前言：目前，在涉及道路工程项目中，基层及沟槽回填大多用到（5～25）mm、（5～31.5）mm、（5～40）mm的基配碎石或砂砾，同时设计要求试验室进行原材检测及其最大干密度和最佳含水率检测。经常发现击实试验结果失真，没有参考价值。针对这个问题、分析产生的原因，提出解决方案，同时，对砂石填料干密度与砂率的关系进行探讨。

一、级配碎石或砂砾的最大干密度、最佳含水率的击实试验及失真现象

日常工作中，试验室接到委托方依设计要求做级配碎石或砂砾的重型击实试验以得出最大干密度和最佳含水率的检测任务后，通常会在依据委托方送来的级配碎石或砂砾的样品的最大骨料粒径及检测标准来确定合适的方法，按照标准方法进行试验，得出该样品的最大干密度和最佳含水率，出具检测报告给委托方，委托方凭检测报告的最大干密度和最佳含水率及设计文件要求的压实度确定现场控制干密度和含水率，来指导现场的回填施工。经常在击实试验的数据处理过程中发现诸多不正常的现象，导致试验结果失真，就会失去对现场的指导作用。

如果击实数据及曲线出现以下反常现象可能导致结果失真。

1、击实曲线呈波浪折线。2、击实曲线呈翻转反向。3、拟合的曲线得到的结果超出经验值范围。4、经试验室内平行试验或者试验室间平行检测结果差异过大，超出了可接受的范围。

二、可能导致击实数据及曲线出现反常现象的原因

1.回填材料最大粒径物料多，同时与下个规格物料粒径差别太大。因为材料粒径差别太大容易造成局部受力过于集中发生破碎,直接影响击实结果，导致本点的结果偏高。同时，回填材料最大的颗粒粒径过大,相互支撑导致颗粒之间存在较大的空隙，严重影响击实效果，局部击实不足、击实表面不均等问题,造成细料部分不受力而不密实，击实后物料密实程度不均匀，导致本个点的结果偏低，最终导致击实曲线成波浪线或反向曲线，无法推出最终结果。

2.回填材料颗粒级配不合理。回填材料颗粒级配不满足连续级配或单粒级配的要求，同时砂率低导致各级颗粒不能够紧密的完全充分的填充上级颗粒的空隙，导致本点有局部的空隙出现，导致本点干密度偏低，而其他点部分颗粒级配相对较好，填充空隙相对密实，在击实过程中可以得到比较大的干密度，导致了击实曲线的走向波动折线，无法得到最终结果，或者三高三低干密度差距很大，强行拟合的曲线也没有代表性，数据失真容易给回填工程质量控制造成误导，导致回填质量失控。

3.粒径小于5mm的部分过多或过少，可以认为是砂石的比例不合理，也可以认为砂率不合理。砂率过低易导致大颗粒间空隙过度，在不同含水率的点得不到有规律的干密度，含水率也会过低，强行拟合得到的最大干密度也数据失真，没有给回填工程质量控制的指导意义，还容易误导导致回填工程质量失控。砂率过高在击实过程中易导致大粒径的物料下沉到底部，砂子等小粒径的物料都聚在上部或顶部，造成各个粒径物料分布不均，同时含水率测试也容易出错，导致各个点的干密度不准确，击实曲线为波浪线或反向峰值线，无法得到干密度来指导回填工程的施工质量控制。

4.砂石填料的含水率不合理。分为几种情况，第一种是含水率起点太低，同时区间间隔太小，击实后发现击实曲线为一条向右递增的近似直线。第二种是起点含水率过高，同时区间间隔太小，导致击实曲线为一条向右递减的近似直线，或者导致后面几个点的干密度和含水率值接近。第三种是起点含水率低区间间隔过大，导致击实曲线跨度很大，无法准确确定击实曲线峰值，或者导致后面几个点的干密度和含水率值接近，无法确定最大干密度。第四种是起点含水率高，同时区间间隔大，造成各点的干密度值比较均匀，拉不开差值，曲线不明显，尤其后面几乎呈现平直线，无法确定最大干密度及最佳含水率。

三、查阅相关资料确定导致结果异常的具体原因。通过查阅回填材料原材检测报告发现以下几个原因：1、原材料检测报告发现颗粒级配这个参数的试验结果符合（5～40）mm的级配，但是缺少5mm以下的砂子。2、在粒径40mm填料质量比例符合技术要求上限，同时以下的几层质量比例在技术要求的下限。3、填料压碎值结果接近技术要求上限。通过查阅回填材料击实试验检测记录发现起点含水率设置过小，同时区间间隔过大。

四、制订解决方案与具体实施

为了保证级配碎石及砂砾的回填工程质量，要求回填用级配碎石或砂砾的材料质量稳定，取样具有代表性，试验检测结果具有代表性，这就要求回填用的材料料场供应稳定。级配碎石或砂砾的级配是复配的，要求严格按照比例进行复配，同时拌合均匀。经调查现场原材料供应场家供应种类和供应能力，以及项目经营部的成本核算，同时针对查出的异常产生的原因，试验室提出以下解决方案：

1、建议原材料采用三档级配复配，具体的比例为：（0～5）mm的占比30%，（5～20）mm占比40%，（20～40）mm的占比30%。2、建议多选几家供应商料场，进行多家材料选型准备，提前送试验室进行原材及级配组合、击实试验，多做几个组合样进行比对，选几个组合样备用，保证现场施工的需求。3、项目部要及时做好各个原材料的进场跟踪工作，保证每个组合的击实试验数据准确匹配，确保采用正确的击实数据控制回填质量。

方案提出后经研讨后被采纳，试验室在进行了二十九组各种规格的碎石原材检测后，进行了十几个级配组合试验，最后选定了十个级配组合进行击实试验，同时进行试验室内的平行检测验证，经过验证检测结果稳定。检测结果发给项目部，极大的方便了施工控制。保证了回填工程施工的连续性和施工工程质量，缩短了施工周期。得到了业主、监理和施工方的认可。

五、砂石填料干密度与砂率关系及其它影响因素

1.回填材料中砂石比例的影响。根据不同工程的要求，根据不同的材料往往会设计出不同的砂石配比，比如80%砂，20%碎石，70%砂，30%碎石，60%砂，40%碎石，50%砂，50%碎石，30%砂，70%碎石，20%砂，80%碎石。不同的配合比对于不同规格的材料，最佳含水量和最大干密度可能相差很大，所以对于施工方来说，严格执行试验提供的最佳配合比，控制好回填砂石的比例在实际施工中非常重要。否则在现场检测取样时，如果某一测点的碎石比例较小，必然会影响干密度。这个在我市某道路沟槽砂石回填材料实测干密度及填料级配的简单对比都得到了验证，根据在实验室同种材料最佳沙砾比设计值:70%砂30%石，最大干密度检测值为2.05g/cm³，设计要求压实度≥95%,实测的20个点的结果为(g/cm³)：1.97、2.01、1.99、1.97、2.00、1.99、2.01、1.98、1.97、1.99、1.97、1.99、1.96、2.01、1.98、1.97、1.99、2.01、1.98、2.00，压实系数为(%)：96、98、97、96、98、97、98、97、96、97、96、97、95、98、97、96、97、98、97、98都大于等于设计值0.95，筛分后分析砂率在（69.2%～70.6%）范围内，接近于70%砂30%石。从本次工程项目的检测数据能够得到，回填级配材料拌合越均匀，压实后的干密度数据越稳定，同时根据过去的测试经验，施工方使用机械搅拌回填明显优于人工搅拌均匀性，严格执行配合比比较容易实现，控制好砂率回填材料的最大干密度才能一致。2.回填材料的含水量对干密度的影响是影响压实效果的另一个重要因素，根据击实试验得到最佳含水量，获得理论最大干密度。如果土壤中的含水量过高或过低，都不能达到最大干密度。对于同一类型的土，只有在一定的含水量下才能达到一定的干密度，只有在最优含水下，土才能压实到最大干密度。在现场测试过程中，经常会遇到施工现场回填材料含水量高的问题，尤其是在雨季施工期间。施工方一般难以控制，只有采取措施降低材料的含水率，才能达到良好的压实效果。但这只是意味着含水量对压实有一定的影响，而不是只有达到最佳含水量才能满足压实系数要求。事实上，在施工现场也很难将回填砂石材料控制在理论最佳含水量。只有当回填砂石材料的含水量在压实过程中过高或过低时，才会对干密度产生显著影响。然而，对于压实后的砂石材料，由于压实后内部空隙较小，水对其干密度的影响通常不明显。如我市某道路砂石回填压实后遇到降雨，施工方担心对其干密度的影响，经实测，其含水率略高，但10个测点的压实系数均满足设计要求。同时，根据试验结果，当砂砾混合料中砂砾的比例较大砂率较小时，其干密度受含水量的影响较小。3.能否随机均衡分布测点直接影响压实度结果。如果测点过少不能代表实际的回填工程质量，测点太多完全是对检测资源的浪费。正确选择测点并严格遵守标准中规定的测试频率具有很强的现实意义，在进行压实系数检测时，选点要适当，选点要随机，检测频率也要符合规范的要求，检测结果可以客观地反映砂石回填工程质量的实际情况。可以看出，砂率、含水率、测试点的选择、材料种类规格的差异等因素都在一定程度上影响压实系数。同时有些因素并不是绝对的，在现场施工时，含水量较低但压实度好，或者含水量较高但砂石比控制合理，压实度优良，也能满足压实系数的要求。由于道路工程沟槽回填工程对压实系数的要求相对宽松，一般在0.95左右，只要认真对待，按照施工工艺进行，一般能达到设计要求。

六、关于回填用砂石最大干密度试验的几点建议：1.回填材料的砂率及级配一致，拌和均匀无离析。2.表面振动压实仪法标准规定的干法，容易导致砂石分离，造成试验结果偏离较大，经本人多次验证适当的含水率，可以有效地防止振动过程中的砂石分离，得到的最大干密度稳定可靠。3.砂石填料的级配对其干密度和密实度有很大影响，同时砂石材料本身的特性、取样过程的随机性、试验过程中的天气、湿度及人为测量误差，在对试验数据收集整理时，除了最大干密度、最佳含水率以外，还应包括砂率、填料中最大粒径和级配的数据，达到该方法的最佳适用性，服务于级配砂石回填工程。

参考文献：

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