土石混合料具有强度高、压实密度大、沉降变形小、透水性能好、抗冲刷性能高以及可就近取材等优点而被普遍采用作为路基填料。鉴于新疆丰富的土石混合料资源，本项目路基选用天然土石混合料进行填筑。但由于天然砂砾的均质性差，0.075mm以下的颗粒含量均少于10，是不具粘聚性的材料，路基的压实指标检测较为困难。因此土石混合料路基压实质量的检测和控制是确保路基具有良好的稳定性和较小沉降的关键。
路基压实与检测技术对细粒土而言，无论压实理论、工程实践与规范、检测标准都己相当成熟，但国内外对土石混合料的研究还较少，现行的技术标准和规范关于土石路基的条文要求较笼统，这给设计、施工、检测及监理等方面具体操作带来了不小的困难，严重制约了土石混合料在实际工程中的应用。因此，迫切需要研制与开发快速评定土石混填路基压实质量的方法，以便加快施工进度、提高路基压实质量。
近年来，随着Evd动态回弹模量测试仪的研究、引进与应用，我国对该项技术的了解和掌握也在不断地深入。动态回弹模量指标无论从定义、原理，还是仪器的精度、可靠性以及操作等方面，较灌砂法测定压实度具有合理性和优越性。其中，Evd为动态测试，符合土体实际受力状况，且Evd仪器体积小、质量轻、便于携带、安装及拆卸方便、操作简便、自动化程度高、测试速度快、性能稳定、测试精度高、检测费用低、适应范围广，设计上以人为本，无任何核辐射、废气等污染，属于环保型技术。动态变形模量Evd标准的采用，可真正实现试验方法的大幅度简化、减轻试验人员的劳动强度、提高检测效率，试验结果将更符合实际，更能保证测试结果的准确、客观。
目前，Evd动态回弹模量测试在我国铁路建设中开始应用，在铁路工程土工试验规程（TB10102-2004）中，已说明Evd与地基系数K30的换算关系式，在2004年修编的京沪高速铁路设计暂行规定、京沪高速铁路路基施工暂行规定和京沪高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准中，已规定了用Evd测定级配碎石、级配砂砾石、中粗砂压实度的标准。但是在公路工程中对动态回弹模量Evd控制压实质量的应用较少，各种材料没有作系统的对比测试研究，也没有统一的路基填料的压实标准以及动态回弹模量测试路基压实质量标准的适用性和适用范围。
国道314线库车－阿克苏高速公路位于新疆维吾尔自治区南疆的阿克苏地区境内。起点与已经开工的G314线库尔勒－库车高速公路相接，终点为阿克苏市建化厂，途经库车、新和、温宿、阿克苏市。主线路线全长258.645千米。项目的建设对完善新疆和阿克苏地区的公路网，改善投资环境，加快南疆经济发展的步伐，进一步开发利用当地的矿产旅游资源，缓解交通压力具有重要意义。天然砂砾在新疆储量丰富，作为一种良好的筑路材料，可以用作路基填筑或低基层，国道314线库车－阿克苏高速公路路基填筑工程量达二千万立方米，按目前工期要求，每天最少需填筑10万M3 砂砾石料，每层松铺30CM，若按现有的压实度检测频率2000m2 4个点计算，每天需检测压实度1000点，全线共需要检测压实度16万次，需花费大量的人力物力，且严重影响到路基填筑速度与工期。鉴于此，迫切需要快速检测方法来进行路基压实度的评定。通过分析确定采用目前较为科学可靠且已成功用于高速铁路路基质量控制的动态回弹模量法，通过分析土石混填路基动态回弹模量Evd与压实度的关系，对土石混合料填筑路基压实质量的快速评定进行可行性分析论证，以节约工程造价，提高高速公路使用寿命。
二、试验方案 2.1 原材料 本试验原材料选用新疆阿克苏地区天然土石混合料，根据对现场土石混合料的调查，分析沿线不同路段不同料源的土石混合料级配、材料性能等，按照最大粒径的不同将土石混合料分类，选择代表性路段土石原材料进行试验。
2.2 试验方法 本试验根据不同层位的设计要求，依照公路路基路面现场测定规程JTG E60-2008，选用挖坑灌砂法测定压实度试验方法、落锤式弯沉仪测定动态回弹模量试验方法等进行现场试验。
2.2.1 灌砂法测定压实度试验 采用公路路基路面现场测试规程（JTG E60-2008）规定中的灌砂法。
灌砂法是用均匀颗粒的砂由一定的高度下落到一个规定容积的筒或洞内，根据其单位质量不变的原理，来测定试洞的容积，用试洞的容积代表洞中取出材料的体积。然后计算压实状态试件的湿密度及其含水率w，用下式计算填土干密度 （1） 式中试件的干密度（g/cm3）；
试件的湿密度（g/cm3）；
w含水率（）。
2.2.2 手持式落锤弯沉仪（FWD）试验 落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer）是目前国际上最先进的一种路面弯沉强度无损检测设备之一。手持式落锤弯沉仪是近年出现的检测反映路基动荷载特性承载力指标--动态回弹模量 Evd值的一种新的检测方法，它是通过动力加载检测路基的动态回弹模量值来监控和评价路基填筑质量。
Evd动态变形模量测试仪也称轻型落锤仪，是用于检测土体压实指标动态回弹模量的专用仪器。该仪器的工作原理是利用落锤从一定高度自由下落在弹簧阻尼装置上，产生的瞬间冲击荷载，通过弹簧阻尼装置及传力系统传递给30cm2的承载板，在承载板下面即测试面产生符合汽车高速运行时对路基面所产生的动应力，使承载板发生沉陷，即阻尼振动的振幅，由沉陷测定仪采集记录下来。沉陷值越大，则被测点的承载力越小；
反之，越大。
动态回弹模量 Evd值由下式求得 （2） 式中λ承重板形状影响系数，取 1.5；
σ路基面最大动应力（MPa），取0.1 MPa；
r承重板半径mm，取150mm；
S承重板的垂直沉陷值（mm）。
Evd 动态回弹模量试验弥补了静力加载不能真实反映汽车高速运行时动荷载对路基的作用状况的不足，更适合高速公路路基填筑质量的监控。
Evd 动态回弹模量适用于粒径不大荷载板直径1／4的各类土、土石混合填料、非胶结路面基层及改良土，测试有效深度范围为4050cm。广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、港口、码头及工业与民用建筑的地基施工质量监控测试，也能适用于场地狭小的困难地段的检测，如路桥涵过渡段及路肩的检测。
铁路工程土工试验规程（TB10102-2004）规定的路基压实指控标准如表1所示。
表1 铁路工程土工试验规程（TB10102-2004）规定的路基压实指控标准 本试验采用德国格哈德聪机械厂生产的ZFG2000型手持式落锤弯沉仪进行试验，试验中弯沉试验仪可自动记录动态弯沉值和动态回弹模量。其技术参数如下所示 落锤质量10kg；
最大冲击力7.07kN；
冲击时间18ms；
承重板直径300mm；
动态弯沉测量范围0.2-30mm0.02mm；
传感器加速度范围100g；
频率范围0-500Hz；
温度范围0-50℃。
三、试验结果与分析 3.1 原材料分析 选取沿线具有代表性的两种原材料，进行试验，其结果如下。
原材料1，最大粒径为100mm，天然含石量为66.7，其级配曲线如图1所示。试验选取路段为K959300--K959500及K9600--K960300两段。
图1 原材料1级配曲线 原材料2，最大粒径为20mm，天然含石量为36.6，其级配曲线如图2所示。试验选取路段为K767600--K767900。
图2 原材料2级配曲线 3.2 最大干密度确定 3.2.1 原材料1最大干密度试验 对于土石混合料，由于试验设备的限制只能测定出最大粒径在某一范围时的最大干密度。我国公路土工试验规程JTG E40-2007允许最大粒径dmax60mm。为了解决原材料1最大干密度确定问题，本试验采用相似级配延伸法。这种处理方法按照几何相似条件等比例将原型级配缩小，以达到规范允许的最大粒径要求。
根据相似级配延伸法，拟定Mr1.7、Mr2.5、Mr5.0三种模比。按照模比相似级配级配曲线，配制土石混合料试件，采用表面振动压实仪法中湿土法进行振动压实，以得到不同相似模比对应的最大干密度，其数据如表1所示。
三种模比相似级配如图3所示。
图3 原材料1相似模比级配曲线 表2 原材料1相似模比对应最大干密度试验结果 相似模比 最大干密度（g/cm3） 1.7 2.37 2.5 2.32 5.0 2.26 根据统计学方法对其进行线性回归，得到相似模比与最大干密度相互关系的回归预测方程，如图4所示 图4 相似模比最大干密度关系图 相似模比与最大干密度的回归预测方程与实际测定数据存在线性相关，相关系数R20.9574。
其预测公式为 （3） 式中y最大干密度（g/cm3）；
x相似模比。
根据公式（3），可得到真实土石混合料的最大干密度，即相似模比为1.0时的最大干密度。原材料1的最大干密度为2.38 g/cm3。
3.2.2 不同含石量的最大干密度试验 根据不同含石量的振动击实结果，得到土石混合料最大干密度与含石量的关系。
在试验中对含石量的定义如式（4）所示 （4） 式中含石量（）；
大于5mm粒径以上干土质量（g）；
干土总质量（g）。
根据式（4）的定义，按照土石混合料的级配曲线，配制不同含石量（30、40、50、60、70、80）的土石混合料试件，采用表面振动压实仪法中湿土法进行振动压实，以得到不同含石量下的最大干密度。
不同含石量（30、40、50、60、70、80）对应的最大干密度试验所得数据如下所示 表3 不同含石量对应最大干密度试验结果 含石量（） 最大干密度（g/cm3） 30 2.24 40 2.27 50 2.30 60 2.36 70 2.41 80 2.42 根据统计学方法对其进行线性回归，得到的含石量与最大干密度相互关系的回归预测方程和相关系数如图5所示 图5 含石量最大干密度关系图 含石量与最大干密度的回归预测方程与实际测定数据存在线性相关，相关系数R20.9816。
其预测公式为 （5） 式中y最大干密度（g/cm3）；
x含石量（）。
现场检测时根据不同的含石量，将含石量带入公式（5）以确定对应的最大干密度，为压实度检测提供适合的最