教案25项目十一 半刚性基层和底基层材料检测1.docx

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教案25项目十一半刚性基层和底基层材料检测1

授课内容

项目十一：

半刚性基层和底基层材料检测

（1）

任务1无机结合料稳定材料击实试验

授课时数

2

授课方法

讲授、讨论与练习相结合

授课时间

教学手段

PPT、工作页、规范规程

授课班级

教学地点

多媒体教室

【知识目标】

1.熟悉目的与适用范围。

2.熟悉备料计算。

3.熟悉击实步骤。

【能力目标】

1.会做无机结合料稳定材料击实试验。

2.会进行试验结果的处理。

【素质目标】

养成自觉按《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51-2009）完成试验检测的习惯和能力。

【教学重点】

备料、击实试验、试验成果

【教学难点】

计算洒水量

【教学内容】

时间：

（5分钟）

一、目的与适用范围

1.本试验方法适用于在规定的试筒内，对水泥稳定材料（在水泥水化前）、石灰稳定材料及石灰（或水泥）粉煤灰稳定材料进行击实试验，以绘制稳定材料的含水率一干密度关系曲线，从而确定其最佳含水率和最大干密度。

2.试验集料的公称最大粒径宜控制在37.5mm以内（方孔筛）。

3.试验方法类别。

本试验方法分三类，各类击实方法的主要参数列于下表。

击实实验方法类别见下表

类别

锤击面

（cm）

锤质量

（kg）

落高

试样尺寸

层数

每层击数

平均单位击实功（j）

容许公称最大粒径（mm）

内径

（cm）

高

（cm）

容积（

）

甲

5.0

4.5

45

10

12.7

997

5

27

2.687

19

乙

5.0

4.5

45

15.2

12.0

2177

5

59

2.687

19

丙

5.0

4.5

45

15.2

12.0

2177

3

98

2.687

37.5

讲授、看录像

【教学内容】

时间：

（5分钟）

二、试验准备

1.将具有代表性的风干试料（必要时，也可以在50℃烘箱内烘干）用木锤或木碾捣碎。

土团均应捣碎到能通过4.75mm的筛孔。

但应注意不使粒料的单个颗粒破碎或不使其破碎程度超过施工中拌和机械的破碎率。

2.如试料是细粒土，将已捣碎的具有代表性的土过4.75mm筛备用（用甲法或乙法做试验）。

3.如试料中含有粒径大于4.75的颗粒，则先将试料过19mm的筛，如存留在筛孔19mm筛的颗粒的含量不超过10%，则过26.5mm筛，留作备用（甲法或乙法做试验）。

4.如试料中粒径大于19mm的颗粒含量超过10%，则将试料过37.5mm筛，如存留在筛孔37.5mm筛的颗粒的含量不超过10%，则过53mm的筛备用（用丙法试验）。

5.每次筛分后，均应记录超尺寸颗粒的百分率P。

6.在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水率。

对于细粒土，试样应不少于100g;对于中粒土，试样应不少于1000g;对于粗粒土的各种集料，试样应不少于2000g。

7.在试验前用游标卡尺准确测量试模的内径、高和垫块的高，以计算试筒的容积。

讲授、看录像

【教学内容】

时间：

（35分钟）

三、洒水闷料

1.甲法

（1）将已筛分的试样用四分法逐次分小，至最后取出约10～15kg试料。

再用四分法将已取出的试料分成5～6份，每份试料的干质量为2.0kg（对于细粒土）或2.5kg（对于各种中粒土）。

（2）预定5～6个不同含水率，依次相差0.5%～1.5%，且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水率。

注:

对于中、粗粒土，在最佳含水率附近取0.5%，其余取1%。

对于细粒土，取1%，但对于黏土，特别是重黏土，可能需要取2%。

（3）按预定含水率制备试样。

将1份试料平铺于金属盘内，将事先计算得的该份试料中应加的水量均匀地喷洒在试料上，用小铲将试料充分拌和到均匀状态（如为石灰稳定材料、石灰粉煤灰综合稳定材料、水泥粉煤灰综合稳定材料和水泥、石灰综合稳定材料，可将石灰、粉煤灰和试料一起拌匀），然后装入密闭容器或塑料口袋内浸润备用。

浸润时间要求:

黏性土12～24h，粉性土6～8h，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等可以缩短到4h左右，含土很少的未筛分碎石、砂砾和砂可缩短到2h。

浸润时间一般最长不应超过24h。

应加水量可按下式计算:

式中:

—混合料中应加的水量（g）；

—混合料中素土（或集料）的质量，其原始含水率为

，即风干含水率（%）;

—混合料中水泥或石灰的质量，其原始含水率为

）；

一要求达到的混合料的含水率（%）。

2.乙法

在缺乏内径lOcm的试筒时，以及在需要与承载比等试验结合起来进行时，采用乙法进行击实试验。

本法更适宜于公称最大粒径达19mm的集料。

（1）将已用过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约30kg试料。

再用四分法将取的试料分成5～6份，每份试料的干重约为4.4kg（细粒土）或5.5kg（中粒土）。

（2）以下各步的做法与甲法相同。

3.丙法

（1）将已过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约33kg试料。

再用四分法将取出的试料分成6份（至少要5份），每份重约5.5kg（风干质量）。

（2）预定5～6个不同含水率，依次相差0.5%～1.5%。

在估计最佳含水率左右可只差1%，其余差1.5%。

（3）同甲法（3）。

（4）同甲法（4）。

讲授、看录像

【教学内容】

时间：

（10分钟）

四、击实

1.甲法

（1）将所需要的稳定剂水泥加到浸润后的试样中，并用小铲、泥刀或其他工具充分拌和到均匀状态。

水泥应在土样击实前逐个加入，加有水泥的试样拌和后，应在1h内完成下述击实试验，拌和后超过1h的试样，应予作废（石灰稳定材料和石灰粉煤灰稳定材料除外）。

（2）试筒套环与击实底板应紧密联结。

将击实筒放在坚实地面上，用四分法取制备好的试样400

500g（其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/5）倒入筒内，整平其表面并稍加压紧，然后将其安装到多功能自控电动击实仪上，设定所需锤击次数，进行第一层试样的击实。

第一层击实完后，检查该层高度是否合适，以便调整以后几层的试样用量。

用刮土刀或螺丝刀将已击实层的表面“拉毛”，然后重复上述做法，进行其余四层试样的击实。

最后一层试样击实后，试样超出筒顶的高度不得大于6mm，超出高度过大的试件应该作废。

（3）用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离）后，扭动并取下套环。

齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板。

如试样底面略突出筒外或有孔洞，则应细心刮平或修补。

最后用工字形刮平尺齐筒顶和筒底将试样刮平。

擦净试筒的外壁，称其质量Q_1。

（4）用脱模器推出筒内试样。

从试样内部从上至下取两个有代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取），测定其含水率，计算至0.1%。

两个试样的含水率的差值不得大于1%。

所取样品的数量见表T0804-2（如只取一个样品测定含水率，则样品的质量应为表列数值的两倍）。

擦净试筒，称重

表T0804-2测稳定材料含水率的样品质量

公称最大粒径（mm）

样品质量（g）

2.36

约50

19

约300

37.5

约1000

烘箱的温度应事先调整到110℃左右，以使放入的试样能立即在105℃~110℃的温度下烘干。

（5）进行其余含水率下稳定材料的击实和测定工作。

凡已用过的试样，一律不再重复使用。

2.乙法

做法与甲法相同，但应该先将垫块放入筒内底板上，然后加料并击实。

所不同的是，每层需取制备好的试样约900g（对于水泥或石灰稳定细粒土）或1100g（对于稳定中粒土），每层的锤击次数为59次。

3.丙法

（1）将试筒、套环与夯击底板紧密地联结在一起，并将垫块放在筒内底板上。

击实筒应放在坚实地面上，取制备好的试样1.8kg左右[其量应使击实后的试样略高于（高出1～2mm）筒高的1/3倒入筒内，整平其表面，并稍加压紧。

然后将其安装到多功能自控电动击实仪上，设定所需锤击次数，进行第一层试样的击实。

第1层击实完后检查该层的高度是否合适，以便调整以后两层的试样用量。

用刮土刀或改锥将已击实的表面“拉毛”，然后重复上述做法，进行其余两试样的击实。

最后一层试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于6mm。

超出高度过大的试件应该作废。

（2）用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离），扭动并取下套环。

齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板，取走垫块。

擦净试筒的外壁，称重

。

（3）用脱模器推出筒内试样。

从试样内部由上至下取两个有代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取），测定其含水率，计算至0.1%。

两个试样的含水率的差值不得大于100。

所取样品的数量应不少于700g，如只取一个样品测定含水率，则样品的数量应不少于1400g。

烘箱的温度应事先调整到110℃左右，以使放入的试样能立即在105～110℃的温度下烘干。

擦净试筒，称重

。

（4）进行其余含水率下稳定材料的击实和测定。

凡已用过的试料，一律不再重复使用。

讲授、看录像

【教学内容】

时间：

（10分钟）

五、计算

1.稳定材料湿密度计算

按式（T0804-2）计算每次击实后稳定材料的湿密度。

（T0804-2）

式中：

ρw—稳定材料的湿密度（g/cm3）；

m1—试筒与湿试样的总质量（g）；

m2—试筒的质量（g）；

V—试筒的容积（cm3）。

2.稳定材料干密度计算

按式（T0804-3）计算每次击击实后稳定材料的干密度。

式中：

ρd——试样的干密度（

）

ω——试样的含水率（%）。

3.制图

（1）以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制含水率——干密度曲线。

曲线必须为凸形的，如试验点不足以连成完整的凸形曲线，则应该进行补充试验。

（2）将试验各点采用二次曲线方法拟合曲线，曲线的峰值点对应的含水率及干密度即为最佳含水率和最大干密度。

4.超尺寸颗粒的校正

当试样中大于规定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为5%～30%时，按下式对试验所得最大干密度和最佳含水率进行校正（超尺寸颗粒的含量小于5%时，可以不进行校正）。

注：

超尺寸颗粒的含量少于5%时，它对最大干密度的影响位于平行试验的误差范围内。

（1）最大干密度按式（T0804-4）校正：

（2）最佳含水率按下式校正：

讲授、看录像

【教学内容】

时间：

（5分钟）

六、精度要求

1.应做两次平行试验，取两次试验的平均值作为最大干密度和最佳含水率。

两次重复性试验最大干密度的差不应超过0.05g/c

（稳定细粒土）和0.08g/cm3稳定中粒土和粗粒土），最佳含水率的差不应超过0.5%（最佳含水率小于10%）和1.0%（最佳含水率大于10%）。

超过上述规定值，应重做试验，直到满足精度要求。

2.混合料密度计算应保留小数点后三位有效数字，含水率应保留小数点后1位有效数字。

讲授、看录像

【教学内容】

时间：

（10分钟）

七、报告

试验报告应包括以下内容：

（1）试样的最大粒径、超尺寸颗粒的百分率；

（2）无机结合料类型及剂量；

（3）所用试验方法类别；

（4）最大干密度（g/c

）；

（5）最佳含水量（%），并附击实曲线。

讲授、练习电子表格计算。

【小结】

时间：

（5分钟）

1.试验目的

2.试验方法：

甲法、乙法、丙法。

3.备土计算

4.击实步骤

5.结果计算

与学生共同回忆。

【作业】

时间：

（5分钟）

一、单项选择题

1.半刚性基层材料配合比设计时，应根据（）标准制作强度试样。

A.轻型击实B.重型击实C.轻型或重型击实D.振动击实

2.无机结合料稳定土击实试验内容包括：

①加入所需稳定剂，并充分拌和均匀。

②确定预定含水量。

③取下套环，刮平试样，拆除底板，擦净试筒外壁后称取质量。

④采用四分法选取等分试料。

⑤加入计算应加的水量，并充分拌和均匀。

⑥按要求进行分层填料、分层击实。

⑦脱模后取样测定含水量。

正确的试验步骤排序为（）。

A.②④①⑤⑥③⑦B.④②⑤①⑥③⑦

C.④②①⑤⑥③⑦D.②④⑤①⑥③⑦

3.在以下无机结合料稳定土中：

①石灰稳定细粒土。

②水泥稳定细粒土。

③石灰水泥稳定细粒土。

④石灰粉煤灰稳定细粒土。

⑤水泥粉煤灰稳定细粒土。

⑥石灰稳定粗粒土。

击实试验中混合料拌和时间超过1h，仍可以进行击实试验的有（）。

A.①③⑤B.①③④⑥C.①④⑥D.①②③④⑤⑥

4.水泥稳定土击实试验有以下说法：

①试料采用四分法取样。

②预定含水量依次相差1%～2%，且其中至少有2个大于或2个小于最佳含水量。

③试料加入计算用水量和水泥后装入塑料袋浸湿备用。

④最后一层试样超出试筒顶的高度不得大于6mm。

错误说法有（）。

A.①②④B.②④C.②③D.①②③④

5.烘干法测定无机结合料稳定土含水量，测试得出铝盒质量为20.65g，铝盒和湿混合料的合计质量为40.45g，烘干后铝盒和干混合料合计质量为38.65g，则稳定土含水量的测试结果为（）。

A.4.66%B.9.09%C.10.00%D.8.72%

6.某水泥稳定沙砾重型击实试验测试结果为：

试筒质量6590g，试筒容积2177cm3，试筒与湿样合计质量11600g，代表试样含水量6.2%，则混合料干密度为（）。

A.2.17g/cm3B.2.30g/cm3C.2.44g/cm3D.2.64g/cm3

7.烘干法测定无机结合料稳定土含水量的试验内容：

①将盛有试样的铝盒打开，置于烘箱中充分烘干。

②称取铝盒和烘干试样质量。

③称取铝盒质量。

④将盛有试样的铝盒，盖紧盒盖并放置冷却。

⑤试样粉碎后放入铝盒，盖上盒盖后称取质量。

正确的试验步骤为（）。

A.⑤①②④③B.⑤①④②③C.③⑤①②④D.③⑤①④②

8.石灰稳定土击实试验的内容包括：

①按要求进行分层填料、分层击实。

②确定预定含水量。

③取下套环，刮平试样，拆除底板，擦净试筒外壁后称取质量。

④采用四分法选取等分试料。

⑤加入计算应加的水量和石灰，充分拌和均匀，并浸湿备用。

⑥脱模后取样测定含水量。

⑦测定试料风干含水量。

正确的试验步骤为（）。

A.⑦④②⑤①③⑥B.②④①⑤③⑥⑦C.⑦②⑤①④③⑥D.④②⑤③①⑥⑦

二、判断题

1.半刚性材料击实试验中，加入水和结合料拌和后1h内应完成试验，否则试样废弃。

（）

2.湿稳定土和干稳定土的质量之差与湿稳定土的质量之比的百分率称为稳定土的含水量。

（）

3.击实试验中，为了保证试样的完整性，最后一层试样击实后，试样高度应超出试筒顶10mm，取下套环后刮除多余部分，并刮平表面。

（）

4.击实试验中，加入水泥的试样拌和后1h内应完成试验，否则试样废弃。

（）

三、多项选择题

1.关于无机结合料稳定材料抗压强度试验试件的说法中，不正确的有（）。

A.试件采用高径比为1∶1的圆柱体

B.试件采用击实方法成型

C.试件应饱水养生7d

D.试件按照最佳含水量和最大干密度成型

与学生共同练习。