路面压实度及弯沉值检测

目录1.路面压实度检测I.压实度的概述II.现场密度试验检测方法a)灌砂法b)环刀法c)核子仪法d)钻芯法III.结语2.路面弯沉值检测I.弯沉值的概述II.弯沉值的测试方法III.贝克曼梁法试验a)试验目的和适用范围b)仪具与材料c)试验方法与步骤d)弯沉仪的支点变形修正e)结果计算及温度修正IV.结语1.路基路面压实度检测I.压实度的概述路基、路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对路基、路面结构层进行充分压实，才能保证路基、路面的强度。刚度及路面的平整度，并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。压实的作用增加强度减少变形增强水稳性强度稳定性压实不足的危害车辙裂缝沉陷剪切破坏现场压实质量用压实度表示，对于路基土及路面基层，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于密度的比值；对沥青路面，压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。土方路基压实度为现场干密度与标准试验条件下最大干密度之比，以重型击实试验为准沥青混凝土压实度为现场毛体积密度与马歇尔标准密度之比，以马歇尔击实成型标准、试验路密实度或理论密度为准压实度的检测是通过密度检测确定的。II.现场密度试验检测方法a)灌沙法一．试验原理：用均匀颗粒的砂去置换洞的体积。基本原理是利用粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。I.检测方式I.检测方式二．适用范围•适用于各种材料的路基土、也可用于沥青表处、沥青贯入室路面。•不可用于填石路基等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测•现在测定路基压实度的标准方法。三．主要试验仪器•灌砂筒、金属标定罐、基板、玻璃板、试样盘、天平、量砂四．灌砂筒的选取集料最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒测试。集料粒径等于或大于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用Φ150mm的大型灌砂筒测试。灌砂筒：金属圆筒的内径为100mm，总高360mm，灌砂筒主要分两部分：上部为储砂筒，筒深27cm,筒底中心有一个直径10mm的圆孔；下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口直径为l0mm，并焊接在一块直径100mm的铁板上，铁板中心有一直径10mm的圆孔与漏斗上开口相接。在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。开关为一薄铁板，一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起，另一端伸出筒身外，开关铁板上也有一个直径100mm的圆孔。将开关向左移动时，开关铁板上的圆孔恰好与筒底圆孔及漏斗上开口相对，即三个圆孔在平面上重迭在一起，砂就可通过圆孔自由落下。将开关向右移动时，开关将筒底圆孔堵塞，砂即停止下落。金属标定罐：内径l00mm，高150mm和200mm的金属罐各一个，上端周围有一罐缘。基板：一个边长350mm，深40mm的金属方盘，盘中心有一直径l00mm的圆孔。量砂:粒径0．25～0．5mm、清洁干燥的均匀砂，约20～40kg。应先烘干，并放置足够时间，使其与空气的湿度达到平衡。仪器标定确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，其步骤如下：在储砂筒内装满砂。筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm。称筒内砂的质量m1，准确至1g。每次标定及而后的试验都维持这个质量不变。将开关打开，让砂流出，并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积)。然后关上开关，并称量筒内砂的质量m5，准确至1g。将灌砂筒放在玻璃板上。打开开关，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，关上开关，并细心地取走罐砂筒。收集并称量留在玻璃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灌砂筒下部圆锥体的砂。重复上述测量，至少三次。最后取其平均值m2，准确至1g。灌沙仪器图示确定量砂的密度ps用水确定标定罐的容积V(cm3)，方法如下：将空罐放在台秤上，使罐的上口处于水平位置，读记罐质量m7。向标定罐中灌水，注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。将一直尺放在罐顶，当罐中水面快要接近直尺时，用滴管往罐中加水，直到水面接触直尺。移去直尺，读记罐和水的总质量m8。重复测量时，仅需用吸管从罐中取出少量水，并用滴管重新将水加满到接触直尺。标定罐的体积按下式计算：V＝m8-m7在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将罐砂筒放在标定罐上，打开开关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。取下罐砂筒，称筒内剩余的砂质量。重复上述测量，至少三次，最后取其平均值m3。按下式计算填满标定罐所需砂的质量ma(g)ma＝m1-m2-m3式中：m1——灌砂入标定罐前，筒内砂的质量；m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量；m3——灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量。按下式计算量砂的密度ρs(g／cm3)：ρs＝ma/V式中：V——标定罐的体积，cm3。五．试验步骤（1）量砂要规则。（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度和锥体的质量；（3）地表面处理要平整；（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。工作人员正在用灌沙法测压实度六．试验中应注意的问题（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上基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-7）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。b)环刀法一．目的和适用范围本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度及压实度。本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。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二、仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：1、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）。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、其它：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。环刀仪具三．方法与步骤1.按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(ρmax)及最佳含水量(w0)。2.用人工取土器测定砂性土或砂层密度时的步骤：擦净环刀，称取环刀质量M2，准确至0.1g.在试验地点，将面积约30cm×30cm的地面清扫干净，并将压实层铲表面浮动及不平整的部分，达一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得将下层扰动。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。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。去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀试样挖出。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。擦净环刀壁，用天平称取出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（w）。3.本试验须进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。四、计算按式（4--10）计算试验的含水量。（4—10）式中：w—含水率（%），计算至0.1m—湿土质量（g）ms—干土质量（g）按式（4—11）、（4—12）计算试样的湿度及干密度：（4—11）（4—12）式中：ρw——试样的湿密度（g/cm3）；ρd——试样的干密度（g/cm3）；m1——环刀与试样合计质量（g）；m2——环刀质量（g）；V——环刀体积（cm3）w——试样的含水量（%）。按式（4—13）计算施工压实度：（4—13）式中：K——测试地点的施工压实度（%）：Ρd——试样的干密度（g/cm3）；Dmax——由击实试验得到的试样的最大干密度（g/cm3）。五．报告试验应报告土的鉴别分类、土的含水量、湿密度、干密度、最大干密度、压实度等。c)核子仪法该法是利用放射性元素（通常是射线和中子射线）测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少。该类方法适用于测量各种土或路面材料的密度和含水量，有些进口仪器可贮存打印测试结果。它的缺点是，放射性物质对人体有害，另外需要打洞的仪器，在打洞过程中使洞壁附近的结构遭到破坏，影响测定的准确性，对于核子密度湿度仪法，可作施工控制使用，但需与常规方法比较，以验证其可靠性。一．仪具与材料a)核子密度湿度仪：符合国家规定的关于健康保护和安全使用标准，密度的测定范围为1.12～2.73g/cm3，测定误差不大于±0.03，含水率测量范围为0～0.64,测定误差不大于±0.015g/cm3。它主要包括下列部件：γ射线源：双层密封的同位素放射源，如铯一137、钴－60或镭-226等。中子源：如镅（241）一铍等。探测器：γ射线探测器或中子探测器等。读数显示设备：如液晶显示器。脉冲计数器、数率表或直接读数表。标准板：提供检验仪器操作和散射计数参考标准用。安全防护设备：符合国家规定要求的设备。刮平板、钻杆、接线等b)细砂：0.15～0.3mm。c)天平或台称。d)其他：毛刷等。核子密度湿度仪二．试验方法与步骤本方法用于测定沥青混合料面层的压实密度时，在表面用散射法测定，所测定沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。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.a.准备工作1.每天使用前按下列步骤用标准板测定仪器的标准值：接通电源，按照仪器使用说明书建议的预热时间，预热测定仪。在测定前，应检查仪器性能是否正常，在标准板上取34个读数的平均值建立原始标准值，并与使用说明书提供的标准值校对，如标准读数超过使用说明书规定的界限时，应重复此标准的测量，若第二次标准计数仍超出规定的界限时，需视作故障并进行仪器检查。2.在进行沥青混合料压实层密度测定前，应用核子法对钻孔取样的试件进行标定；测定其他材料密度时，宜与挖坑灌砂法的结果进行标定。标定的步骤如下：选择压实的路表面，按要求的测定步骤用核子仪测定密度，记录读数；在测定的同一位置用钻机钻孔法或挖坑灌砂法取样，量测厚度，按规定的标准方法测定材料的密度；对同一种路面厚度及材料类型，在使用前至少测定15处，求取两种不同方法测定的密度的相关关系，其相关系数应不小于0.9。3.测试位置的选择按照随机取样的方法确定测试位置，但与距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。核子仪距其他射线源不得少于10m。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。4.按照规定的时间，预热仪器。b.测定步骤如用散射法测定时，应将核子仪平稳地置于测试位置上。如用直接透射法测定时，将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。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。c.使用安全注意事项（1）仪器工作时，所有人员均应退到距仪器2m以外的地方。（2）仪器不使用时，应将手柄置于安全位置，仪器应装人专用的仪器箱