动力锥贯入仪测试路基回弹模量方法

动力锥贯入仪（Dynamic Cone Penetrometer，DCP）在英国、美国、南非等国家被广泛用于测定路面结构性能，法国还使用一种类似的可变能量动力贯入仪（PANDA）进行压实控制。

本方法适用于动力锥贯入仪（DCP）现场快速测试无结合料材料路基、路面CBR值，用以评估其强度。

1.仪具与材料技术要求

（1）DCP 结构与形状如图 2.3.11 所示，包括手柄、落锤、导向杆、联轴器（锤座）、扶手、夹紧环、探杆、1 m刻度尺、锥头。

标准落锤质量为 10 kg，落锤材料应采用45 号碳素钢或优于 45 号碳素钢的钢材，表面淬火后硬度 HRC 取 45～50，探杆和接头材料应采用耐疲劳强度的钢材。

图2.3.11　动力锥贯入仪的结构与形状示意图

1—手柄；2—落锤；3—导向杆；4—联轴器；5—扶手；6—夹紧环；7—探杆；8—1 m 刻度尺；9—锥头。

锥头锥尖角度为 60°，最大直径 20 mm，允许磨损尺寸为 2 mm。锥头尖端最大允许磨损尺寸为 4 mm，否则必须更换。

（2）其他：扳手、铁铲等。

2.方法与步骤

（1）准备工作。

① 放入落锤，将仪器的导向杆与探杆在联轴器处紧固连接，保证不会松动。

② 将 DCP 竖直立于硬地（如混凝土）上，然后记录零读数。

③ 根据需要选择有代表性的测点，测点应位于平整的路基、路面基层、面层上。如果要探测的层位上面有难以穿透的坚硬结构层时，应钻孔或刨挖至其顶面。

（2）测试步骤。

① 将DCP放至测点位置。一人手扶仪器手柄，使探杆保持竖直。一人提起落锤至导向杆顶端，然后松开，使之呈自由落体下落。如果试验中探杆稍有倾斜，不可扶正；如果倾斜较大，造成落锤不是自由落体，则该点试验应废弃。

② 读取贯入深度。每贯入约 10 mm 读一次数，记录锤击数和贯入量。对于粒料基层，可能每5次或10次锤击读数一次；对于比较软弱的结构层，可能每1～2次锤击读数一次。

③ 连续锤击，测量，直到需要的结构层深度。当材料层坚硬，贯入量低到连续锤击 10次而无变化时，可以停止试验或钻孔透过后继续试验。

④ 将落锤移走，从探坑中取出DCP仪器。

3.计 算(www.xing528.com)

（1）DCP的测试结果可用以锤击次数为横坐标、贯入深度为纵坐标的贯入曲线表示。

（2）按下式（2.3.19）计算平均每次的贯入量即贯入度 Dd，根据相关性公式（2.3.20）计算 CBR 值。

式中 Dd——贯入度，mm；

D——贯入量，mm；

n——锤击次数。

式中 CBR——结构层材料的现场 CBR 值；

a，b——回归系数。

（3）也可以按公式（2.3.21）计算出动贯入阻力Qd，按得出的相关关系公式（2.3.22）计算CBR值。

式中 Qd——动贯入阻力，kPa；

m——贯入器被打入部分(包括锥头、探杆、锤座和导向杆等)的质量，kg；

M——落锤质量，kg；

g——重力加速度，g＝9.8 m/s2；

H——落距，m；

A——探头截面积，cm2。

4.相关性试验

利用当地材料进行相关性试验，参照《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450—2019）相关性试验方法的规定建立现场 CBR 值与用 DCP 测试的贯入度 Dd或动贯入阻力 Qd之间的相关性关系式（2.3.20）或式（2.3.22）。测点数宜不少于 15 个，相关系数应不小于 0.95。