路基路面工程实验教学

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）试验方法适用范围土的粒组轻型、重型击实法小试筒适用于粒径不大于25mm的土大试筒适用于粒径不大于25mm的土细粒土粗粒土振动台法①本试验规定采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。②本试验方法适用于通过0.074mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无粘性自由排水粗粒土和巨粒土。③对于最大颗粒大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按相似级配法的规定处理.粗粒土巨粒土表面振动压实仪法同上粗粒土巨粒土路面基层最大干密度的确定方法半刚性基层击实法计算法对于水泥稳定类对于石灰、二灰稳定类碎石类：击实法、振动法沥青稳定碎石同沥青混合料面层100)1(10akGBA210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Ⅰ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试验方法适用范围灌砂法适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测环刀法适用于细粒土及无机结合料稳定细料土的密度测试。但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过2d，且宜用于施工过程中的压实度检验核子法适用于现场用核子密度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度。适用于施工质量的现场快速评定，不宜用作仲裁试验或评定验收试验钻芯法适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度，以评定沥青面层的施工压实度，同时适用于龄期较长的无机结合料稳定类基层和底基层的密度检测（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①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;②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;③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。④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。⑤重复上述测量三次，取其平均值。标定量砂的单位质量①用水确定标定罐的容积V，准确至lmL。②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γs试验方法与步骤试验方法与步骤现场测试①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。②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。③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。④测含水量⑤灌砂⑥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：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⑴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。⑴.仪器工作时，所有人员均应退到距仪器2m以外的地方。⑵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。⑶仪器应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。nstkK/tkatSn0K压实度检测结果的评定对于沥青路面k1,k2,k3,…ki…kn求≥10K的合格率合格率≥90%实际得分=合格率×100NYK≥规定值K0nstkK/不合格，则相应分项工程为不合格Y压实度检测结果的评定对于路基路面基层k1,k2,k3,…ki…kn求≥20K的合格率合格率≥90%实际得分=合格率×90%NNNYYYki≥规定极值K≥规定值K0nstkK/不合格，则相应分项工程为不合格讨论问题1.压实度会超百吗？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①三米直尺②8轮仪③颠簸累积仪④断面仪（水准仪，断面尺，激光技术）①最大间隙Δ②标准差σ③颠簸累积值VBI④国际平整度指数IRI评价指标检测方法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80～100cm)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，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σ，