路基路面现场试验检测方法Word文件下载.docx
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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)
100
150
容积(cm3)
2120
4600
流砂孔
10
15
金属标定罐
内径(mm)
外径(mm)
200
金属方盘基板
边长(mm)
350
400
深(mm)
40
50
中孔直径(mm)
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500~600mm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300mm×
500mm×
40mm的搪瓷盘存放。
(6)天平或台称:
称量10~15kg,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)量砂:
粒径0.30~0.60mm及0.25~0.50mm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
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。
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m5,准确至1g。
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,对开关关上,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,准确至1g。
玻璃板上的砂就是填满锥体的砂m2。
⑤重复上述测量三次,取其平均值。
(2)标定量砂的单位质量
①用水确定标定罐的容积V,准确至1mL。
②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。
③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;
——灌砂入标定罐后,筒内剩余砂的质量,g。
④重复上述测量三次,取其平均值。
⑤按式
(2)计算量砂的单位质量:
(2)
——量砂的单位质量,g/cm3;
——标定罐的体积,g/cm3。
(3)试验步骤
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。
③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。
④将基板放回清扫干净的表面上(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。
⑤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,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。
⑥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。
⑦如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大,也可省去上述②和③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,让砂流入试坑内。
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。
⑧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)
——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)按下式计算试坑材料的湿密度:
(5)
——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)
——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)
——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)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6~8cm,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。
(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
①擦净环刀,称取环刀质量m2,准确至0.1g。
②在试验地点,将面积约30cm×
30cm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。
③将定向筒齿钉固定于铲平的地面上,顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。
④将导杆保持垂直状态,用取土器落锤将环刀打入压实层中,至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。
⑤去掉击实锤和定向筒,用镐将环刀及试样挖出。
⑥轻轻取下环盖,用修土刀自边至中削去环刀两端余土,用直尺检测直至修平为止。
⑦擦净环刀外壁,用天平称取环刀及试样合计质量m1,准确至0.1g。
⑧自环刀中取出试样,取具有代表性的试样,测定其含水量。
(2)用人工取土器测定砂性土或砂层密度
①如为湿润的砂土,试
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