摘要：目前公路工程中可以用来进行路基压实度检测的技术手段主要有灌砂法、环刀法以及核子密度仪测定法，其中灌砂法因其具有试验过程可控、结果精确度高等优点，得到了工程各方的认可。在利用灌砂法对砂石密度和路基压实度进行具体测量时，如何避免外界因素对试验结果的影响，是技术人员需要重点考虑的问题。基于此，本文主要对影响灌砂法试验精度因素的进行分析与探讨，旨在提高其试验精度。
关键词：灌砂法；试验精度；影响因素
一、序言
路基、路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对路基、路面结构层进行充分压实，才能保证路基、路面的强度、刚度及路面的平整度，并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。现场压实质量用压实度表示，对于路基土及路面基层，压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值；对沥青路面，压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。
灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，它是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。灌砂法可用于测试各种土或路面材料的密度，但是，此方法表面上看起来较为简单，实际操作时却容易忽视细节，常常掌握不好而导致引起较大误差，又因为它是测定压实度的依据，故经常是质量检测部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节，因此应严格遵循试验规程的每个细节，以提高试验的精度。为使试验做得准确，现从以下几个方面探讨，对影响灌砂法试验精度的因素进行系统试验研究。
二、试验设备灌砂筒对试验精度的影响
灌砂筒主要分为两部分，上部为储砂筒，筒深270mm，筒底中心有一个直径15mm的圆孔，下部装有一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口直径为15mm，并焊接在一块直径150mm的铁板上，铁板中心有一直径15mm的圆孔与漏斗上开口相接，在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。我们通过以下试验验证该灌砂筒是否对试验的精度产生影响。
根据公路土工试验规程JTG E40-2007中T0111-1993灌砂法中的条例3.2进行操作，使用粒径0.25~0.50mm的量砂，使用直径为150mm、高为150mm的标定罐（用水确定标定罐容积为 2648）对量砂的密度进行标定，一共进行10次标定；同时，按照T0111-1993灌砂法中的条例3.1进行操作，确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，一共进行10次标定，通过以上两种试验，我们可以得到量砂的密度，具体结果如下表所示。
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从表中数据可以看出，通过多次试验，灌砂筒所测得量砂密度的变异系数仅为0.07%，试验的精度很高。这种新的灌砂筒是根据英国标准BS137和BS1924设计制作的，其特点是，将过去所用的灌砂法密度测定仪的几个分开部件（如漏斗、漏斗架、防风筒、套环和量砂容器）合成一个整体。使用时，储砂筒内量砂处于封闭条件下，完全不受风的影响，因此，使用新型灌砂筒进行密实度试验，其测量精度高，准确性好。
三、现场试洞深度对试验精度的影响
为了验证现场试洞深度不同是否对试验精度造成影响，我们准备了6个内径150mm，高度分别为100mm、110mm、120mm、130mm、140mm和150mm的金属标定罐，用于模拟现场灌砂试验时，5种不同的试洞深度对试验精度的影响。根据公路土工试验规程JTG E40-2007中T0111-1993灌砂法中的条例3.2进行操作，首先用水确定5个金属标定罐的容积，然后分别用5个不同高度的金属标定罐进行试验确定量砂的密度，每次试验使用同一个灌砂筒（灌砂筒下部圆锥体内砂的质量为0.614kg），装入相同质量m的量砂进行试验。我们可以测出模拟不同试洞深度下得到量砂的密度，具体结果如下表所示。
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从表中数据可以看出，金属标定罐的深度对量砂的密度有影响。标定罐的深度减少25mm，量砂的密度约降低1%。由此可知，试洞深度的变化会对灌砂试验的精度造成巨大的影响，因此现场试验时，必须严格执行试洞的深度应与金属标定罐的深度一致，以保证试验的准确度。
四、储砂筒中砂面高度对试验精度的影响
为了验证储砂筒中砂面高度不同是否对试验精度造成影响，我们制定了试验方案，分别设计储砂筒中砂面高度与筒顶距离不同时进行试验，每次试验调整储砂筒中砂面高度20mm，前后进行6次试验，得到量砂的密度数据以验证储砂筒中砂面高度不同是否对试验精度造成影响。每次试验使用同一个灌砂筒（灌砂筒下部圆锥体内砂的质量为0.614kg）和标定罐（容积为 2648），储砂筒中砂面高度与筒顶距离变化量为20mm，为了更精确地控制变化量，将变化量换算为按量砂质量控制，每次变化量为518.2g。通过该试验方案，我们可以测出模拟储砂筒中不同砂面高度下得到量砂的密度，具体结果如下表所示。
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从表中数据可以看出，储砂筒中砂面高度对量砂的密度有影响。储砂筒中砂面高度与筒顶距离增加25mm，量砂的密度约降低1%。由此可知，储砂筒中砂面高度的变化会对灌砂试验的精度造成巨大的影响，因此现场试验时，必须严格执行储砂筒中砂面高度应与标定砂的密度时储砂筒中的砂面高度一致，且筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm，以保证试验的准确度。
五、砂的颗粒组成对试验精度的影响
为了验证砂的颗粒组成不同是否对试验精度造成影响，我们制定了试验方案，准备4种不同颗粒集配的量砂，分别进行标定漏斗的体积及砂的密度试验10次，得到填满圆锥体的量砂质量和填满标定罐的量砂质量，通过分析数据的重现性以验证砂的颗粒组成不同是否对试验精度造成影响，具体结果如下表所示。
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从表中数据可以看出，砂的颗粒组成对试验的重现性有明显的影响。粒径在0.3~0.6mm的量砂，试验结果变异系数最小，仅为0.08%。在仅改变量砂粒径条件下重复同样的试验，不论是增大砂的粒径，还是减少砂的粒径，都会导致试验的变异系数翻倍变大，精确度降低。由此可知，砂的不同颗粒组成会对灌砂试验的精度造成巨大的影响，使用粒径0.3~0.6mm砂的重现性最好。现场试验时很多时候会回收试洞中的量砂以备下次试验时再用，回收的量砂很可能会混有杂质，砂的粒径就会发生改变，因此回收的量砂必须重新烘干，过筛并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用，以保证试验的准确度。
六、结语
工程试验检测工作是工程施工技术管理中的一个重要组成部分，同时，也是工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个主要环节，工程试验检测工作对于提高工程质量、加快工程进度、降低工程造价、推动工程施工技术进步起到极为重要的作用。试验检测结果的准确性与可靠性将直接影响工作质量，为了确保提供的数据准确可靠，要求质检人员在试验检测的全过程中必须严格遵照有关试验检测规程的要求，并力求消除试验检测过程中的人为误差，提高试验检测精度。
参考文献
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公路交通科技（应用技术版），2013（14）．