路基路面工程实验教学电子教案

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1、路基路面工程实验教学,长安大学 姚爱玲,主要内容,压实度检测技术 弯沉检测 土基回弹模量检测 平整度检测 抗滑性能检测 结构层厚度检测,1. 压实度检测技术,什么是压实度？ 路基与路面基层:压实度是指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； 沥青路面：现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。 要求压实度，就是要分别测出分子与分母值，再计算出比值，用百分率来表示。 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。,1.1 最大干密度与标准密度的确定,路基

2、土常用的最大干密度的确定方法击实法 振动台法 表面振动压实法 试验路法（标准密度）,沥青混合料标准密度确定方法,马歇尔击实法 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料试件。 表干法：本法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件。 蜡封法：本法适用于吸水率大于2%的沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件。 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。 最大理论密度法：计算 实测最大密度法：实测,1.2 现场密度测试方法,灌砂法 核子密度湿度仪法 环刀法 钻芯法测定沥青面层密度,现场密度检测方法及适用范围比较,（

3、1）灌砂法,测试原理 灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试筒的体积 仪具与材料 灌砂筒 金属标定罐 基板 含水量测定器具 玻璃板 量砂,室内标定 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，记为m1; 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，记为m2; 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，玻璃板上的砂就是填满锥体的砂。 重

4、复上述测量三次，取其平均值。 标定量砂的单位质量 用水确定标定罐的容积V，准确至lmL。 在储砂筒中装入质量为的砂，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，准确至1g。 计算填满标定罐所需砂的质量 计算量砂的单位质量s,试验方法与步骤,试验方法与步骤,现场测试 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，则进行现场锥体填砂重的标定。 将基板放回清扫干净的表面上，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

5、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，准确至1g。 测含水量 灌砂 计算,灌砂法应注意问题 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：

6、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，又不做试验，仅使用以前的数据。,（2）核子密度温度仪法,使用方法分类： 散射法：用于测定沥青混合料面层的压实密度时，沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。 透射法：用于测定土基或基层材料的压实密度及含水量时，打洞后用直接透射法测定，测定层的厚度不宜大于20cm。 注意事项： 当用散射法测定时，应用细砂填平测试位置路表结构凹凸不平的空隙，使路表面平整，能与仪器紧密接触。 当使用直接透

7、射法测定时，应在表面上用钻杆打孔，孔深略深于要求测定的深度，孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。,试验方法与步骤 如用散射法测定时，应按右图9-2的方法将核子仪平稳地置于测试位置上。 (2)如用直接透射法测定时，应按图9-3方法将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。 (3)打开仪器，测试员退出仪器2m以外，按照选定的测定时间进行测量，到达测定时间后，读取显示的各项数值，并迅速关机。 各种型号的仪器具体操作步骤略有不同，可按照仪器使用说明书进行。,.仪器工作时，所有人员均应退到距仪器2m以外的地方。 仪器不使用时，应将手柄置于安全位置，仪器应装入专用的仪器箱内，放置在符合核辐射安全规定的地方。 仪器应

8、由经有关部门审查合格的专人保管，专用使用。对从事仪器保管及使用的人员，应遵照有关核辐射检测的规定，不符合核防护规定的人员，不宜从事此项工作。,使用安全注意事项,（3）环刀法,注意事项 测试时的取样位置：环刀高度通常约5cm，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。只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的材料时。 环刀法的适用场合：环刀法适用面较窄，仅适用于细粒土及短龄期的无机结合料稳定细粒土。对于含有粒料的稳定土及松散性材料无法使用。,（4）钻芯法测定沥青面层密

9、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，以百分率表示。对沥青混合料，国内外均以取样测定作为标准试验方法。,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。 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。但目前对标准密度的规定并不统一，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。为防止这种情况，新的检测方法规定了三种标准密度。在进行检测时，应结合工程实际情况，采用相应的标准密度。,试验检测中应注意的问题,1.3 压实

10、度检测结果的评定,压实度评定要点是： （1）控制平均压实度的置信下限，以保证总体水平； （2）规定单点极值不得超出规定值，防止局部隐患； （3）规定扣分界限以区分质量优劣。 检验评定段的压实度代表值K（算术平均值的下置信界限）为： 式中： 检验评定段内各测点压实度的平均值； t分布表中随测点数和保证率（或置信度）而变的系数； 高速、一级公路：基层、底基层为99%，路基、路面面层为95%； 其他公路：基层、底基层为95%，路基、路面面层为90%。 检测值的均方差； 检测点数； 压实度标准值。,压实度检测结果的评定 对于沥青路面,压实度检测结果的评定 对于路基路面基层,讨论问题,1.压实度会超百吗

11、？请分析原因。 2.对于粗粒土，应该怎样确定最大干密度？ 3.比较沥青混合料标准密度的确定方法。,2. 平整度检测技术方法,平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一。它是指以规定的标准量规，间断地或连续地量测路表面的凹凸情况，即不平整度的指标。 为什么要检验路基与路面各层的平整度？ 路面的平整度与路面各结构层次的平整状况有着一定的联系，即各层次的平整效果将累积反映到路面表面上， 这也是路面平整度传递理论的一个重要结论。,平整度检测方法及评价指标,三米直尺 8 轮仪 颠簸累积仪 断面仪（水准仪，断面尺，激光技术）,最大间隙 标准差 颠簸累积值VBI 国际平整度指数IRI,评价指标,检测方法,

12、路网的全面调查宜采用车载式检测设备快速检测；小范围的抽样调查可采用连续式平整度仪或三米直尺检测。各种方法的测定结果应建立与国际平整度指数之间的对应关系。,（1） 3m直尺法,3m直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离(1.5m)连续测定两种。两种方法测定的路面平整度有较好的相关关系。前者常用于施工质量控制与检查验收，单尺测定时要计算出测定段的合格率；等距离连续测试也可用于施工质量检查验收，要算出标准差，用标准差来表示平整程度。,3m直尺法测点选择及测试要点,在测试路段路面上选择测试地点: (1)当为施工过程中质量检测需要时，测试地点根据需要确定，可以单杆检测。 (2)当为路基、路面工程质量检查验

13、收或进行路况评定需要时，应首尾相接连续测量10尺。除特殊需要外，应以行车道一侧车轮轮迹(距车道线80100cm)带作为连续测定的标准位置。 (3)对已形成车辙的旧路面，应取车辙中间位置为测定位置，用粉笔在路面上作好标记。,3m直尺法试验报告,单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定10尺时，应报告平均值、不合格尺数、合格率。,（2）车载式颠簸累积仪法,本方法规定用车载式颠簸累积仪测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI.表示路面的平整度，以cm/km计。 主要设备 车载式颠簸累积仪测试车（见右图）,工作原理,测试车以一定的速度在路面上行驶，由于路面上的凹凸不平状况

14、，引起汽车的激振，通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI，以/km计。VBI越大，说明路面平整性越差，人乘坐汽车时越不舒适。 使用技术要点 1.仪器安装应准确、牢固、便于操作。 2.测试速度以32km/h为宜，一般不宜超过40km/h。,应用注意事项,1.检测结果与测试车机械系统的振动特性和车辆行驶速度有关。减振性能好，则VBI测值小；车速越高，VBI测值越大。因此必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性。 2.用车载式颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBI，与用连续式平整仪测出的标准差概念不同，可通过对比试验，建立两者的相关关系，将VBI值换算为 ，

15、用于路面平整度评定。 3.国际不整度指数IRI是国际上公认的衡量路面行驶舒适性或路面行驶质量的指数。也可通过标定试验，建立VBI与IRI的相关关系，将颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBI换算为国际平整度指数IRI。,试验报告,1.应列表报告每一个评定路段内各测定区间的颠簸累积值，各评定路段颠簸累积值的平均值、标准差、变异系数。 2.测试速度。 3.试验结果与国际平整度指数等其他平整度指标建立的相关关系式、参数值、相关系数。,（3）连续式平整度仪法,适用范围 用于测定各等级公路路表面的平整度，评定路面的施工质量和使用质量，但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定 主要仪器设备 连续式平整度仪

16、牵引车,使用技术要点,1. 在牵引汽车的后部，将平整度的挂钩挂上后，放下测定轮，启动检测仪器及记录仪，随即启动汽车，沿道路纵向行驶，横向位置保持稳定，并检查平整度检测仪表上测定数字显示、打印、记录的情况。如检测设备中某项仪表发生故障，即停车检测。牵引平整度仪的速度应均匀，速度宜为5km/h，最大不得超过12km/h。 在测试路段较短时，亦可用人力拖拉平整度仪测定路面的平整度，但拖拉时应保持匀速前进。,试验报告,连续式平整度测定仪测定后，可按每l0cm间距采集的位移值自动 计算l00m计算区间的平整度标准差。 试验应列表报告每一个评定路段内各测定区间的平整度标准差、各评定路段平整度的平均值、标准差、变异系数以及不合格区间数。,激光位移传感器检测原理,主要零部件： （1）激光器组件 （2）成像镜头 （3）窄带滤光片 （4）光电接收器 （5）驱动电路 （6）精密结构 （7）电路及数据接口,三角测量原理，目前激光位移传感器几乎全是这种结构。不同点在于工作距、分辨率、精度等。,(4)激光平整度仪,