路基路面试验检测技术压实度试验检测方法.pdf

《路基路面试验检测技术压实度试验检测方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基路面试验检测技术压实度试验检测方法.pdf（13页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2.压实度试验检测方法 2.1标准密度（最大干密度）和最佳含水量的确定方法 由于筑路材料结构层次等因素的不同，确定室内标准密度的方法也多样化，有些 方法需在实践中进一步完善。最大干密度是指在标准击实曲线（驼峰曲线）上最大的 干密度值，该值对应的含水量即为最佳含水量。2.1.1路基土的最大子密度和最佳含水量确定方法 路基受到的荷载应力，随深度而迅速减少，所以路基上部的压实度应高一些；另 外，公路等级高，其路面等级也高，对路基强度的要求则相应提高，所以对路基压实 度的要求也应高一些。因此，高速、一级公路路基的压实度标准，对于路床 080cm 应不小于 95%,路堤 80150cm 应不小于 93%

2、,150cm以下应不小于 90%；对于零填 及路堑、路槽底面以下 030cm 应不小于 93%。在平均年降雨量少于 130mm且地下水位低的特殊干旱地区（相当于潮湿系数 W 0.25地区）的压实度标准可降低 2%3%。因为这些地区雨量稀少，地下水位低，天然土的含水量大大低于最佳含水量，要加水到最佳含水量惜况下进行压实确有很大 困难，压实度标准适当降低也不致影响路基的强度和稳定性。在平均年降雨量超过 2000mm,潮湿系数2的过湿地区和不能晾晒的多雨地区，天然土的含水量超过最佳 含水量 5%时，要达到上述的要求极为困难，应进行稳定处理后再压实。山于上的性质、颗粒的差别，确定最大干密度的方法也有区

3、别，除了一般上的“击实法”以外，还有粗粒上和巨粒上最大干密度的确定方法。曲于击实功的不同，可分为重型和轻型击实，两个试验的原理和基本规律相似，但重型击实试验的击实功 提高了 4.5倍。击实试验中按釆集土样的含水量，分湿土法和干土，法；按土能杏重 复使用，也分为两利即土能重复使用和不能重复使用。选择时应根据下列原则进行：根据工程的具体要求，按击实试验方法种类中规定选择轻型或重型试验方法；根据土 的性质选用于土法或湿土法，对于高含水量上宜选用湿土法；对于非高含水量土则选 用于土法；除易击碎的试样外）试样可以重复使用。振动台法与表面振动压实仪法均是采用振动方法测定土的最大干密度。前者是 整个土样同时

4、受到垂直方向的振动作用，而后者是振动作用自上体表面垂直向下传递 的。研究结果表明，对于元粘聚性自山排水上这两种方法最大干密度试验的测定结果 基本一致，但前者试验设备及操作较复杂，后者相对容易，且更接近于现场振动碾压 的实际状况。因此，使用时可根据试验设备拥有情况择其一即可，但推荐优先采用表 面振动压实仪法。已有的国内外研究结果表明，对于砂、卵、漂石及堆石料等无粘聚 性自山排水上而言，一致公认采用振动方法而不是普通击实法。因此，建议采用振动 方法测定无粘聚性自由排水土的最大干密度。各试验方法的仪器设备、试验步骤等详见公路土工试验规程(JTJI051-93)。2.1.2路面基层混合料最大干密度及最

5、佳含水量确定方法 常见的路面基层材料有半刚性基层及粒料类基层，粒料类基层最大干密度的确定 可参照粗粒土和巨粒土的振动法。半刚性基层材料按照公路工程元机结合料稳定材 料试验规程(JTJ057-94)执行，用标准击实法求得，但当粒料含量高时(50%以 上)，由于击实筒空间的限制，现行方法就不能得出真正的最大干密度，若以此为准,按施工规范要求的压实度成型，所测得的强度和有关参数大小，据此进行设计，势必 造成浪费。同样，如以此为准进行施工质量控制，必然要求太低，不能保证施工质量,因此，需要寻求更科学的方法、下面介绍一种确定最大干密度和最佳含水量的方法，即理论计算法。2.1.2.1.石灰土、二灰稳定粒料

6、 根据室内试验测得结合料的最大干密度 P 1和集料的相对密度 Y,把已确定 的结合料与集料的质量比换算为体积比 VI:V2,则可计算混合料的最大干密度。石 灰土、二灰稳定粒料的最佳含水量 w0 是结合料的最佳含水量 wl 和集料饱水裹覆含 水量 W2 的加权值。饱水裏覆含水量是指把集料浸水饱和后取出，不擦去表面裹覆水 时的含水量。除吸水率特大的集料外，此值对于砾石可以取 3%,碎石可取 4%。2.1.2.2.水泥稳定粒料 此类材料的最大干密度 P0与集料的最大干密度 PG 和水泥硬化后的水泥质量 有关。水泥加水拌匀后，在 105C烘箱中烘干，称试验前水泥质量和烘干后硬化的水泥 质量，即可求得水

7、泥水化的水增量。因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正确测出水泥稳定粒料的最佳含水量。根 据对比试验，水泥稳定粒料的最佳含水量初由水泥的水化水、集料的饱水裹覆含水 量和拌和水泥所需要的水（水灰比为 0.5）三者组成。2.1.3沥青混合料标准密度确定方法 沥青混合料标准密度，以沥青拌和厂取样试验的马歇尔密度或者试验段密度为 准，当采用前者方法时，压实度标准比后者高（详见第二章），无论是用哪种方法，均存在对试件（马氏试件或芯样试件）测密度的问题，在进行密度试验时应根据混合 料本身的特点，可采用下列方法之一：（1）水中重法：本法仅适用于密实的【型沥青混凝土试件，不适用于采用了吸水性 大的集料的沥青混合

8、料试件。（2）表干法，本法适用于表面较粗但较密实的 I型或 II型沥青混凝土试件：但 不适用于吸水率大于 2%的沥青混合料试件。（3）蜡封法：本法适用于吸水率大于 2%的 I型或型沥青混凝土试件以及沥青 碎石混合料试件，不能用水中重法或表干法测密度时，应用蜡封法测定。（4）体积法：本法适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青 混合料试件。具体的试验方法见公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052 93）。2.2现场密度试验检测方法 2.2.1灌砂法 灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，它是当前最通用的方法，很多工 程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测

9、试各种土或路面材料的 密度，它的缺点是：需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，因此它的测试速度较 慢。采用此方法时，应符合下列规定：（1）当集料的最大粒径小于 15mm、测定层的片度不超过 130mm 时，宜采用100mm 的小型灌砂筒测试。（2）当集料的粒径等于或大于 15mm,但不大于 40mm,测定层的片度超过 150mm,但不超过 2oomm时，应用150mm的大型灌砂筒测试。1.仪具与材料（1）灌砂筒：有大小两种，根据需要采用。储砂筒筒底中心有一个圆孔，下部 装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同，漏斗焊接在一块 铁板上，铁板中心有一圆孔与漏斗上开口相接，储砂筒筒

10、底与漏斗之间没有开关。开 关铁板上也有一个相同直径的圆孔。（2）金属标定罐：用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。（3）基板：用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。（4）玻璃板：边长约 5m6oomm的方形板。（5）试样盘：小筒挖出的试样可用铝盒存放，大筒挖出的试样可用 3oomm x 5oomm x 40mm的搪瓷盘存放。（6）天平或台称：称量 1013kg,感量不大于 lg。用于含水量测定的天平精 度,对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为 0.Olg、0.lg、l.Ogo（7）含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。（8）量砂：粒径 0.300.60mm及 0.250.50mm清洁干燥的均匀砂，

11、约 2040kg,使用前须洗净、烘干，并放置足够长的时间，使其与空气的湿度达到平衡。（9）盛砂的容器：塑料桶等。（10）其他：凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等。2.试验方法与步骤（1）标定筒下部圆锥体内砂的质量 在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶 15mm左右为止。称取装人筒 内砂的质量 ml,准确至 1臥以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。将开关打开，让砂自山流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相 当（可等于标定罐的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量 m5,准确至 lgo 不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出,直到筒内

12、砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至玻璃板上的砂就是填 满锥体的砂 m2。重复上述测量三次，取其平均值。（2）标定量砂的单位质量 Y。用水确定标定罐的容积 V,准确至 ImLo 在储砂筒中装人砂并称重，并将灌砂简放在标定罐上，将开关打开，让砂流 出，在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到砂不再下流时，将开关关闭，取下灌 砂筒，称取筒内剩余砂的质量准确至 lg。汁算填满标定罐所需砂的质量。重复上述测量三次，取其平均值。汁算量砂的单位质量。（3）试验步骤 在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。将基板放在平坦表面上。

13、当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂的灌砂筒放 在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内 的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量准确至 lgo当需要检 测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。将基板放回清扫干净的表面上（尽量放在原处），沿基板中孔凿洞（洞的直 径与灌砂筒一致）。在凿洞过程中，应注意勿使凿出的材料丢失，并随时将凿出的材 料取出装人塑料袋中，不使水分蒸发，也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定 层厚度，但不得有下层材料混人，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试

14、样盘内材料的水分蒸发，可分儿次称取材料的质量。全部取出材料的总质量 为 mw,准确至 lgo 从挖出的全部材料中取出有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测 定其含水量（叫 以计）。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不 少于 100g;对于各种中粒土，不少于 500go 用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少 于 2oog：对于各种中粒土，不少于 lOOOg 对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元机 结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于 2oo0g,称其质量 md,准确至 lgo 当为沥青表面处治或沥青贯人结构类材料时，则省去测定含水量步骤。将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放

15、在基板中间（储砂筒内放满砂质量 m 1）,使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内匕在此 期间，应注意:勿碰动灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。小心取走灌 砂筒，并称量筒内剩余砂的质量 m4,准确到 lg。如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述和的操作。在试洞 挖好后，在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开 关，小心取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量 m 4,准确至 lg。仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用，若量砂的湿度已发生变化或 量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的温度达到 平衡后再用

16、。3.计算（1）计算填满试坑所用的砂的质量 mb。（2）计算试坑材料的湿密度 Pwo（3）计算试坑材料的干密度 Pdo（4）水泥、石灰粉、煤灰等无机结合料稳定土，计算干密度 Pdo 当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求 取实际的最大子密度。4.试验中应注意的问题 灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单，但 实际操作时常常不好掌握，并会引起较大误差；乂因为它是测定压实度的依据：故经 常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节，因此应严格遵循试验 的每个细节，以提高试验精度。为使试验做得准确，应注意以下儿个环节：（1）量砂要

17、规则。量砂如果重复使用，一定要注意晾干，处理一致，否则影响量 砂的松方密度。（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做。因 此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂，乂不作试验；仅使用以前的数 据。（3）地表面处理要平整，只要表面凸出一点（即使 1mm）,使整个表面高出一薄 层，其体积也算到试坑中去了，会影响试验结果。因此本方法一般宜采用放上基板先 测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-7）计算填坑的砂量，只有在非常光滑的情 况下方可省去此操作步骤。（4）在挖坑时试坑周壁应笔直，避免出现上大下小或上小下大的情形：这样就会 使检测密度偏大或偏小。（5）灌砂时检测厚

18、度应为整个碾压层厚，不能只取上部或者取到下一个碾压层中。2.2.2环刀法 环刀法是测量现场密度的传统方法。国内习惯采用的环刀容积通常为 2oocm3,环刀高度通常约 ocmo用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密 度。它不能代表整个碾压层的平均密度。由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的,若环刀取在碾压层的上部，则得到的数值往往偏大，若环刀取的是碾压层的底部，则 所得的数值将明显偏小，就检查路基土和路面结构层的压实度而言，我们需要的是整 个碾压层的平均压实度，而不是碾压层中某一部分的压实度，因此，在用环刀法测定 土的密度时，应使所得密度能代表整个碾压层的平均密度。然而，这在实际检

19、测中是 比较困难的；只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的土，环刀法所得的结果才可能 与灌砂法的结果大致相同。另外，环刀法适用面较窄，对于含有粒料的稳定土及松散 性材料无法使用。1.仪具与材料（1）人工取土器或电动取土器：人工取土器包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆。落锤、手柄）。环刀内径 68cm,高 23cm,壁厚 1.52mm。电动取土器由 底座、行走轮、立柱、齿轮箱、升降机构、取芯头等组成。电动取土器主要技术参数 为：工作电压DC24V（36Ah）；转速 5o70r/min,无级调速；整机质量约 35血。（2）天平：感量 0.lg（用于取芯头内径小于 70mm样品的称量），或 1.

20、0g（用 于取芯头内径 100mm样品的称量）。（3）其他：镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含 水量设备等。2.试验方法与步骤（1）用人工取土器测定粘性土及无机结合料稳定细粒土密度 擦净环刀，称取环刀质量 m2,准确至 0.Igo 在试验地点，将面积约 30cmx 30cm的地面清扫干净。并将压实层铲去表面浮 动及不平整的部分，达到一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得 扰动下层。将定向筒齿钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、环盖放人定向筒内与地面垂 直。将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打人压实层中，至环盖顶面与定向 筒上口齐平为止。去掉击实锤和定向

21、筒，用镐将环刀及试样挖出。轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为 止。擦净环刀外壁，用天平称取环刀及试样合计质量 ml，准确至 0.Igo 自环刀中取出试样，取具有代表注的试样，测定其含水量。(2)用人工取土器测定砂性土或砂层密度 如为湿润的砂土：试验时不需要使用击实锤和定向筒。在铲平的地面上、细 心挖出一个直径较环刀外径略大的砂土柱，将环刀刃口向下，平置于砂土柱上，用两 手平稳地将环刀垂直压下，直至砂土柱突出环刀上端约 2cm时为止。削掉环刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。在环刀上口盖一块平滑的木板，一手按住木板，另一只手用小铁锹将试样从环 刀底部切断，然后将装满

22、试样的环刀转过来，削去环刀刃口上部的多余砂土，并用直 尺刮平。擦净环刀外壁，称环刀与试样合计质量 ml,精确至 0.Igo 自环刀中取具有代表性的试样测定其含水量。干燥的砂土不能挖成砂土柱时，可直接将环刀压人或打入土中。(3)用电动取土器测定元机结合料细粒土和硬塑土密度 装上所需规格的取芯头。在施工现场取芯前，选择一块平整的路段，将四只 行走轮打起，囚根定位销钉采用人工加压的方法，压入路基土层中。、松开锁紧手柄,旋动升降手轮，使取芯头刚好与上层接触，锁紧手柄。将电瓶与调速器接通，调速器的输出端接人取芯机电源插口。指示灯亮，显 示电路已通；启动开关，电动机工作，带动取芯机构转动。、根据土层含水量

23、调节转 速，操作升降手柄，上提取芯机构，停机，移开机器。山于取芯头圆筒外表有儿条螺 旋状突起，切下的土屑排在筒外顺螺纹上旋抛出地表，因此，将取芯套筒套在切削好 的土芯立柱上，摇动即可取出样品。取出样品，立即按取芯套筒长度用修土刀或钢丝锯修平两端，制成所需规格土 芯，如拟进行其他试验项目，装人铝盒，送试验室备用。用天平称量土芯带套筒质 ml,从土芯中心部分取试样测定含水量。3.计算 计算试样的湿密度 Pw o及干密度 Pdo 2.2.3钻芯法测定沥青面层密度 沥青混合料面层的施工压实度是指按规定方法测得的混合料试样的毛体积密度 与标准密度之比，以白分率表示。对沥青混合料，国内外均以取样测定作为标

24、准试验 方法。1.仪具与材料（1）路面取芯钻机。（2）天平：感量不太于 0.Igo（3）溢流水槽。（4）吊篮。（5）石蜡。（6）其他：卡尺、毛刷、勺、取样袋（容器）、电风扇。2.试验方法与步骤 1）钻取芯样 按“路面钻孔及切割取样方法”钻取路面芯样，芯样直径不宜小于 O 100mm。当一次钻孔取得的芯样包含有不同层位的沥青混合料时，应根据结构组合情况用切割 机将芯样沿各层结合面锯开分层进行测定。2）测定试件密度（1）将钻取的试件在水中用毛刷轻轻刷净粘附的粉尘。如试件边角有松散颗粒，应仔细清除。（2）将试件晾干或用电风扇吹干不少于 24h,直至恒重。按现行公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ

25、 052-93）的沥青混合料试件密度 试验方法测定试件的视密度或毛体积密度。当试件的吸水率小于 2%时，采用水中重 法或表干法测定；当吸水率大于 2%时，用蜡封法测定；对空隙率很大的透水性混合 料及开级配混合料用体积法测定。3.计算（1）当计算压实的沥青混合料的标准密度采用马歇尔击实试件成型密度或试验路 段钻孔取样密度时、沥青面层的压实度计算是芯样的视密度或毛体积度除以标准密度 乘 100o（2）山沥青混合料实测最大密度计算压实度时，进行空隙率折算，作为标准密度,再计算压实度。4.试验检测中应注意的问题 压实度的大小取决于实测的压实密度，同样也与标准密度的大小有关。但訂前对 标准密度的规定并不

26、统一，有些工程在压实度达不到时便重新进行马歇尔试验，调整 标准密度使压实度达到要求，这样实际上是弄虚作假。为防止这种悄况，新的检测方 法规定了三种标准密度，一种是马歇尔击实试件密度；一种是试验路段钻孔取样密度;第三种是山实测最大密度按空隙率折算的标准密度。在进行检测时，应结合工程实际 情况，釆用相应的标准密度。3压实度检测结果评定 路基、路面压实度以 13km长的路段为检验评定单元，按要求的检测频率及方 法进行现场压实度抽样检查，求算每一测点的压实度 Ki。3.1压实度评定要点是：（1）控制平均压实度的置信下限：似保证总体水平；（2）规定单点极值不得超出给定值，防止局部隐患；（3）规定扣分界限

27、以区分质量优劣。3.2计算检验评定段的压实度代表值K（算术平均值的下置信界限）3.2.1路基、基层和底基层：KMKO,且单点压实度 Ki全部大于等于规定值减 2个 百分点时，评定路段的压实度可得规定满分；当 K2K0,且单点压实度全部大于等 于规定极值时，对于测定值低于规定值减 2个口分点的测点，按其占总检查点数的白 分率计算扣分值。路堤施工段落短时，分层压实度要点点符合要求，且实际样本数不小于 6个。3.2.2 沥青面层：当 K2K0 且全部测点大于等于规定值减 1 个百分点时，评定路段的 压实度可得规定的满分；当 KMKO时，对于狈淀值低于规定值减 1个白分点的测点，按其占总检査点数的百分率计算扣分值。KKO 时，评定路段的压实度为不合格，评为零分。一 注：K0压实度 2标准值。