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1、（建筑工程管理）路基路面工程实验指导书 路基路面工程实验指导书O、实验的目的和意义为了使学生系统的掌握路基路面工程施工质量检验与路面使用性能的测试方法，加深理论知识的理解，训练动手能力，特设路基路面工程实验课。试验项目包括：压实度、回弹弯沉、平整度、抗滑性能和渗水系数等内容。下面是每个实验项目的测试仪器、实验方法与步骤、结果处理以及报告的要求。一、压实度试验检测方法 压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密实状况，压实度越高，密实度越大，材料整体性能越好。因此，路基路面施工中，碾压工艺成为施工质量控制的关键工序。 对于路基土、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言，压实度是指
2、工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值；对沥青面层、沥青稳定基层而言，压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。（一）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。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度，它的缺点是：需要携带较多的量砂，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、测定层的厚度不超过150mm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，测定层的厚度超过150mm，但不
3、超过200mm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。型式和主要尺寸见图1及表1。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，直接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。储砂筒筒底与漏斗之间设有开关。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。灌砂仪的主要尺寸 表1结 构小型灌砂筒大型灌砂筒储砂筒直径（mm）100150容积（cm3）21204600流砂孔直径（mm）1015金属标定罐内径（mm）100150外径（mm）150200金属方盘基
4、板边长（mm）350400深（mm）4050中孔直径（mm）100150注：如集料的最大粒径超过40mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸。如集料的最大粒径超过60mm，灌砂筒和现场试洞的直径应为200mm。（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500600mm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300mm500mm40mm的搪瓷盘存放。（6）天平或台称：称量1015kg，感量不大于1g。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0.01g、0.1g、1.0g。（7）含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。（8）量
5、砂：粒径0.300.60mm及0.250.50mm清洁干燥的均匀砂，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。称取装入筒内砂的质量m1，准确至1g。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，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定灌的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量m5，准确至1g。不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌
6、砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，对开关关上，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1g。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用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，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m3，准确至1g。按式（1）计算填满标定罐所需砂的质量： （1）式中：标定罐中砂的质量，g； 装入灌砂筒内的砂的总质量，g； 灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，g；
7、 灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量，g。重复上述测量三次，取其平均值。按式（2）计算量砂的单位质量： （2）式中：量砂的单位质量，g/cm3； 标定罐的体积，g/cm3。（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。当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂m5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m6，准确至1g。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
8、（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入塑料袋中，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入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，可分几次称取材料的质量。全部取出材料的总质量为mw，准确至1g。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（，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500g。用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于200g；对于各种中粒土
9、，不少于1000g；对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量md，准确至1g。当为沥青表面处治或沥青贯入结构类材料时，则省去测定含水量步骤。将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂质量m1），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。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1g。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，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让
10、砂流入试坑内。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，准确至1g。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。3计算（1）按式（3）或（4）计算填满试坑所用的砂的质量：灌砂时，试坑上放有基板时： （3）灌砂时，试坑上不放基板时： （4）式中：填满试坑的砂的质量，g； 灌砂前灌砂筒内砂的质量，g； 灌砂筒下部圆锥内砂的质量，g；灌砂后，灌砂筒内剩余砂的质量，g；灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的合计质量，g。（2）按下式
11、计算试坑材料的湿密度： （5）式中：试坑中取出的全部材料的质量，g； 量砂的单位质量，g/cm3。（3）按下式计算试坑材料的干密度： （6）式中：试坑材料的含水量，%。（4）水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土，可按下式计算干密度： （7）式中：试坑中取出的稳定土的烘干质量，g。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，求取实际的最大干密度。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；又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
12、遵循试验的每个细节，以提高试验精度。为使试验做得准确，应注意以下几个环节：（1）量砂要规则。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，又不作试验，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在基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（3）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
13、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。（二）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200cm3，环刀高度通常约5cm。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
14、密度能代表整个碾压层的平均密度。然而，这在实际检测中是比较困难的，只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的砂，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5070r/min，无级调整；整机质量约35kg。（2）天平：感量0.1g（用于取芯头内径小于70mm样品的称量），或1.0g（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0.1g。在试验地点，将面积约30cm30cm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
