公路工程建材检测中路基材料的性能测试要点

路基是公路工程的“地下脊梁”，其材料性能直接决定了公路的承载能力、稳定性与使用寿命。在公路工程建材检测中，路基材料的性能测试是把控施工质量的核心环节——从压实度、含水量等基础指标，到强度、水稳定性等长期性能指标，每一项测试都需遵循严格的标准与实操要点。本文结合公路工程检测的实际需求，系统梳理路基材料性能测试的关键环节与技术细节，为检测人员提供可落地的操作指南。

现场取样：保证测试结果的代表性

现场取样是路基材料性能测试的第一步，若取样不具代表性，后续测试再精准也无法反映真实情况。取样需遵循“随机、均匀、足量”原则：检测段落（通常100m）内需覆盖路基中心、边缘与坡脚，取3-5个样；填方路基在每层碾压后取样，挖方路基在开挖未碾压前取样。

细粒土用环刀垂直切入土中，避免扭转扰动；粗粒土用灌砂法收集试坑全部土样；砂砾土用四分法缩分——将土堆成圆锥，均分四部分取对角两部分混合，重复至所需质量。取样后需用塑料袋或铝盒密封，防止水分流失或污染，含水量测试样需4小时内检测，否则冷藏（4℃以下）。

实际检测中，取样代表性易被忽视：仅取中心样会遗漏边缘松散区，扰动土样会导致干密度偏小、压实度偏高。因此检测人员需严格按规范操作，确保样土能反映路基整体质量。

击实试验：确定路基材料的压实控制参数

击实试验是路基施工前的关键环节，目的是确定土样的最大干密度与最优含水量——这两个参数是压实度计算的基准，直接指导现场碾压控制。

试验分轻型（低等级公路，锤重2.5kg、落距30cm、每层27击）与重型（高等级公路，锤重4.5kg、落距45cm、每层56击）。取5个不同含水量的土样（覆盖最优含水量±4%），分层击实成直径100mm、高127mm试样，测湿密度与含水量，计算干密度（干密度=湿密度/(1+含水量)）。

以含水量为横轴、干密度为纵轴绘制击实曲线，峰值对应最大干密度，对应含水量为最优含水量。粘性土曲线呈单峰型，砂砾土曲线较平缓。例如某粘性土最大干密度1.8g/cm³、最优含水量15%，则现场压实度95%时，干密度需≥1.71g/cm³，碾压前含水量需控制在13%-17%。

路基材料压实度测试：从方法选择到结果判定

压实度反映土样压实后的密实程度，直接影响路基强度与沉降。常用方法有环刀法、灌砂法、核子密度仪法，需根据土样类型选择。

环刀法适用于细粒土：用环刀垂直切入土中，刮平两端，称湿重、测含水量，算干密度（干密度=湿密度/(1+含水量)），再与最大干密度比得压实度。需注意避免土样扰动，否则结果偏差。

灌砂法是粗粒土首选：先标定标准砂密度，挖试坑（大小与砂筒匹配，粗粒土试坑直径比砂筒大50mm），收全部土样，称湿重、测含水量，倒标准砂至坑口，算试坑体积（体积=（砂筒砂质量-剩余砂质量）/标准砂密度），最终得干密度。试坑挖掘需完整，否则体积偏大、压实度偏低。

核子密度仪法快速：用放射性元素测密度与含水量，需先校准（用已知密度块或灌砂法），不能在有钢筋处用，结果需与灌砂法对比。压实度判定需符合规范：上路床≥95%、下路床≥93%、路基下部≥90%，特殊路段提高1-2个百分点。

含水量测试：把握路基材料的“湿度红线”

含水量是压实效果的关键变量：过高导致“弹簧土”，过低则难压实。需贯穿施工全程——击实前测天然含水量，施工中监控碾压前含水量，压实后配合压实度测含水量。

烘干法是金标准：取15-30g细粒土或50-100g粗粒土，放铝盒称湿重，105-110℃烘干至恒重（两次称重差≤0.1g），算含水量（w=(湿重-干重)/干重×100%）。过程中不能开烘箱门，避免水分重吸收。

酒精燃烧法快速：取20g土样，加95%酒精燃烧3次，称干重算含水量。优点是15分钟完成，缺点是精度低（比烘干法低1-2个百分点），仅适用于现场筛查。

快速水分测定仪用红外/卤素加热，几分钟出结果，但需定期用烘干法校准，否则误差大，不能用于正式报告。现场需将含水量控制在“最优含水量±2%”，过高晾晒或掺生石灰，过低洒水湿润。

强度指标测试：CBR与无侧限抗压强度的实操细节

强度是路基承载能力的核心，常用加州承载比（CBR）与无侧限抗压强度（UCS）。CBR反映局部荷载抵抗能力，是路面设计参数；UCS反映粘性土整体抗压能力。

CBR试验：按最大干密度与最优含水量制样（细粒土击实、粗粒土静压），直径152mm、高170mm，泡水4天（水面高试样25mm），然后用1mm/min速率贯入，记录2.5mm、5mm时荷载，算CBR（CBR=贯入荷载/标准荷载×100%，标准荷载2.5mm时13.2kN、5mm时20kN）。若5mm时CBR更大，以5mm为准。

无侧限抗压强度试验：制直径100mm、高200mm粘性土试样，养护7天，1mm/min速率加载至破坏，算UCS（UCS=最大荷载/试样截面积）。结果取3个试样平均值，误差超15%需舍去。

结果判定：上路床CBR≥8%、下路床≥5%、路基下部≥3%；粘性土UCS≥0.5MPa、水泥稳定土≥1.5MPa。强度不足需换填料或掺水泥/石灰加固。

颗粒分析试验：解析路基材料的级配合理性

颗粒分析测不同粒径颗粒含量，判断级配是否合理——级配好的材料压实度高、透水性好，级配差的易出现空隙大、沉降大问题。

筛分法适用于≥0.075mm粗粒土：烘干土样过2mm筛，粗粒部分用60mm、40mm、20mm等筛子从粗到细筛，细粒部分用0.5mm、0.25mm、0.075mm筛，称各筛上质量，算分计筛余（某筛土样占总质量百分比）与累计筛余（某筛及以上总和），绘级配曲线（横轴粒径对数、纵轴累计筛余）。

密度计法适用于<0.075mm细粒土：取10g土样，加六偏磷酸钠分散，倒1000ml量筒，用密度计测不同时间悬液密度（颗粒越小沉降越慢），算各粒径含量。需注意分散剂用量，过少土粒团聚、结果偏大，过多影响密度、结果偏小。

级配判定参考规范：级配碎石要求≥40mm颗粒≤5%、≥20mm≤25%、≤0.075mm≤10%。曲线平缓说明级配好，陡峭说明级配差。级配差的材料需掺不同粒径颗粒调整，如单一砂砾掺细砂改善级配。

水稳定性测试：模拟路基的“抗水侵蚀能力”

水是路基隐形杀手，水稳定性测试模拟水环境，评估材料在水作用下的性能变化。

冻融循环试验（北方地区）：取压实试样测初始强度，-18℃冻24小时、20℃水融24小时，重复5次，测剩余强度，算强度损失率（(初始-剩余)/初始×100%）。损失率≤20%为合格，否则需换填料或做防水处理。

浸水崩解试验（膨胀土/软土）：取原状或压实试样放水容器，观察崩解时间与量。膨胀土若30分钟内崩解超50%，不能作路基填料；粘性土崩解时间>2小时、量<10%，适合做路基。

CBR泡水试验也是水稳定性指标：泡水4天后CBR值与未泡水比，保留率≥80%为好。多雨地区需选水稳定性好的填料（如砂砾土），或铺排水层快速排雨水。

回弹模量测试：量化路基的“变形抵抗能力”

回弹模量反映路基变形抵抗能力，是路面设计重要参数（算弯沉值与基层弯拉应力）。

现场承载板法：选平整点铺细砂，放300mm直径承载板，装测桥与百分表，逐级加载（每级0.05MPa），稳定后读沉降，卸载读回弹沉降，重复3次取第三次计算。公式：E0=πD(1-μ²)/4 × (Σp_i/Σl_i)（D承载板直径、μ泊松比0.3、p_i级荷载、l_i回弹沉降）。

室内三轴试验：制直径100mm、高200mm试样，加围压（上路床100kPa、下路床200kPa），加载轴向应力测回弹变形，算回弹模量。室内试验可控制应力，但需与现场法对比验证。

设计要求：上路床回弹模量≥30MPa、下路床≥20MPa、路基下部≥15MPa。不足需换填或加土工格栅，或增加路面厚度。