公路路基的施工質量關系到整個工程的質量、進度和車輛運行安全，科學、合理的監控測試方法是保證路基施工的重要措施。在路基施工中，土體壓實是一個最基本的問題，世界各國對土體壓實質量執行的標準不同，檢測方法也各異。各國現行路基壓實標準有10種以上，均是以各個國家或部門根據自己多年經驗累積而得的。這些壓實指標互相關聯，可歸納為兩大類，即測試土的物理指標和測試土的力學指標。力學指標是反映土的強度和變形的綜合指標,如地基系數K30、二次變形模量Ev2等；物理指標是為滿足力學性能的輔助指標，如壓實系數K、孔隙率n。目前我國公路路基土體壓實主要以密實度（壓實度）指標即壓實系數K來檢測和判斷路基的壓實質量。雖然壓實度為參數的路基壓實質量標準具有擊實試驗指導現場施工、現場檢測簡便等優點，但在公路路基施工中發現僅僅用密實度指標來檢測和判斷路基壓實質量有其局限性：從土體性能方面，由于路基填土的施工方法不同，含水量的差異和擊實標準的差別，相同密實度的土體其力學性能指標有較大差異；從施工控制方面，對于某個路基工程，少則幾公里，多則幾十公里，不同土層，不同段落土樣變化大，增加了擊實試驗，存在多個土的最大干容重，在回填壓實過程中，特別是在路基改建工程中，不同土容易混雜一起，造成實際回填土與擊實試樣土的最大干容重不對應，壓實度難以控制，給工程施工增加麻煩。因此，在檢測密實度的基礎上，將強度及變形指標作為反映路基承載力的壓實標準，是國內外路基施工質量檢測技術的發展方向。
目前我國鐵路行業已經將強度及變形指標作為壓實質量檢測指標。《鐵路路基工程質量檢驗評定標準》(TBl0414—2003)
[1]和《鐵路路基設計規范》(TBlOOOl一2005)新建時速160km客貨共線鐵路基床壓實標準中
[2]已把壓實系數K、孔隙率、相對密度Dr物理指標和地基系數K30土的力學指標配合使用。
在路基工作區內，路基實際承受的荷載不僅有靜荷載，還有車輛行駛時對路基產生的動荷載，并且以動載荷引起的應力為主。車輛行駛速度愈高，動荷載產生的沖擊力對路基的影響更為明顯，也就是說，路基的穩定性和變形問題主要是由于動荷載引起的，所以，采用模擬車輛行駛時產生的動應力及動應變指標作為路基的填筑質量檢測標準將更科學合理、更符合實際情況。動態變形模量Evd自1999年秦沈客運專線路基檢測中被引入，經過幾年的試驗研究，在Evd動態變形模量測試儀器、方法等方面取得了進展。動態變形模量檢測方法也已經納入鐵道部行業標準《鐵路工程土工試驗規程》(TBl0102—2004)
[3]，動態變形模量Evd已成為《京滬高速鐵路設計暫行規定(上、下)》(鐵建設(2004)157號)
[4]、《新建時速200—250公里客運專線鐵路設計暫行規定(上、下)》(鐵建設（2005)140號)
[5]和《客運專線無碴軌道鐵路設計指南》(鐵建設函[2005]754號)
[6]中控制基床表層和過渡段路基壓實質量的指標之一。在這里，通過介紹動態變形模量檢測在鐵路路基工程中的發展，探討其在公路路基壓實質量檢測中的應用，以供公路行業參考。
1 動態變形模量概念
動態變形模量Evd(dynamic modulus of deformation)是指土體在一定大小的豎向沖擊力和沖擊時間作用下抵抗變形能力的參數。由彈性各項同性半空間體上圓形局部荷載的公式計算模量：
Evd=ω（1-μ
2）dσ/s(MN/m2)
[7] （1-1）
式中：End—動態變形模量(MPa)，計算至0.1MPa；
ω---沉降影響系數，對剛性載荷圓形板取0.79;
μ---土的泊松比，取值0.21
d----圓形剛性荷載板的直徑，取值300mm
σ---荷載板下最大動應力，它是通過在剛性基礎上，由最大沖擊力F＝7.07 kN；荷載脈沖沖擊時間r＝18ms時標定得到的，即σ＝O.1MPa
s----實測荷載板下沉幅值mm
Evd=0.79*（1-0.21
2）*2rσ/s=1.5 rσ/s=22.5/s(MN/m2) (1-2)
r-----圓形剛性荷載板半徑，取值150（mm）
2 Evd動態平板荷載試驗及特點
Evd動態平板載荷試驗法是采用動態變形模量測試儀來監控檢測土體壓實指標——動態變形模量Evd值的試驗方法。動態平板荷載試驗是一種新的檢測方法，與其他傳統的試驗方法相比，具有以下特點：
1.用Evd動態平板載荷試驗方法檢測路基的動態變形模量Evd指標，操作簡單、測試速度快，檢測一點只需三分鐘。所以，在施工中可以增加檢測點的數量，使試驗數據更全面、更有代表性;并且還可以隨時跟蹤檢測，真正實現施工過程中的質量監控。
2.該檢測方法是模擬列車高速行駛時對路基產生的沖擊效應進行動態測試，與靜載試驗相比，更能反映路基土的實際受力情況，所以這種測試方法特別適合鐵路、公路、機場等受動荷載作用的地基質量監控測試。
3.檢測儀器體積小、重量輕(總重量不超過35公斤，單件重不超過15公斤)、安裝攜帶方便，且不需外加附屬設備。在路基的狹窄地段，如路橋過渡段、邊坡附近檢測也非常方便﹑適用。
4.通過在細粒土、碎石土、粗粒土、級配碎石等土類，幾百組與靜載測試的對比試驗，試驗結果表明：在同一路段，填料相同時，兩者具有良好的相關關系。測試數據數字顯示且現場打印，確保測試結果準確、客觀。
5.無核輻射及廢氣等污染，操作使用安全、環保。
3 動態變形模量測試儀及工作原理
3.1 動態變形模量測試儀結構
動態變形模量測試儀也稱輕型落錘儀(德文縮寫：LFG)，是用于檢測土體壓實指標動態變形模量值的專用儀器，主要有落錘儀和沉陷測定儀組成。落錘儀包括：脫鉤裝置、落錘、導向桿、阻尼裝置、承載板等；沉陷測定儀主要包括傳感器、放大器、數據處理器、打印機和電源。見圖21.3.1
3.2 動態變形模量測試儀的工作原理
動態變形模量測試儀是采用一定質量的落錘，從一定高度自由落下，通過阻尼裝置、承載板，對路基產生瞬間的沖擊，使路基產生沉陷。也就是采用一定質量的落錘，從一定高度自由落下，模擬列車運行時對路基產生的動荷載效應沖擊路基，在沖刷能相同的條件下，測試路基的垂直變形值，以此計算路基的動態變形模量Evd指標。根據公式（1-2）計算的動態變形模量值即代表被測點的承載力。從理論上講，路基碾壓越密實，沉陷值越小，路基的動態變形模量Evd值越高;反之，路基的Evd值越低。
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動態變形模量測試儀技術參數的確定
公式（1-1）中動應力（沖擊力）σ是由落錘的落高和阻尼裝置控制，它的大小及延時時間要符合列車高速運行時對路基產生的沖擊力，“暫規”中規定，路基最大設計動應力為0.1MPa。動態變形模量測試儀的測試深度，即落錘自由下落對路基產生的沖擊影響深度，也是該測試儀的主要技術指標和研究內容之一。落錘的質量和落高是決定沖擊影響深度的主要因素，落高一定時，落錘越重，影響土體的深度越深，反之則越淺。但對于便攜式測試儀來說，落錘太重，不便于攜帶。所以在研制時，采用直徑為300mm的承載板，10kg的落錘。落錘從一定高度自由落下，通過阻尼裝置、承載板對路基產生沖擊，再通過在土體中不同深度處分層埋設壓力傳感器的試驗方法，測試沿土層深度方向錘擊能量衰減的程度，來確定沖擊影響深度。根據測試數據分析，錘擊能量的大部分(約70%)消耗在40cm厚的土層內。因此可以得出落錘沖擊路基的影響深度為40～50cm，滿足路基施工中每層填土碾壓后30cm的分層檢測要求。
用動態變形模量測試儀檢測路基的承載力，與動力觸探法檢測路基的承載力相比，它們的相似之處在于：它們都是采用一定質量的落錘，以一定高度自由落下。但兩者的檢測原理和檢測方法完全不同：動力觸探設備簡單，操作方便，檢測速度快，但影響檢測結果的因素較多，如探桿側壁摩擦阻力的影響、地下水的影響、探桿的連接剛度等，是一種較為粗略的定性方法;而動態變形模量的檢測方法是采用電子技術獲得路基填筑信息或數據的一種先進的檢測方法，可直接測得路基在動荷載作用下所發生的力和變形的參數，即動態變形模量。
4 動態變形模量測試驗儀的主要技術性能參數及適用范圍[8]
適用范圍：Evd動態變形模量測試儀適用于粒徑不大于荷載板直徑1/4的各類土和土石混合填料，測試有效深度范圍為400～500mm。它廣泛適用于鐵路、公路、機場、城市交通、港口、碼頭及工業與民用建筑的地基施工質量監控測試。也能適用于場地狹小的困難地段的檢測，如路橋(涵)過渡段及路肩的檢測。
動態平板荷載試驗方法與動態變形模量測試儀的應用，真正實現了路基承載力檢測方法的大幅度減化，試驗結果更符合實際，檢測速度、效率大幅度提高，經濟效益和社會效益顯著提高。
采用動態變形模量來評價路基的壓實效果和施工質量，更符合路基土體實際受力特性，更科學合理，是國內外路基施工質量檢測技術的發展方向。目前車輛超載超限情況嚴重，公路發生沉陷、縱向裂縫等病害主要原因是由于路基施工強度不足引起的，所以公路路基工程有必要在檢測密實度的基礎上，將動態變形模量作為反映路基承載力的壓實標準，將土的物理指標和力學指標配合使用，確保路基強度和穩定。
