道路工程課題7道路現(xiàn)場質(zhì)量檢測2路基路面壓實度檢測灌砂法

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l密度試驗

★方法：環(huán)刀法：取得現(xiàn)場原樣土，通過室內(nèi)試驗計算后，測定細粒土的密度。蠟封法：易破裂土和形態(tài)不規(guī)則的堅硬土。灌水法：現(xiàn)場測定粗粒土和巨粒土的密度。灌砂法：施工現(xiàn)場常用試驗方法，現(xiàn)場測定細粒土、砂類土、礫類土的密度。第1頁/共32頁挖坑灌砂法是施工過程中最常用的試驗方法之一。此方法表面上看起來頗為簡單，但實際操作時經(jīng)常掌握不好，引起較大誤差，又因為它是測定壓實度的依據(jù)，所以是質(zhì)量檢測部門與施工單位之間發(fā)生矛盾的環(huán)節(jié)，因此應嚴格遵循試驗規(guī)程的每個細節(jié)，以提高試驗精度。第2頁/共32頁核子密濕度儀是國外用于現(xiàn)場控制壓實度最常用的方法，隨著國內(nèi)各種新規(guī)范的實施，用核子密濕度儀測定路基路面材料的密度、含水率的檢測方法已得到廣泛的應用。核子密濕度儀測定壓實度法適用于現(xiàn)場用核子密濕度儀以散射法或直接投射法測定路基或路面材料的密度和含水量，并計算施工壓實度。核子密濕度儀是現(xiàn)場檢測壓實度較常用的一種方法，儀器按規(guī)定方法標定后，其檢測結(jié)果可作為工程質(zhì)量評定與驗收的依據(jù)。核子密濕度法可檢測土壤、碎石、土石混合物、瀝青混合料和非硬化水泥混凝土等材料；屬非破壞性檢測，允許對同一測試位置進行重復測試，并檢測密度和壓實度的變化，以確定合適的碾壓方法，達到所要求的壓實度。第3頁/共32頁鉆芯法適用于檢測從壓實的瀝青路面上鉆取的瀝青混合料芯樣試件的密度，以評定瀝青面層的施工壓實度。瀝青混合料面層的壓實度是按照施工規(guī)范規(guī)定的方法測定的混合料試樣的毛體積密度與標準密度之比值，以百分率表示。壓實度是施工質(zhì)量管理的最為重要的指標之一，瀝青路面的成敗與否，壓實是最重要的工序。第4頁/共32頁無核密度儀測定壓實度試驗方法適用于現(xiàn)場無核密度儀快速測定瀝青路面各層瀝青混合料的密度，并計算施工壓實度，但測定結(jié)果不宜用于評定驗收或仲裁。無核密度儀可用于檢測鋪筑完工的瀝青路面、現(xiàn)場瀝青混合料鋪筑層密度及快速檢查混合料的離析。應用無核密度儀時，必須嚴格標定，通過對比試驗檢驗，確認其可靠性，另外每12月要將無核密度儀送到授權服務中心進行標定和檢查。第5頁/共32頁

l壓實度檢測

★路基路面壓實質(zhì)量是道路工程施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標之一，只有對路基、路面結(jié)構(gòu)層進行充分壓實，才能保證路基、路面的強度、剛度及路面的平整度，并可以保證及延長路基、路面工程的使用壽命?！飳β坊奥访婊鶎?，壓實度是指施工現(xiàn)場實際測試的干密度與室內(nèi)標準擊實試驗所得的最大干密度的比值；對瀝青路面，壓實度是指施工現(xiàn)場實際測試的密度與室內(nèi)標準密度（馬歇爾試驗）的比值。

第6頁/共32頁一、目的和適用范圍

1、本試驗法適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實層的密度和壓實度，也適用于瀝青表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實度檢測，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測。2、挖坑灌砂法法測定密度和壓實度時，應符合下列規(guī)定：(1)當集料的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測試。(2)當集料的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應用φ150mm的大型灌砂筒測試。第7頁/共32頁第8頁/共32頁二、儀具與材料

本試驗需要下列儀具與材料：1、灌砂筒：有大小兩種，根據(jù)需要采用。當尺寸與表中不一致，但不影響使用時，亦可使用，儲砂筒筒底中心有一圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲砂筒的圓孔相同。漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接，在儲砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設有開關，開關為一薄鐵板，一端與筒底及漏斗鐵板鉸接在一起，另一端伸出筒身外。開關鐵板上也有一個相同直徑的圓孔。2、金屬標定罐：用薄鐵板制作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。3、基板：用薄鐵板制作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。4、玻璃板：邊長約500~600mm的方形板。第9頁/共32頁二、儀具與材料

5、試樣盤：小筒挖出的試樣可用飯盒存放，大筒挖出的試樣可用300mm×500mm×40mm的搪瓷盤存放。6、天平或臺秤：稱量10～15kg，感量不大于1g，用于含水量測定的天平精度，對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。7、含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。8、量砂：粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干燥的均勻砂，約20～40kg，使用前須洗凈、烘干，并放置足夠的時間，使其與空氣的濕度達到平衡。9、盛砂的容器：塑料桶等。10、其它：鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、長把小簸箕、毛刷等。第10頁/共32頁三、方法與步驟

1、按現(xiàn)行試驗方法對檢測對象試樣用同種材料進行擊實試驗，得到最大干密度（ρdm

）及最佳含水量（w0）。2、按一.2的規(guī)定選用適宜的灌砂筒。第11頁/共32頁三、方法與步驟

3、按下列步驟標定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量。(1在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至距離筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1，準確至1g。以后每次標定及試驗都應該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。(2)將開關打開，使灌砂筒筒底的流砂孔、圓錐形漏斗上端開口圓孔及開關鐵板中心的圓孔上下對準，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當（或等于標定罐的容積），然后關上開關。(3)不晃動儲砂筒的砂，輕輕地將罐砂筒移至玻璃板上，將開關打開，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時，將開關關上，并細心地取走灌砂筒。(4)收集并稱量留在玻璃板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂，準確至1g，玻璃板上的砂就是填滿筒下部圓錐體的砂（m2）。(5)重復上述測量三次，取其平均值。第12頁/共32頁三、方法與步驟4、按下列步驟標定量砂的單位質(zhì)量rS(g/cm3)。(1)用水確定標定罐的容積V，準確至1mL。(2)在儲砂筒中裝入質(zhì)量為m1的砂，并將灌砂筒放在標定罐上，將開關打開，讓砂流出。在整個流砂過程中，不要碰動灌砂筒，直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，將開關關閉，取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（m3），準確至1g。(3)按式（4－1）計算填滿標定罐所需砂的質(zhì)量ma(g)：ma=m1-m2-m3（4－1）式中：ma———標定罐中砂的質(zhì)量（g）；m1———裝入灌砂筒內(nèi)的砂的總質(zhì)量（g）；m2———灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；m3———灌砂入標定罐后，筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（g）。(4)重復上述測量三次，取其平均值。(5)按式（4－2）計算量砂的單位質(zhì)量γS：rS=ma/V(4－2)式中：rS———量砂的單位質(zhì)量(g/cm3)；V———

標定罐的體積（cm3）。第13頁/共32頁三、方法與步驟5、試驗步驟（1）在試驗地點，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。（2）將基板放在平坦表面上，當表面的粗糙度較大時，則將盛有量砂（m5）的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關打開，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時關閉開關。取下灌砂筒，并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（m6），準確至1g。注：當需要檢測厚度時，應先測量厚度后再進行這一步驟。（3）取走基板，并將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃干凈。（4）將基板放回清掃干凈的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應注意不使鑿出的材料丟失，并隨時將鑿松的的材料取出裝入塑料袋中，不使水分蒸發(fā)。也可放在大試樣盒內(nèi)，試洞的深度應等于測定層厚度，但不得有下層材料混入，最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為mw，準確至1g。第14頁/共32頁第15頁/共32頁三、方法與步驟5、試驗步驟（5）從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測定其含水量（w，以%計）。樣品的數(shù)量如下：用小灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100g；對于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于200g；對于各種中粒土，不少于是1000g；對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2000g，稱其質(zhì)量（md），準確至1g。注：當為瀝青表面處治或瀝青貫入式結(jié)構(gòu)類材料時，則省去測定含水量步驟。（6）將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲砂筒內(nèi)放滿砂到要求質(zhì)量m1），使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關，讓砂流入試坑內(nèi)，在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關閉開關，仔細取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（m4），準確至1g。第16頁/共32頁（7）如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，可省去（2）和（3）的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對準放在試坑上，中間不需要放基板，打開筒開關，讓砂流入試坑內(nèi)，在此期間，應注意應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關閉開關。仔細取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（m′4），準確至1g。（8）仔細取出試筒內(nèi)的量砂，以備下次試驗時再用。若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混有雜質(zhì)，則應該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的濕度達到平衡后再用。第17頁/共32頁第18頁/共32頁四、計算

1、按式（4—3）或（4—4）計算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量mb（g）：灌砂時，試坑上放在基板時：mb=m1–m4－（m5–m6）(4－3)灌砂時，試坑上不放基板時：mb=m1–mˊ4–m2(4－4)式中：mb———填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）；m1———灌砂前灌砂筒內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；m2———灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；m4、mˊ4-———灌砂后，灌砂筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（g）；m5–m6———灌砂筒下部圓錐體內(nèi)及基板和粗糙表面間砂的合計質(zhì)量（g）。第19頁/共32頁四、計算2按式(4－5)計算試坑材料的濕密度ρw(g/cm3)

（４－５）式中:mw——試坑中取出的全部材料的質(zhì)量（g）；γs——量砂的單位質(zhì)量(g/cm3)。第20頁/共32頁四、計算3.、按式(4－6)計算試坑材料的干密度ρd(g/cm3)。

（４－６）式中:w——

試坑材料的含水量（%）。第21頁/共32頁四、計算4.、當為水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定土的場合，可按式（4－7）計算干密度ρd

(g/cm3)；（４－７）式中md——-試坑中取出的穩(wěn)定土的烘干質(zhì)量（g）。第22頁/共32頁四、計算５、按式（4－8）計算施工壓實度：

（４－８）

式中：K——測試地點的施工壓實度（%）。ρd

—

—

試樣的干密度(g/cm3)；ρdm

——

由擊實試驗得到的試樣的最大干密度(g/cm3)。注：當試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時，可以試坑材料作標準擊實，求取實際的最大干密度。第23頁/共32頁五、報告各種材料的干密度均應準確至0.01g/cm3。第24頁/共32頁

灌砂法注意問題：根據(jù)填料的最大粒徑、測定層的厚度確定罐砂筒大小。粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm，采用直徑100mm的小罐砂筒；粒徑大于等于15mm、但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm、但不超過200mm，采用直徑150mm的大罐砂筒；計算時，要區(qū)分開試坑上是否放置基板。量砂：量砂要規(guī)則，使用前必須測定松方密度。罐砂法檢測厚度應為整個碾壓層厚，以提高檢測精度。第25頁/共32頁量砂要規(guī)則，如果重復使用時一定要注意晾干，處理一致，否則影響量砂的松方密度。每換一次量砂，都必須測定松方密度，灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的數(shù)量也應該每次重新標定。因此量砂宜事先準備較多數(shù)量。切勿到試驗時臨時找砂，又不進行標定，僅使用以前的數(shù)據(jù)。地表面處理要平，只要表面凸出一點(即使1mm)，使整個表面高出一薄層，其體積便算到試坑中去了，將影響試驗結(jié)果，因此本方法一般宜采用先放上基板測定一次粗糙表面消耗的量砂。只有在非常光滑的情況下方可省去此步驟操作。第26頁/共32頁

l核子密度儀法非破壞性試驗使用的儀器是各種核子儀，它利用放射性元素（通常是射線和中子射線）測量路基土或路面結(jié)構(gòu)層材料的密度和含水量。20世紀80年代以前，這類儀器主要在美國和前蘇聯(lián)應用；近年來，使用核子儀的國家逐漸增多，核子儀的應用逐漸普遍。美國生產(chǎn)的核密實度含水量測定儀，既可在現(xiàn)場測定密實度，也可在現(xiàn)場測定含水量。第27頁/共32頁第28頁/共32頁這種儀器有幾種不同的型號：有一種插入式核密實度含水量測定儀，在使用前需要在擬測量的位置打一個洞（洞深等于擬測的深度），然后將探頭插入洞中進行測量，此法又稱為直接透射法。另一種是表面式核密實度含水量測定儀，可以直接放在表面上進行測量，無需打洞，此法又稱為散射法；更先進的一種核密實度含水量測定儀還帶有電子計算機。這類儀器的優(yōu)點是：測量速