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试验，获得室内土样最佳含水

　　率、室内土样最大干密度和室内土样顶面半球型凹坑深度值，绘制室内土样干密度与土样

　　含水率关系曲线Ⅰ、室内土样顶面半球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线Ⅱ，建立室内土

　　样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式，其中：关系曲线Ⅰ的主要作用一是通过

　　室内土样干密度与土样含水率的关系曲线Ⅰ，求出实测路基土样含水率时所对应的室内土

　　样干密度，二是验证室外使用的土样填料与室内土样是否一致。否则，须及时将室外使用的

　　土样填料做相关试验；关系曲线Ⅱ的主要作用是作为比对标准：一是验证该种土质土样在

　　室外实测土样含水率、路基顶面半球型凹坑深度值是否真实可靠。二是验证室外使用的土

　　样填料与室内土样是否一致。否则，须及时将室外使用的土样填料做相关试验。拟合关系式

　　的主要作用是正确指导室外工程施工现场路基压实度检测和路基填筑施工，使路基压实度

　　检测能快速直接、精确、耗时短及周期短，满足路基大规模大面积连续填筑施工要求。

　　[0085]将风干土样过40mm筛后，测其风干含水率，按四分法至少准备5个试样，分别加入

　　不同水分(按2％含水率递增)，将土样拌和均匀，拌匀后闷料一夜备用。进行预定含水率制

　　备试样时应加水量，按下式计算：土样所需加水量(g)＝【风干含水率时的土样质量(g)/(1+

　　0.01×风干含水率(％))】×0.01×(土样所要求的含水率(％)‑风干含水率(％))(依据《公

　　[0086]S202：室内标准的土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试验。

　　T0131‑2019的击实试验方法，完成第一个土样试件的重型击实(Ⅱ‑2的击实锤质量4.5kg、

　　锤底直径50mm、自由落高450mm)。击实后土样试件不应高出击实试筒顶面6mm，取下套筒，齐

　　筒顶细心削平土样试件，拆除垫板和击实底板，擦净击实试筒外壁，称取击实试筒与土样试

　　[0088]2.将击实底板放在坚硬的地面上，在击实底板上放置垫板和安装击实试筒。击实

　　[0089]3.在击实试筒内土样试件顶面正上方放置一颗质量4.5kg的钢球1，并使钢球1处

　　于击实试筒内中心位置且使钢球1底面与击实试筒内土样试件顶面间垂直距离为450mm。将

　　钢球1自由落下撞击击实试筒内土样试件顶面，并在土样试件顶面留下半球型凹坑2的撞击

　　[0090]模拟仿真室内标准试验设备和试验条件：一是模拟仿真《公路土工试验规程》(JTG

　　0131‑2019击实试验的重型击实Ⅱ‑2中的相同击实锤质量4.5kg和相同

　　落高450mm的试验设备和试验条件，以来获得等质量4.5kg、等落高450mm的钢球1自由落下

　　撞击土样试件顶面或路基顶面，并在土样试件顶面或路基顶面留下半球型凹坑的撞击痕迹

　　(如图2所示)，实测土样试件顶面或路基顶面半球型凹坑深度，使室内建立的土样干密度与

　　土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式和室外实测路基顶面半球型凹坑深度值拟合得到

　　的路基压实度的检测结果具有真实性，进而提高拟合路基压实度的可靠性和准确性；二是

　　如果钢球1质量小于4.5kg和自由落高小于450mm时，因钢球1质量轻和自由落高低，造成钢

　　球1自由落下的冲击力不足，导致在土样最大干密度状态下的土样试件顶面或路基顶面，不

　　能留下半球型凹坑撞击痕迹，进而无法实测获得半球型凹坑深度；如果钢球1质量大于

　　4.5kg和自由落高大于450mm时，因钢球1质量太重、直径太大和自由落高太高，势必造成携

　　带钢球1和检测操作不方便，甚至还会造成钢球1撞击土样试件顶面或路基顶面后反弹伤及

　　击实Ⅱ‑2中的击实筒内径为152mm的空腔，和击实筒顶面不受钢球1撞击损坏而影响击实试

　　验检测结果的限制，钢球1直径不得大于104mm。如果钢球1质量越重，其直径随之增大，大于

　　或覆盖击实筒内径空腔，造成钢球1每次自由落下时都会撞击损坏击实筒顶面内边，增大击

　　实筒空腔体积，改变击实筒原有固定体积(2177cm)，进而增大土样试件干密度，随之增大

　　土样最大干密度。不仅影响土样击实试验检测结果，而且也会影响土样试件顶面半球型凹

　　[0091]4.用推土器推出击实试筒内土样试件，从土样试件中心处取代表性的土样测其含

　　[0092]5.按上述S202中的步骤1～步骤4，完成剩余4个预定含水率试样的土样击实试验

　　[0093]6.土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑2的深度试验结果，如表1、表2、表3所

　　[0094]表1土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试验结果(实施例1)

　　[0096]表2土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试验结果(实施例2)

　　[0099]表3土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试验结果(实施例3)

　　[0101]S203：绘制关系曲线Ⅰ和关系曲线.绘制土样干密度与土样含水率关系曲线所示，以土样干密度为纵坐

　　标，土样含水率为横坐标，绘制土样干密度与土样含水率关系曲线)。曲线上峰值点的纵、横坐标分别为土样最大干密度和土样最佳含水率，如曲线不能

　　绘出明显的峰值点，须进行补点或重做。在土样最佳含水率左侧，土样干密度随土样含水率

　　增大而增大，在土样最佳含水率右侧，土样干密度随土样含水率增大而减少，在土样最佳含

　　水率时，土样干密度为最大干密度，土样干密度与土样含水率的关系曲线呈向上平滑曲线.绘制土样顶面半球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线所示，以

　　土样顶面半球型凹坑深度值为纵坐标，土样含水率为横坐标，绘制土样顶面半球型凹坑深

　　别为土样顶面半球型凹坑深度最小值和土样最佳含水率，如曲线不能绘出明显的峰值点，

　　须进行补点或重做。在土样最佳含水率左侧，土样顶面半球型凹坑深度值随土样含水率增

　　大而减少，在土样最佳含水率右侧，土样顶面半球型凹坑深度值随土样含水率增大而增大，

　　在土样最佳含水率时，土样顶面半球型凹坑深度值为最小值，土样顶面半球型凹坑深度值

　　与土样含水率的关系曲线呈向下平滑曲线：建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系式。

　　[0105]1.根据上述表1、表2和表3中的土样击实试验和土样试件顶面半球型凹坑深度试

　　验结果，因由土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值共同构成的数据点为分散的点，不

　　能绘制出平滑曲线来描述数据的趋势和规律，又基于多项式拟合曲线是一种常见的数据分

　　析方法，通过一系列数据点来拟合出一条平滑曲线，更好地描述数据的趋势和规律。所以，

　　以土样干密度为Y轴(纵坐标)、以土样顶面半球型凹坑深度值为X轴(横坐标)，建立土样干

　　密度与土样顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线、拟合关系式和拟合优度R值。其中：拟

　　[0106]实施例1～实施例3的具体拟合关系式，如图9～11所示，具体拟合关系式和拟合优

　　上述三种拟合关系式中的拟合优度R值越接近1，说明拟合效果就越好，则多项式

　　拟合曲线的拟合程度就较高、可靠性就较高。当拟合优度R值大于0.9时，拟合关系式才可

　　[0111]2.实施例1～实施例3土样中的最大颗粒粒径和小于0.075mm颗粒含量，经土样颗

　　粒分析实测：实施例1低液限黏土土样中的最大颗粒粒径为5mm、小于0.075mm颗粒含量为

　　89.3％；实施例2黏土质砂土样中的最大颗粒粒径为20mm、小于0.075mm颗粒含量为26.6％；

　　实施例3黏土质砾土样中的最大颗粒粒径为40mm、小于0.075mm颗粒含量为19.8％。

　　[0112]3.综上，上述实施例1～实施例3的土样，经过颗粒粒径、小于0.075mm颗粒含量的

　　实测和实测数据综合分析表明：多项式拟合曲线开口均向上，则拟合关系式中系数a均为正

　　数；多项式拟合曲线的对称轴均在土样干密度(Y轴(纵坐标))右侧，系数b符号与系数a符号

　　相反，则拟合关系式中系数b均为负数；拟合关系式中常数c为多项式拟合曲线与土样干密

　　度(Y轴(纵坐标))交点的纵坐标，交于土样干密度(Y轴(纵坐标))正半轴，与土样中颗粒粒

　　径大小和小于0.075mm颗粒含量有关，常数c值随土样颗粒粒径增大而增大，也随土样小于

　　[0113]S3：室外路基土样干密度、路基土样含水率验证和室外路基顶面半球型凹坑深度

　　[0115]实施例1：根据室外工程施工现场路基大规模大面积连续填筑施工要求，须在压路

　　机已碾压成型的每层路基顶面选取一片压实度待检区域路基。在待检区域内路基顶面随机

　　选取一个测点作为室外路基土样干密度、路基土样含水率验证测点，采用灌砂法检测路基

　　压实度，测得路基土样干密度为1.621g/cm、路基土样含水率为22.3％。

　　[0116]实施例2：根据室外工程施工现场路基大规模大面积连续填筑施工要求，须在压路

　　机已碾压成型的每层路基顶面选取一片压实度待检区域路基。在待检区域内路基顶面随机

　　选取一个测点作为室外路基土样干密度、路基土样含水率验证测点，采用灌砂法检测路基

　　压实度，测得路基土样干密度为1.944g/cm、路基土样含水率为16.5％。

　　[0117]实施例3：根据室外工程施工现场路基大规模大面积连续填筑施工要求，须在压路

　　机已碾压成型的每层路基顶面选取一片压实度待检区域路基。在待检区域内路基顶面随机

　　选取一个测点作为室外路基土样干密度、路基土样含水率验证测点，采用灌砂法检测路基

　　压实度，测得路基土样干密度为2.004g/cm、路基土样含水率为13.7％。

　　[0118]室外每层路基土样干密度、路基土样含水率的单点实测验证法：在室外工程施工

　　现场每层路基顶面进行室外路基顶面半球型凹坑深度试验时，须同步进行室外每层路基土

　　样干密度、路基土样含水率的单点实测验证：一是预知每层路基土样干密度、路基土样含水

　　率的实际情况作为比对标准；二是通过在室外工程施工现场每层路基顶面实测获得：路基

　　土样干密度、路基土样含水率和路基顶面半球型凹坑深度值，以此计算获取：室外实测路基

　　土样含水率时所对应的室内土样干密度，路基土样干密度校正系数δ，进而拟合得到路基土

　　样干密度、路基压实度；三是核实室外工程施工现场每层路基土样与室内击实试验所使用

　　土样的土质是否相同一致，进而确定由室外工程施工现场每层路基顶面实测的半球型凹坑

　　[0120]为了保证半球型凹坑深度试验检测结果的准确性，在上述验证测点周围500mm范

　　[0121](1)在已选取测点位置处，使用刮刀刮平路基顶面面积为450mm×450mm，使用水平

　　[0122](2)在路基顶面上，按照室内土样试件顶面半球型凹坑深度试验方法，实测路基顶

　　[0123](3)按上述S302中的步骤(1)～步骤(2)，完成剩余测点的路基顶面半球型凹坑深

　　[0124](4)试验完毕，采用与路基填料相同的土料回填密实、整平路基顶面半球型凹坑2。

　　[0126]通过在室外工程施工现场每层路基顶面实测获得：路基土样干密度、路基土样含

　　水率和路基顶面半球型凹坑深度值。根据室内土样干密度与土样含水率关系曲线获得室外

　　实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度，将室外实测路基土样干密度除以室内土

　　样干密度，计算出路基土样干密度校正系数δ；再根据室内土样干密度与土样顶面半球型凹

　　坑深度值拟合关系式，将室外该层路基顶面半球型凹坑深度各测点值，分别直接代入拟合

　　关系式中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干密度校正系数δ，拟合得到各测

　　点路基土样干密度，再除以室内土样最大干密度，拟合得到各测点路基压实度。与室外实测

　　路基压实度相接近，两者差值符合规定要求，且拟合优度R值大于0.8属于0.7～0.9拟合程

　　度较好范围，拟合程度较好、可靠性较高。通过此方法拟合的路基压实度，快速直接、易懂易

　　[0128]1.实施例1低液限黏土(CL)路基。通过室外路基土样干密度、路基土样含水率验

　　证、室外路基顶面半球型凹坑深度试验实测，获得：室外工程施工现场该层路基土样干密度

　　为1.621g/cm、路基土样含水率为22.3％、路基压实度为96.5％、路基顶面半球型凹坑深度

　　分析，可获得：室外实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度为1.632g/cm，则路基

　　土样干密度校正系数δ＝室外实测路基土样干密度/室内土样干密度＝(1.621g/cm)/

　　[0129]2.实施例2黏土质砂(SC)路基。通过室外路基土样干密度、路基土样含水率验证、

　　室外路基顶面半球型凹坑深度试验实测，获得：室外工程施工现场该层路基土样干密度为

　　1.944g/cm、路基土样含水率为16.5％、路基压实度为99.2％、路基顶面半球型凹坑深度各

　　分析，可获得：室外实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度为1.952g/cm，则路基

　　土样干密度校正系数δ＝室外实测路基土样干密度/室内土样干密度＝(1.944g/cm)/

　　[0130]3.实施例3黏土质砾(GC)路基。通过室外路基土样干密度、路基土样含水率验证、

　　室外路基顶面半球型凹坑深度试验实测，获得：室外工程施工现场该层路基土样干密度为

　　2.004g/cm、路基土样含水率为13.7％、路基压实度为99.2％、路基顶面半球型凹坑深度各

　　分析，可获得：室外实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度为2.015g/cm，则路基

　　土样干密度校正系数δ＝室外实测路基土样干密度/室内土样干密度＝(2.004g/cm)/

　　[0132]1.实施例1低液限黏土(CL)路基。在实施例1中，将室外该层路基顶面半球型凹坑

　　0.037x+1.711中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干密度校正系数δ，拟合得

　　[0136]2.实施例2黏土质砂(SC)路基。在实施例2中，将室外该层路基顶面半球型凹坑深

　　0.0375x+1.9827中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干密度校正系数δ，拟合

　　[0140]3.实施例3黏土质砾(GC)路基。在实施例3中，将室外该层路基顶面半球型凹坑深

　　0.0416x+2.034中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干密度校正系数δ，拟合得

　　[0143]S403：绘制拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线中的拟合各测点路基土样干密度、路基压实度试验结果，

　　以拟合路基压实度为纵坐标、路基顶面半球型凹坑深度值为横坐标，将实施例1～实施例3，

　　分别绘制拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合曲线：检测结果可靠性和准确性判定。

　　[0147](1)在实施例1中，路基顶面半球型凹坑深度值共实测15点，拟合路基土样干密度

　　合路基土样干密度最大值1.616g/cm与室外实测路基土样干密度1.621g/cm之差的绝对值

　　[0148](2)在实施例2中，路基顶面半球型凹坑深度值共实测15点，拟合路基土样干密度

　　合路基土样干密度最大值1.944g/cm与室外实测路基土样干密度1.944g/cm之差的绝对值

　　[0149](3)在实施例3中，路基顶面半球型凹坑深度值共实测15点，拟合路基土样干密度

　　合路基土样干密度最大值2.004g/cm与室外实测路基土样干密度2.004g/cm之差的绝对值

　　[0150]上述实施例1～实施例3，拟合路基土样干密度最小值或最大值与室外实测路基土

　　[0152](1)在实施例1中，路基顶面半球型凹坑深度值共实测15点，拟合路基压实度最小

　　值95.9％与室外实测路基压实度96.5％之差的绝对值为0.6％，拟合路基压实度最大值

　　[0153](2)在实施例2中，路基顶面半球型凹坑深度值共实测15点，拟合路基压实度最小

　　值99.0％与室外实测路基压实度99.2％之差的绝对值为0.2％，拟合路基压实度最大值

　　[0154](3)在实施例3中，路基顶面半球型凹坑深度值共实测15点，拟合路基压实度最小

　　值99.1％与室外实测路基压实度99.2％之差的绝对值为0.1％，拟合路基压实度最大值

　　[0155]上述实施例1～实施例3，拟合路基压实度最小值或最大值与室外实测路基压实度

　　次平行测定差值不得大于0.03g/cm，进而计算出压实度的二次平行测定差值不得大于

　　1.79％、1.53％、1.49％(即(密度二次平行测定差值0.03g/cm除以室内土样最大干密度

　　[0157](1)在实施例1中，将室外该层路基顶面半球型凹坑深度各测点值，分别直接代入

　　拟合关系式y＝0.0027x‑0.037x+1.711中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样

　　干密度校正系数δ，拟合得到各测点路基压实度。以拟合路基压实度为纵坐标、路基顶面半

　　球型凹坑深度值为横坐标，绘制拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合

　　曲线所示可得出：拟合优度R＝0.8784属于0.7～0.9拟合程度较好范围，说明多项

　　[0158](2)在实施例2中，将室外该层路基顶面半球型凹坑深度各测点值，分别直接代入

　　拟合关系式y＝0.0033x‑0.0375x+1.9827中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土

　　样干密度校正系数δ，拟合得到各测点路基压实度。以拟合路基压实度为纵坐标、路基顶面

　　半球型凹坑深度值为横坐标，绘制拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟

　　合曲线所示可得出：拟合优度R＝0.8891属于0.7～0.9拟合程度较好范围，说明多

　　[0159](3)在实施例3中，将室外该层路基顶面半球型凹坑深度各测点值，分别直接代入

　　拟合关系式y＝0.0026x‑0.0416x+2.034中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样

　　干密度校正系数δ，拟合得到各测点路基压实度。以拟合路基压实度为纵坐标、路基顶面半

　　球型凹坑深度值为横坐标，绘制拟合路基压实度与路基顶面半球型凹坑深度值多项式拟合

　　曲线所示可得出：拟合优度R＝0.8309属于0.7～0.9拟合程度较好范围，说明多项2

　　综上，经过干密度比对法、压实度比对法和拟合优度R值判定法的综合判定：拟合

　　[0161]S5：上述为实施例1低液限黏土(CL)、实施例2黏土质砂(SC)、实施例3黏土质砾

　　(GC)土样路基填料填筑路基的压实度现场快速检测方法，每层填筑路基顶面均须进行室外

　　路基土样干密度、路基土样含水率验证和室外路基顶面半球型凹坑深度试验；不同土质路

　　基填料，均须按照上述方法建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深度值拟合关系

　　式，每层填筑路基顶面的室外路基土样干密度、路基土样含水率验证和室外路基顶面半球

　　[0162]S6：本检测方法适用于颗粒最大粒径小于等于40mm的细粒土和粗粒土。

　　[0163]本发明实施例提供了一种路基压实度的检测方法，该方法利用击实试验的不同含

　　水率土样重型击实制备不同干密度土样试件的特点，通过室内标准的土样击实试验和土样

　　试件顶面半球型凹坑深度试验，获得室内土样最佳含水率、室内土样最大干密度和室内土

　　样顶面半球型凹坑深度值，绘制室内土样干密度与土样含水率关系曲线Ⅰ、室内土样顶面半

　　球型凹坑深度值与土样含水率关系曲线Ⅱ，建立室内土样干密度与土样顶面半球型凹坑深

　　度值拟合关系式；通过在室外工程施工现场每层路基顶面实测获得：路基土样干密度、路基

　　土样含水率和路基顶面半球型凹坑深度值。根据室内土样干密度与土样含水率关系曲线获

　　得室外实测路基土样含水率时所对应的室内土样干密度，将室外实测路基土样干密度除以

　　室内土样干密度，计算出路基土样干密度校正系数δ；再根据室内土样干密度与土样顶面半

　　球型凹坑深度值拟合关系式，将室外该层路基顶面半球型凹坑深度各测点值，分别直接代

　　入拟合关系式中，计算出各测点室内土样干密度，乘以路基土样干密度校正系数δ，拟合得

　　到各测点路基土样干密度，再除以室内土样最大干密度，拟合得到各测点路基压实度。本发

　　明拟合的路基压实度，快速直接、易懂易操作、检测速度快、检测周期短、检测产出数量大且

　　效率高；检测设备加工制作简便、价格低廉，环境和设备要求低、受天气和人为因素影响较

　　小；压实度检测结果真实、可靠性和准确性高，能满足路基大规模大面积连续填筑施工要

　　[0164]虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况

　　下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲

　　突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文

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