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1、公路土工试验公路土工试验二九年四月粗粒土和巨粒土的最大干密度粗粒土和巨粒土的最大干密度试验试验q相对于细粒土，粗粒土和巨粒土具有一些特性。v如颗粒较粗、颗粒之间没有或只有很小的凝聚力，不具有可塑性，多成单粒结构，压缩性小，透水性高，抗剪强度较大且含水率的变化对它的性质影响不显著。q本规程规定当粒径大于0.075mm、小于60mm(或粒径大于60mm小于200mm)的土颗粒含量大于总土质量的50的土称为粗(巨)粒土。q在自然界中，大多数土都是由各种大小不一的土粒混杂而成。判别一种土是否为粗(巨)粒土，主要看它是否表现出上述的特性，如果一种土具有上述的特性则显然含有少量的黏粒也可以列为粗(巨)粒土
2、。q这里所指的粗(巨)粒土既包括纯净砂、砾以及砂砾为主的混合土，同时也将填筑路基时常用的大粒径碎石土以及碎石混合土列入本试验范围内。q在大量的工程实践中，对纯净的砂和砂质砾石的击实试验成果表明(图25-A)，该类土在风干或在饱和状态下，经过击实都可获得较大的密度。q但当含水率介于上述两种状态时，击实所能达到的密度就较小。v这是由于在风干和饱和状态中，这些土内不存在假凝聚力的缘故，因此这些土与黏性土的击实特性就大不一样。含水率的变化对击实特性的影响较不明显。表面振动压实仪法表面振动压实仪法q表面振动压实仪法与现场压实形式较为相似，其压实效果取决于土料的级配特征、激振力、振动频率、振幅和振动压实持
3、续时间。q压实能量过大会造成固体颗粒破碎，少量的颗粒尖角钝化是可以接受的，但是出现显著的颗粒破碎就违背了压实试验本身的内涵。目的和适用范围目的和适用范围q1.1本方法是测定粗粒土和巨粒土最大干密度的试验方法。q1.2本试验规定采用表面振动压实仪法测定无黏性自由排水粗粒土和巨粒土(包括堆石料)的最大干密度。q1.3本试验方法适用于通过0.075mm标准筛的土颗粒质量百分数不大于15的无黏性自由排水粗粒土和巨粒土。q1.4对于最大颗粒尺寸大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按本试验3.3规定处理(相似级配法制备缩小粒径的系列模型)。q本试验规定采用表面振动压实仪法测定无黏聚性自由排
4、水粗粒土和巨粒土(小于0.075mm的干颗粒质量百分数不大于15)的最大干密度。q定性地说，本法可适用于颗粒土，特别是击实试验无法或难以确定最大干密度及最佳含水率的高透水性土，此时本法也可测定得出最佳含水率。2仪器设备仪器设备q表面振动压实仪法，目前多采用H形支架，以扶持振动器作垂直振动。试验配置两种尺寸的试筒及相应附加荷重(但在试样表面产生的静压力仍为18kPa)，从而适用于不同粒径的土样(表T 0133-1)。q试验表明，对于不同级配特征的土料，当表面静压力(即振动器总重量作用在试验样表面上的静压力)从7kPa增至200kPa时，压实干密度随之先增大而后降低。q因此，试验应根据土料的级配特
5、征确定试验表面静压力。按目前国内试验设备的现状宜取18kPa以上。q对粗粒土的系统试验表明，不同级配特征的粗、巨粒土，其振动压实的最佳振动频率、激振力和振动时间不同。q当土料全为粗、巨粒土时，根据土料级配特征的不同，最佳振动频率范围为3050Hz，最佳激振力为5080kN，最佳振动时间为34min。试样受到过大的振动压实力，则会造成颗粒破碎或颗粒尖角钝化。q2.1振动器：见图T 0133-1，功率0.752.2kW，振动频率3050Hz，激振力1080kN。q钢制夯：可牢固于振动电机上，且有一厚1540mm夯板。夯板直径应略小于试筒内径25mm。夯与振动电机总重在试样表面产生18kPa以上的静
6、压力。q2.2试筒：见表T 0133-1或根据土体颗粒级配选用较大试筒。但固定试筒的底板须固定于混凝土基础上或至少质量为450kg混凝土块上。试筒容积宜用灌水法每年标定一次。q2.3套筒：内径应与试筒配套，高度为17050mm；与试筒固定后内壁须成直线连接。q2.4台秤、电动葫芦、标准筛(圆孔筛：60mm、40mm、20mm、l0mm、5mm、2mm、0.075mm)。q2.5直钢条：宜用尺寸为350mm25mm3mm(长宽厚)。q2.6深度仪或钢尺：量测精度要求至O.5mm。q2.7大铁盘：其尺寸宜用600mm500mm80mm(长宽高)。q2.8其他：烘箱、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、
7、试筒布套等。3试验步骤试验步骤q3.1干土法q3.1.1充分拌匀烘干试样，即使其颗粒分离程度尽可能小；然后大致分成三份。q测定并记录空试筒质量。q3.1.2用小铲或漏斗将任一份试样徐徐装填入试筒，并注意使颗粒分离程度最小(装填量宜使振毕密实后的试样等于或略低于筒高的1/3)；抹平试样表面。然后可用橡皮锤或类似物敲击几次试筒壁，使试料下沉。q3.1.3将试筒固定于底板上，装上套筒，并与试筒紧密固定。q3.1.4放下振动器，振动6min。吊起振动器。q3.1.5按本试验3.1.23.1.4进行第二层、第三层试样振动压实。q3.1.6卸去套筒。将直钢条放于试简直径位置上，测定振毕试样高度。读数宜从四
8、个均布于试样表面至少距筒壁15mm的位置上测得并精确至0.5mm,记录并记录试样高度H0。q3.1.7卸下试筒，测定并记录试筒与试样质量。扣除试筒质量即为试样质量。计算最大干密度dmax。q3.1.8重复本试验3.1.13.1.7步骤，直至获得一致的最大干密度。但须制备足够的代表性试料，不得重复振动压实单个试样。3.2湿土法湿土法q3.2.1按湿法试验时，可对烘干试料加足量水，或用现场湿土料进行。拌匀试料颗粒级配及含水率(使颗粒分离程度尽可能小)，然后大致分成三份。q如果向干料中加水，则需最小饱和时间约1/2h；加水量宜加到足够分量，即在拌和盘中无自由水滞积，且在振密过程中基本保持饱和状态。q
9、对于估算向烘干试料中的加水量，起初可尝试每4.5kg试料约加1000mL的水量，或按下式估算：q3.2.2将试筒固定于底板上。用小铲或大勺将任一份湿料徐徐填入试筒(装填量宜使振毕试样等于或略低于筒高的1/3)。q3.2.3放下振动器，振动6min。吊起振动器，吸去试样表面自由水。q3.2.4按本试验3.2.2、3.2.3进行第二层、第三层试样振动压实。q3.2.5卸下试筒。吸去加重底板上及边缘的所有自由水。将百分表架支杆插入每个试筒导向瓦套孔中；刷净试筒顶沿面上及加重底板上位于试筒导向瓦两侧测量位置所积落的细粒土，并尽量避免将这些细粒土刷进试筒内。然后分别测读并记录试筒导向瓦每侧试筒顶沿面(中
10、心线处)各三个百分表读数，共12个读数(其平均值即为百分表初始读数Ri)；再从加重底板上测读并记录出相应读数(其平均值即为终了百分表读数Rf)。q3.2.6测定振毕试样含水率后。计算最大干密度dmax。q3.2.7同本试验3.1.8。q3.3对于粒径大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，应按相似级配法制备缩小粒径的系列模型试料。q相似级配法粒径及级配按以下公式及图T 0133-2计算。q相似级配模型试料粒径：q相似级配模型试料级配组成与原型级配组成相同，即：q试验表明，压实干密度随振动历时的增长而增大，当振至6min左右时，干密度变化甚微，基本稳定。本规程规定振动6min。通常振动
11、时间为34min压实效率较高。q由于振动器的激振力(F)为4.2kN，当表面静压力ps=14kPa时，振动器总重(Q)为0.84KN，因此，相应振动器加速度(幅值)ap=FQ=5g。ap=5g时，相应振幅0.55mm即为最优振幅。q表面振动器法也是分三层压实时，干密度值较大。4结果整理结果整理q4.1对于干土法，最大干密度dmax (g/cm3)按下式计算：q4.2对于湿土法，最大干密度按下式计算：q4.3巨粒土原型料最大干密度应按以下方法确定：v作图法v计算法4.3.1作图法作图法q延长图中最大干密度dmax与相似级配模比Mr的关系直线至Mr=1处，即读得原型试料的dmax值。4.3.2计算
12、法计算法q对几组系列试验结果用曲线拟合法可整理出下式：q4.4计算干土法所测定的最大干密度试验结果的平均值作为试验报告的最大干密度值，q当湿土法结果比干土法高时，采用湿土法试验结果的平均值。4.5压实指标计算。压实指标计算。q如果已测定最小干密度dmin 采用测定dmax的试筒及装料工具以干土样松填法试验测定，或采用(T 01231993)的方法，且已知土料的沉积或填筑干密度d，则相对密度Dr可按下式计算：q如果粒径大于60mm的巨粒土难以测定其最小干密度，但当已知土料的沉积或填筑干密度pD时，则压实度K可按下式计算：4.6试验记录格式试验记录格式4.7精密度及允许差精密度及允许差q最大干密度
13、试验结果精度要求如表T 0133-3所列。最大干密度dmax (kg/m3)，取三位有效数字。q测定试样体积时暂要求其试验测定精度与振动台法(T 01321993)相同。5报告报告q5.1试料来源，外观描述。q5.2试筒尺寸及方法。q5.3任何反常现象，如试料损失、分离，加重底板过分倾斜等。振动台法振动台法q振动台法与现场碾压形式有所不同，其压实效果取决于土料的级配特征、试棒表面压重、振动频率、振幅和振动持续时间。q目前应用振动台法进行粗(巨)粒土最大干密度试验，最主要的问题是如何确定在试验过程中试样表面的合理压重。1目的和适用范围目的和适用范围q1.1本方法是测定粗粒土和巨粒土最大干密度的比
14、选试验方法。q1.2本试验规定采用振动台法测定无黏性自由排水粗粒土和巨粒土(包括堆石料)的最大干密度。q1.3本试验方法适用于通过0.075mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15的无黏性自由排水粗粒土和巨粒土。q1.4对于最大颗粒尺寸大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按3.3规定处理。q本试验规定采用振动台法测定无黏性自由排水粗粒土和巨粒土(小于0.075mnl的干颗粒质量百分数不大于15)的最大干密度。q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。v前者是整个土样同时受到垂直方向的振动作用，v后者是振动作用自土体表面垂直向下传递的。q研究成果表明，这两种方
15、法对无黏聚性自由排水土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；后者相对较简易，且更接近于现场振动碾压的实际状况。q各单位可根据试验设备情况选择试验方法，但推荐优先考虑采用表面振动压实仪法。q已有的国内外研究结果表明，对于像砂卵漂石及堆石料(Rockfill materials)这样的无黏聚性自由排水土而言，普氏击实法不是最合适的测定最大干密度的方法，国内外一致公认采用振动方法，而不采用普氏击实法。q因此，建议对于粗、巨粒土应采用本次增列的振动方法测定无黏聚性自由排水土的最大干密度。2仪器设备仪器设备q2.1振动台(图T 0132-1)：固定于混凝土基础上；振动台面尺寸至少
16、550mm550mm，且具有足够刚度。振动台最大负荷应满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，不宜小于200kg；其频振率2060Hz可调，双振幅02mm可调。q2.2试筒：圆柱形金属筒，按表T 0132.1规定选用。试筒容积宜用灌水法每年标定一次。q2.3套筒：内径宜与试筒配套一致，见表T 0132-l，且与试筒紧密固定后内壁成直线连接。q2.4加重底板：底板为12mm厚的钢板，其直径略小于相应试筒内径，中心应有15mm未穿通的提吊螺孔。q表T 0132-1试样质量及仪器尺寸q2.5加重块：对于相应采用的试筒，加重块及其加重底板在试样表面产生的静压力应根据碾压设备确定，一般应大于
17、18kPa。q2.6百分表及表架：百分表量程至少50mm以上，分度值为0.025mm。表架支杆应能插入试筒导向瓦套孔中，并使百分表表头杆中心线与试筒中心线或内壁面平行。q2.7台秤：应具有足够测定试筒及试样总质量的量程，且达到所测定土质量0.1的精度。所用台秤，对于280mm试筒，量程至少50kg，感量6g；对于152mm试筒，量程至少30kg，感量2g。q2.8起吊机：起重量至少180kg。q2.9标准筛(圆孔筛)：60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm、0.075mm。q2.10其他工具：如加重底板提手、烘箱、金属盘、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、直钢尺、试筒布套等。q为
18、满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，振动台最大负荷不宜小于200kg。试筒容积随土粒最大尺寸而异，对于60mm允许最大料径，试筒容积达14200cm3。试样允许最大粒径应与试筒尺寸相对应，见表T 0132l。为便于操作，须配备一台起吊机。q加重块的质量对振动台法振动压实粗、巨粒土的压实效果影响较大，它与土的级配特征关系密切。3试样试样q3.1采集代表性试料，妥善贮存备用。q3.2采用标准筛分法(T 01152007)测定各粒组的颗粒百分数。q3.3对于粒径大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，应按相似级配法制备缩小粒径的系列模型试料。相似级配法粒径及级配按以下公式及
19、图T 0132-2计算。q相似级配模型试料粒径：q相似级配模型试料级配组成与原型级配组成相同，即：q3.4如果采用干土法进行试验，则需将试样在烘箱内烘至恒量，并用烘干法测定现场试料含水率。烘干后，应完全剥去弱胶结物，以免增大颗粒的自然尺寸。q对于大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜采用按相似级配法缩小粒径的系列模型试料。q目前有多种处理办法，如剔除超径颗粒、等量代替法、相似级配法及渐近线辅助法等，各法均有优缺点。q但相似级配法外插得到的巨粒土及堆石料的最大干密度因得到现场振动碾压及原位实测资料的印证，因此使该法具有实用意义。从而推荐用该法。q满足本试验精度要求的最少试样个数即是
20、测定一个最大干密度值所需制备的最少土样数，这些土样应同时制备。一般制备24个试样即可。对于巨粒土，则是预定的模型试料个数的24倍。4试验步骤试验步骤4.1干土法干土法q4.1.1充分拌匀烘干试样，即使其颗粒分离程度尽可能小；然后大致分成三份。测定并记录空试筒质量。q4.1.2用小铲或漏斗将任一份试样徐徐装填入试筒，并注意使颗粒分离程度最小(装填量宜使振毕密实后的试样等于或略低于筒高的1/3)；抹平试样表面。然后可用橡皮锤或类似物敲击几次试筒壁，使试料下沉。q4.1.3放置合适的加重底板于试料表面上，轻轻转动几下，使加重底板与试样表面密合一致。卸下加重底板把手。q4.1.4将试筒固定于振动台面上
21、，装上套筒，并与试筒紧密固定。将合适的加重块置于加重底板上，其上部尽量不与套筒内壁接触。q4.1.5设定振动台在振动频率50Hz下的垂直振动双振幅为0.5mm；或在振动频率60Hz下的垂直振动双振幅为0.35mm。振动试筒及试样等，在50Hz下振动l0min；在60Hz下振动8min。振毕卸去加重块及加重底板。q4.1.6按本试验4.1.24.1.5步骤进行第二层、第三层试料振动压实。但第三层振毕加重底板不再立即卸去。q4.1.7卸去套筒，然后检查加重底板是否与试样表面密合一致，即按压加重底板边缘，看其是否翘起，若翘起则宜在试验报告中注明。q4.1.8将百分表架支杆插入每个试筒导向瓦套孔中；刷
22、净试筒顶沿面上及加重底板上位于试筒导向瓦两侧测量位置所积落的细粒土，并尽量避免将这些细粒土刷进试筒内。然后分别测读并记录试筒导向瓦每侧试筒顶沿面(中心线处)各三个百分表读数，共12个读数(其平均值即为百分表初始读数Ri)；再从加重底板上测读并记录出相应读数(其平均值即为终了百分表读数Rf)。q4.1.9卸去加重底板，并从振动台面上卸下试筒。在此过程中，尽可能避免加重底板上及试筒沿面上落积的细粒土进入试筒里。如这些细粒土质量超过试样总质量的0.2，应测定其质量并注明于试验报告中。q4.1.10在合适的台秤上测定并记录试筒及试样总质量，扣除空试筒质量即为试样质量，或仔细地将试筒里试样全部倒入已知质
23、量的盘中称量。计算最大干密度pdmax。q4.1.11重复本试验4.1.14.1.10步骤，直至获得一致的最大干密度值(最好在2内)。如果发现产生过分的颗粒破碎或者是有棱角的石渣、堆石料或风化软弱岩试料，则宜尽量制备足够数量代表性试样，以避免单个试样重复使用。4.2湿土法湿土法q4.2.1按湿法试验时，可对烘干试料加足量水，或用现场湿土料进行。拌匀试料颗粒级配及含水率(使颗粒分离程度尽可能小)，然后大致分成三份。如果向干料中加水，则需最小饱和时间约1/2h；加水量宜加到足够分量，即在拌和盘中无自由水滞积，且在振密过程中基本保持饱和状态。q对于估算向烘干试料中的加水量，起初可尝试每4.5kg试料
24、约加l000mL的水量，或按下式估算：q4.2.2装试筒于振动台上。启动振动台，用小铲或勺将任一份湿料徐徐装填入试筒(装填料宜使振毕试样等于或略低于筒高的1/3)。每次添加试料后，宜察看试样表面是否滞积有少量自由水。若无，可用海绵蘸水挤入、小器皿注入或其他工具加入足量水。在此过程中，振动台的振幅或振动频率或这两者须随时调节，以阻止试样颗粒过分沸动或松散。大致振动23min后，宜用尽可能不带走土粒的办法吸去试样表面的所有自由水。q4.2.3按本试验4.1.3、4.1.4步骤装上加重底板、套筒及加重块。q4.2.4振动试筒及试样等，按本试验4.1.5步骤进行振动。振毕，卸去加重块及加重底板。吸去试
25、样表面所有自由水。q4.2.5按本试验4.1.34.1.5步骤进行第二层、第三层试料的振动压实。但第三层振毕加重底板不再立即卸去。q4.2.6卸下套筒。吸去加重底板上及边缘的所有自由水。按本试验4.1.8步骤测读并记录百分表读数。q4.2.7按本试验4.1.9步骤卸下加重底板及试筒，然后测定并记录试筒与试样的总质量。为测定试样的含水率，仔细地将试筒中全部湿试样倒入已知质量的盘中，并将黏附于试筒内壁及筒的所有颗粒冲洗于盘中；然后在烘箱中将试样烘至恒量，测定并记录其烘干质量。q试验方法分干土法和湿土法两种。干土法采用烘干试样；湿土法则对烘干试样加足量的水，或用现场的土料进行试验。q试验表明，无论是
26、分层装填试料，还是施加不同的附加荷重，振动干密度均随振动历时的延长而增大；且当历时达8min以后，振动压实干密度基本上趋于稳定，即使分三层振动时，从8min至10min时的干密度增大也不显著。本规程规定，在50Hz下振动10min；在60Hz时，参照ASTM等规定振动8min。q试验表明，试样分层装填振压可以显著提高千密度。分三层装填振动压实干密度最大。本规程规定分三层装填试样。q试验还发现，当振动频率为2530Hz时，有一个最优振幅0.50mm，相应的振动加速度为1.81g；当频率为47.550Hz时，有一个最优振幅0.30mm，相应的加速度为2.73g。由图T 0132-4可见，为得到较大
27、的干密度值，应采用振动频率47.550Hz，最优振幅0.25mm，相应的最优加速度为2.5g。q当振动加速度超过一定值(如3.63g)时，试样颗粒会产生分离现象，这表明加速度不可太大。5结果整理结果整理q5.1对于干土法，最大干密度按下式计算：q5.2对于湿土法，最大干密度按下式计算：q5.3巨粒土原型料最大干密度应按以下方法确定：q5.3.1作图法q延长图T 0132-3中最大干密度dmax与相似级配模比Mr的关系直线至Mr=1处，即读得原型试料的dmax值。q5.3.2计算法q对几组系列试验结果用曲线拟合法可整理出下式：q5.4计算干土法所测定的最大干密度试验结果的平均值作为试验报告的最大
28、干密度值。当湿土法结果比干土法高时，采用湿土法试验结果的平均值。5.5压实指标计算。压实指标计算。q如果已测定最小干密度dmin 采用测定dmax的试筒及装料工具以干土样松填法试验测定，或采用(T 01231993)的方法，且已知土料的沉积或填筑干密度d，则相对密度Dr可按下式计算：q如果粒径大于60mm的巨粒土难以测定其最小干密度，但当已知土料的沉积或填筑干密度d时，则压实度K可按下式计算：q5.6本试验记录格式如表T 01322。5.7精密度及允许差精密度及允许差q最大干密度试验结果精度要求如表T 01323所列。最大干密度dmax(kg/m3)，取三位有效数字。q表T 0132-3最大干
29、密度试验结果精度6报告报告q6.1试料来源，外观描述。q6.2试筒尺寸及方法。q6.3任何反常现象，如试料损失、分离，加重底板过分倾斜等。q通常确定粗(巨)粒土最大干密度的手段有三种：q(1)用击锤击实。q改变能量进行击实试验，当能量加大而密度不再提高时，即将此密度作为最大密度；q以某一规定的能量进行击实试验所得的密度，计算能量值时按标准击实的2倍或4倍考虑。q不论采用何种击锤击实方法，在试验中不能出现显著的颗粒破碎。q(2)振动压实。给试料持续施加振动能量，直到能量增加而密度不再提高。但在试验中不能出现显著的颗粒破碎。q(3)静力压实。试料装入压实筒后，用压力机等设备单向压缩，并绘制压力一变
30、形曲线，对应于高压力下变曲点的密度即为最大密度。但在试验中不能出现显著的颗粒破碎。q对粗(巨)粒土采用击锤击实，虽然击实能量换算简单，但是这种方法与实际施工的压实方式几乎看不出具有任何关联性。随着粗(巨)粒土的母岩种类以及击锤的尺寸、质量、锤击落距等的不同对粗(巨)粒土的最大干密度影响较大。q采用振动压实这一方式的理由在于粗(巨)粒土填料填筑路堤时多采用振动碾压压实。表面振动压实法与现场压实形式较为相似，其压实效果取决于土料的级配特征、激振力、振动频率、振幅和振动持续时间。振动台法与现场碾压形式不同，其压实效果取决于土料的级配特征、试样表面压重、振动频率、振幅和振动持续时间。q在保证粗(巨)粒
31、土压实试验中不出现显著的颗粒破碎现象的条件下，如果颗粒不产生移动就很难压实土体，因此静力压实显然对粗(巨)粒土不适用。q不可否认，目前振动压实法在试验装置、激振方式等方面尚未统一，因此对于比较、分析各单位提供的数据不尽合适。水泥或石灰稳定土中水泥或石水泥或石灰稳定土中水泥或石灰剂量的测定方法灰剂量的测定方法q(EDTA滴定法)qEDTA滴定法的化学原理是：先用10的NH4Cl弱酸溶出水泥稳定土中的Ca2+，然后用EDTA标准液夺取Ca2+，EDTA标准液的消耗与相应的水泥剂量(水泥剂量的大小正比于Ca2+的数量)依附一定的近似线性关系。一、目的和适用范围一、目的和适用范围q本试验方法适用于在工
32、地快速测定水泥和石灰稳定土中水泥和石灰的剂量，并可用以检查拌和的均匀性。q本办法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定，现场土样的掺石灰率应在路拌后尽快测试，否则需要用相应龄期的EDTA二钠的耗量的标准曲线确定。q用本方法进行一次剂量测定，只需10min左右。q现场取样方法：为减少取样的误差可用一个直径约5cm的透明塑料筒在取样点垂直切下直至该层底部，将筒内的混合料全部取出用于测定剂量，并量出灰土层的厚度。q本方法也可以用来测定水泥和石灰综合稳定土中结合料的剂量。二、仪器设备二、仪器设备q1滴定管(酸式)50mL，1支。q2滴定台，1个。q3滴定管夹，1个。q4大肚移液管：10mL、50mL，10
33、支。q5锥形瓶(即三角瓶)：200mL，20个。q6烧杯：2000mL(或1000mL)，1只；300mL，10只。q7容量瓶：1000mL，1个。q8搪瓷杯：容量大于1200mL，10只。q9不锈钢棒(或粗玻璃棒)，10根。q10量筒：100mL和5mL，各一只；50mL，2只。q11棕色广口瓶：60mL，1只(装钙红)。q12电子天平：感量0.01g。q13秒表1只。q14表面皿：9cm，10个。q15研钵：1213cm，1个。q16洗耳球(1两或2两)，1个。q17精密试纸：pH l214。q18聚乙烯桶20L，3个(装蒸馏水和装氯化铵及EDTA二钠标准液)；5L，1个(装氢氧化钠)，5
34、L(大口桶)5个。q19毛刷、去污粉、吸水管、塑料勺、特种铅笔、厘米纸。q20洗瓶(塑料)500mL，1只。三、试剂三、试剂q(1)0.1molm3 乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA二钠)标准液：准确称取EDTA二钠37.23g，用4050的无二氧化碳蒸馏水溶解，待全部溶解并冷至室温后，定容至1000mL。q(2)10氯化铵(CH4CI)溶液：将500g氯化铵放在10L的聚乙烯桶内，加蒸馏水4500mL，充分振荡，使氯化铵完全溶解。也可以分批在1000mL的烧杯内配制，然后倒入料桶内摇匀。q(3)1.8氢氧化钠(内含三乙醇胺)溶液：用电子天平称18g氢氧化钠(NaOH)(分析纯)，放入洁净干燥的
35、1000mL烧杯中，加1000mL蒸馏水使其全部溶解，待溶液冷至室温后，加入2mL三乙醇胺(分析纯)，搅拌均匀后储于塑料桶中。q(4)钙红示剂：将0.2g钙试剂羧酸钠(分子式C21H13N2NaO7S，分子量460.39)与20g预先在105烘箱中烘1h的硫酸钾混合。一起放入研钵中，研成极细粉末，储于棕色广口瓶中，以防吸潮。四、准备标准曲线四、准备标准曲线q4.1取样：取工地用石灰和集料，风干后用烘干法或酒精法测其含水量(如为水泥可假定含水量为0)，按照设计级配掺拌不同水泥剂量的混合料，进行定标准曲线。4.2混合料组成的计算：混合料组成的计算：q1)公式:干料质量=湿料质量/(1+含水量)q2
36、)计算步骤：v(1)求干混合料质量=混合料湿料重/(1+最佳含水量)v(2)干土质量=干混合料质量/(1+石灰(或水泥)剂量)v(3)干石灰(或水泥)质量=干混合料质量-干土质量v(4)湿土质量=干土质量(1+土的风干含水量)v(5)湿石灰质量=干石灰(1+石灰的风干含水量)v(6)石灰土中应加入的水=混合料湿料重-湿土质量-湿石灰质量q4.3准备5种试样，每种2个样品(以水泥集料为例)，如为水泥稳定粗集料，每种样品取1000g左右(如为细集料或土则可称取300g左右)准备实验，为了减少粗集料的离散，宜采用实验室单份现配后直接测试。q5种混合料的水泥剂量应为：水泥剂量为0，最佳水泥剂量左右、最
37、佳水泥剂量的2(1.5)和+4的水泥土混合料试样各1份，每份取两个(为湿质量)试样，共10个试样v并分别放在10个大口聚乙烯桶(如为稳定细粒土可用1000mL具塞三角瓶；如为细集料可用搪瓷杯；如为粗集料可用5L的大口聚乙烯桶)内。集料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量，集料中所加的水应与工地所用的水相同。v注：为了减少粗集料在取样时的离散，同时与现场测试一致，应采用单份现配。v注：在此，准备标准曲线的水泥剂量可为：0、2、4、6、8，如水泥剂量较高或较低应保证工地实际所用水泥或石灰的剂量位于准备标准曲线所用剂量的中间。q4.4取一个盛有试样的盛样器，在盛样器内加入两倍试样质量(湿料重)mL
38、的10氯化铵溶液(如为湿料重为300g氯化铵溶液为600mL)q料为300g左右则搅拌3minv每分钟搅110120次)(如料为1000g左右则搅拌5min)。q放置沉淀10minv如10min后得到的是混浊悬浮液，则应增加放置沉淀时间，直到出现无明显悬浮颗粒的悬浮液为止，并记录所需的时间，以后所有该种水泥(或石灰)土混合料的试验，均应以同一时间为准q将上部清液转移到300mL烧杯内，搅匀，加盖表面皿待测。q4.5用移液管吸取上层(液面上12cm)悬浮液10.0mL放入200mL的三角瓶内，用量管量取50mL l.8氢氧化钠(内含三乙醇胺)溶液倒入三角瓶中，此时溶液pH值为12.513.0(可
39、用pH 1214精密试纸检验)，然后加入钙红指示剂(质量约为0.2g)，摇匀，溶液呈玫瑰红色。q用EDTA二钠标准液滴定，边滴定边摇匀，并仔细观察溶液的颜色，在溶液颜色变为紫色时，放慢滴定速度，并摇匀；直到到纯蓝色为终点，记录EDTA二钠的耗量(以mL计，读至0.1mL)。q4.6对其他几个盛样器中的试样，用同样的方法进行试验，并记录各自的EDTA二钠的耗量。q4.7以同一水泥或石灰剂量混合料消耗EDTA二钠毫升数的平均值为纵坐标，以水泥或石灰剂量()为横坐标制图。两者的关系应是一根顺滑的曲线。如素集料或水泥或石灰改变，必须重做标准曲线。q4.8应该根据需要在标准曲线作出后，补加一至两个点验证
40、标准曲线。五、试验步骤五、试验步骤q5.1选取有代表性的水泥土或石灰土混合料，称300g放在搪瓷杯中，用搅拌棒将结块搅散，加600mL10氯化铵溶液(对中粗土，可直接称取1000g左右，放入土质量两倍的mL的10氯化铵溶液)，然后如前述步骤那样进行试验。q5.2利用所绘制的标准曲线，根据所消耗的EDTA二钠毫升数，确定混合料中的水泥或石灰剂量。六、报告六、报告q报告应包括以下内容：q(1)混合料名称；q(2)试验方法名称；q(3)试验数量n；q(4)试验结果极小值和极大值；q(5)试验结果平均值X；q(6)试验结果标准差S；q(7)试验结果偏差系数Cv七、记录七、记录q本试验的记录格式如表：T
41、0809-1注意：注意：q1.每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以增加试验的精度。q2.做标准曲线时，如工地实际水泥剂量较大，素集料和低剂量水泥的试样可以不做，而直接用较高的剂量做试验，但应有两种剂量大于实用剂量，以及两种剂量小于实用剂量。q3配制的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验的精度。控制好滴定的各环节，在最后的环节中，尤其应注意逐滴滴入EDTA二钠溶液，才会得到较准确的数据，从而对工程质量做出正确的评价。路基混合材料配合比设计路基混合材料配合比设计简介简介一、概述一、概述q路基混合材料配合比设计的目的是通过试验室试配获得既满足设计和施工要求又比较经济的混合材料配
42、合比。q采用公路路面基层施工技术规范JTJ034-2000二、主要试验仪器设备二、主要试验仪器设备q1 标准筛q2 振筛机q3 电子秤q4 1000kN万能试验机q5 养生室q6 泡水池三、试验方法三、试验方法q1 首先对所用的各种原材料进行分析试验，确保使用合格的原材料。q2 利用各级石料的筛分结果，确定各级石料的使用比例，使全部石料的颗粒级配曲线在规范规定的范围之内。q3 分别选用几个不同的结合材料掺量比例，按最佳含水量试拌并分别制作抗压强度试件（一般采用最大干密度及最佳含水量经验值，必要时先进行标准击实），按无机结合料混合材料抗压强度试验方法测定其7天抗压强度。q4 按各组7天抗压强度测
43、定值确定采用哪一个结合材料掺量比例。q5 当采用经验值制作试件时，应按确定的材料比例进行标准击实试验。q6 确定最终配合比，并提供该配合比下的最大干密度和最佳含水量。T0151-1993有机有机质质含量含量试验试验q1测定有机质的方法很多，有容量法、质量法、比色法等。但应用普遍的为容量法。在容量分析法中最普遍的则是K2G2O2法。故本规程选用了重铬酸钾容量法。因该法的氧化能力有一定限度，有机质含量大于15的土样不宜直接采用该法测定。若要测定时，可称磨细土样l份(准确到1mg)与经过高温灼烧并磨细的矿质土9份(准确到lmg)充分混匀；再从中称样分析，其结果以称样量的110计算。q若土样中含有Cl
44、-、Fe2+、Mn2+等还原性物质，则须去除或经校正，否则本法不适用。q2有机质是指土中碳、氮、氢、氧为主，还有少量硫、磷和金属元素组成的有机化合物。本试验仅测定土中的有机碳，再乘以1.724的经验系数和1.1的氧化校正系数后换算为有机质，以烘干土的质量百分比表示。q1目的和适用范围q本试验的目的在于了解土中有机质的含量。本试验方法适用于有机质含量不超过15的土。测定方法采用重铬酸钾容量法-油浴加热法。q2仪器设备q2.1分析天平：称量200g。q2.2电炉：附自动控温调节器。q2.3油浴锅：应带铁丝笼。q2.4温度计：0250，精度1。3试剂试剂q0.0750molL 1/6 K2Cr2O2
45、-H2SO4溶液：v用分析天平称取经105110烘干并研细的重铬酸钾44.1231g，溶于800mL蒸馏水中(必要时可加热)，缓缓加入浓硫酸1000mL，边加入边搅拌，冷却至室温后用水定容至2L。q0.2mol/L硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)溶液：v称取硫酸亚铁(FeSO47H20分析纯)56g或硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O80g，溶于蒸馏水中，加15mL浓硫酸(密度1.84gmL化学纯)。然后加蒸馏水稀释至1L，密封贮于棕色瓶中。q3.3邻菲咯啉指示剂：v称取邻菲咯啉(C12N8N2H2O)1.485g，硫酸亚铁(FeSO47H2O)0.695g，溶于100mL蒸馏水中，此时试
46、剂与Fe2+形成红棕色络合物，即Fe(C12H8N2)32+。贮于棕色滴瓶中。q3.4石蜡(固体)或植物油2kg。q3.5浓硫酸(H2SO4)(密度1.84gmL化学纯)。q3.6灼烧过的浮石粉或土样：取浮石或矿质土约200g，磨细并通过0.25mm筛，分散装入数个瓷蒸发皿中，在700800的高温炉内灼烧12h，把有机质完全烧尽后备用。q4硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)溶液的标定v准确吸取K2Cr2O7标准溶液3份，每份20mL分别注入150mL锥形瓶中，用蒸馏水稀释至60mL左右，满入邻菲咯啉指示剂35滴，用硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)溶液进行滴定，使锥形瓶中的溶液由橙黄经蓝绿色突变至橙红色为止。按用
47、量计算硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)溶液的浓度，准确至0.000lmolL，取3份计算结果的算术平均值即为硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)溶液的标准浓度。5试验试验步步骤骤q5.1用分析天平准确称取通过100目筛的风干土样0.10000.5000g，放入一干燥的硬质试管中，用滴定管准确加入0.0750molL 16K2Cr2O2H2SO4标准溶液10mL(在加入3mL时摇动试管使土样分散)，并在试管口插入一小玻璃漏斗，以冷凝蒸出之水汽。q5.2将810个已装入土样和标准溶液的试管插入铁丝笼中(每笼中均有12个空白试管)，然后将铁丝笼放入温度为185190的石蜡油浴锅中，试管内的液面应低于油面。要求放入后油浴
48、锅内油温下降至170180，以后应注意控制电炉，使油温维持在170180，待试管内试液沸腾时开始计时，煮沸5min，取出试管稍冷，并擦净试管外部油液。q5.3将试管内试样倾入250mL锥形瓶中，用水洗净试管内部及小玻璃漏斗，使锥形瓶中的溶液总体积达6070mL，然后加入邻菲咯琳指示剂35滴，摇匀，用硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)标准溶液滴定，溶液由橙黄色经蓝绿色突变为橙红色时即为终点，记下硫酸亚铁(或硫酸亚铁铵)标准溶液的用量，精确至0.01mL。q5.4空白标定：v即用灼烧土代替土样，取2个试样，其他操作均与土样试验相同，记录硫酸亚铁用量。6结结果整理果整理q6.1有机质含量按下式计算q式中：CF
49、eSO4硫酸亚铁标准溶液的浓度(molL)；qVFeSO4空白标定时用去的硫酸亚铁标准溶液的量(mL)；qVFeSO4测定土样时所用去的硫酸亚铁标准溶液的量(mL)；qms土样质量(将风干土换算为烘干土)(g)；q0.0031/4碳原子的摩尔质量(gmmol)；q1.724有机碳换算成有机质的系数；q1.1氧化校正系数。q注：如滴定消耗硫酸亚铁铵标准液小于10mL，应适当减少土样量，重做。q如用邻苯氨基苯甲酸为指示剂滴定时，瓶内溶液不宜超过6070mL，滴定前溶液呈棕红色，终点为暗绿色(或灰蓝绿色)。q本法氧化有机质程度平均约90，故应乘以1.1才为土的有机质含量。6.3精密度和允精密度和允许
50、许差。差。q有机质含量试验结果精度应符合表T0151.2的规定。7报报告告q7.1有机质土代号。q7.2土的有机质含量()。易溶盐总量的测定易溶盐总量的测定-质量法质量法q测定易溶盐总量的方法有质量法、电导法等。q本规程采用质量法。该法不需要特殊的仪器设备，且比较精确，故在室内分析中应用广泛。q电导法虽然简单、快速，但受各种因素如颗粒成分、盐分组成、温度等影响，故本规程未采用。一、目的和适用范围一、目的和适用范围q本试验法适用于各类土。二、仪器设备二、仪器设备q1分析天平：称量200g，感量0.0001g；q2水浴锅、瓷蒸发皿、干燥器。三、试剂三、试剂q1 15的H2O2。q2 2的Na2CO
51、3溶液：2.0g无水Na2O3溶于少量水中，稀释至100mL。q土中易溶盐包括所有氯化物盐类、易溶的硫酸盐类和碳酸盐类，还包括水溶性有机质等。在采用质量法测定水溶性盐总量时，应用H2O2除去烘干残渣中的有机质后，即为水溶性盐总量。易溶盐试验待测液的制备易溶盐试验待测液的制备q称取通过1mm筛孔的烘干土样50100g(视土中含盐量和分析项目而定)，精确至0.01g，放入干燥的1000mL广口塑料瓶中(或1000mL三角瓶内)。按土水比例1：5加入不含二氧化碳的蒸馏水(即把蒸馏水煮沸10min,速冷却)，盖好瓶塞，在振荡机上振荡(或用手剧烈振荡)3min，立即进行过滤。q采用抽气过滤或离心机分离，
52、所得的透明滤液，即为水溶性盐的浸出液。四、试验步骤四、试验步骤q1用移液管吸取浸出液50mL或100mL(视易溶盐含量多少而定)，注入已经在105110烘至恒量(前后两次质量之差不大于1mg)的瓷蒸发皿中，盖上表皿，架空放在沸腾水浴上蒸干(若吸取溶液太多时，可分次蒸干)。蒸干后残渣如呈现黄褐色时(有机质所致)，应加入15H2O2 13mL，继续在水浴锅上蒸干，反复处理至黄褐色消失。q2将蒸发皿放入105110的烘箱中烘干48h，取出后放入干燥器中冷却0.5h，称量。再重复烘干24h，冷却0.5h，用分析天平称量、反复进行至前后两次质量差值不q大于0.0001g。五、结果整理五、结果整理q5.1易溶盐总量按下式计算：q5.2易溶盐总量试验记录格式如表T 0153.1。5.3精密度和允许差。精密度和允许差。q易溶盐总量试验结果精度应符合表T 0153.2的规定。q表T 0153.2易溶盐总量(质量法)两次测定的允许偏差六、报告六、报告q6.1土的鉴别分类和代号。q6.2土的全盐量()。谢谢！谢谢！
