道路测试技术2

第二章压实度检测技术第二章压实度检测技术一、概述1．意义路基路面施工质量控制指标关键指标非结构设计指标强度刚度平整度稳定性压实第二章压实度检测技术2．压实度定义①路基土及路面基层：②沥青路面：标准密度，室内预先试验；实际密度，现场试验。K100%dm工地实际达到的干密度室内标准击实试验所得到的最大干密度K100%现场实际达到的密度室内标准密度二、标准密度和最佳含水量的确定方法标准密度（最大干密度）是压实度评定的基准值。要点：取料、试件成型（模拟施工效果）、密度测定1．路基土最大干密度取将要填筑路基的某层的土样（1）标准击实试验：重型、轻型（模拟夯击，静压）小试筒适用于粒径不大于25mm的细粒土大试筒适用于粒径不大于38mm的粗粒土第二章压实度检测技术击实曲线—最佳含水量、最大干密度第二章压实度检测技术（2）振动台法（模拟振动碾压）适用于粗粒土和巨粒土（3）表面振动压实仪法（模拟振动碾压）适用于粗粒土和巨粒土，操作容易，更接近实际状况第二章压实度检测技术2．路面基层（半刚性基层）标准密度（最大干密度）（1）稳定细粒土——标准击实法（2）稳定粗粒土——振动压实法（振动台法或表面振动压实仪法）、理论计算法第二章压实度检测技术3．沥青混合料标准密度（1）取样与成型沥青拌合厂——标准马歇尔击实法、大型马歇尔击实法、旋转压实法、振动法；（我国主要采用马歇尔击实法）试验路段钻芯取样（2）密度测定方法水中重法：适用于密实的Ⅰ型沥青混凝土，吸水性大的集料不适用；表干法：适用于吸水率不大于2%的沥青混合料；蜡封法：适用于吸水率大于2%的沥青混合料；体积法：适用于空隙率较大的沥青混合料。第二章压实度检测技术三、现场密度检测方法有损：灌砂法、环刀法、钻芯法要点：取样方法、称重、体积无损：核子密度仪法、无核密度仪第二章压实度检测技术第二章压实度检测技术1.灌砂法：适用于路基土、砂石路面、基（底）层、沥青表处。不适用于填石土。路基路面基层材料现场密度测定标准方法。原理：挖取压实材料，称湿重，烘干，称干重Pd，利用均匀颗粒的砂去置换试坑的容积，作为挖取材料的压实体积V，可计算出干密度。PγVddγd具体试验方法与步骤见《公路路基路面现场测试规程》。主要试验仪具与材料：第二章压实度检测技术试验要点：标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量和砂的松方密度；挖坑、灌砂、称湿重、烘干、称干重，计算含水率和干密度。第二章压实度检测技术注意事项：①量砂要规则，换砂重标定密度；②表面平整；③坑壁垂直；④坑深整层厚。第二章压实度检测技术2．环刀法：适用于细粒土路基、稳定细粒土基（底）层（龄期不大于2天）原理：在压实层表面打下带刃环刀取料，称湿重，烘干，称干重，环刀容积V=200cm3，环刀高度5cm.注意：①取样、深度，层厚中间第二章压实度检测技术第二章压实度检测技术3．核子密度仪法适用于路基、路面材料放射性元素（射线或中子源）测密度、含水量无损、快速、土、路面材料、打印结果散射法：用于沥青混合料面层直接透射法（打孔插入放射源棒）：用于土基或基层材料。γ第二章压实度检测技术实际密度一组不少于13点，取平均值。注意：①12个月标定一次；；②放射性有害健康；③按规定方法标定后，其检测结果可作为工程质量评定于验收的依据。4．钻芯法沥青混合料芯样直径不宜小于100mm测定试件密度方法：表干法蜡封法水中重法注意：①适用条件②合理性第二章压实度检测技术5．无核密度仪适用于沥青混合料原理：用一个电磁表面接触仪器装置来测量在压实过程中导致的电磁场的变化。检测深度：25mm到100mm。实际密度一组不少于13点，取平均值。注意：①12个月标定一次；②检测平稳、紧密接触；③其检测结果不宜用于工程质量评定验收或仲裁。第二章压实度检测技术第二章压实度检测技术四、压实度评定方法1~3公里路段为一个检验评定单元。1.方法（1）控制平均压实度的置信下限，以保证总体水平。评定段的压实度代表值应满足条件：KK0，压实度不合格。a0/KKtnSK（）第二章压实度检测技术式中：——平均值；——保证率系数，可查表获得；采用的保证率：高速、一级公路：基层、底基层99%；路基、面层95%；其他公路：基层、底基层95%；路基、路面面层90%。——检测点数；——标准差；tKnSK0——压实度标准值。如高速公路、一级公路沥青混凝土面层：K0=96%（试验室标准密度）orK0=92%（最大理论密度）orK0=98%（试验段密度）无机结合料稳定粒料基层：K0=98%无机结合料稳定土底基层：K0=95%土方路基：0~0.80m，K0=96%0.80~1.50m，K0=94%1.50m，K0=93%第二章压实度检测技术第二章压实度检测技术（2）规定单点极值不得超出规定值，防止局部隐患。路基：基层、底基层：沥青面层：压实度为不合格。05%iKK04%iKK02%iKK第二章压实度检测技术（3）规定扣分界限以区分质量优劣。路基、基层、底基层：and沥青面层：and压实度合格，可得满分。路基、基层、底基层：，且有测值沥青面层：，且有测值按其占总检查点数的百分率计算扣分值。02%iKK0KK0KK01%iKK0KK0KK02%iKK01%iKK2．讨论：①影响压实度的因素：土质、含水量、压实功（机重、遍数）、速度、层厚、工艺②压实度与弯沉：单层密度与整体强度③压实度检测异常现象分析：超百、不能达标土质变化—最大干密度基准值问题可利用试坑取出材料做击实试验第二章压实度检测技术④填石路堤压实质量控制：填料粒径500mm；路床底面下400mm，填料粒径150mm；路床填料粒径100mm。质量标准：压实沉降差试验路确定的沉降差or孔隙率20～25%⑤土石混填压实质量控制指标质量标准：压实沉降差⑥检测方法改进：无损、快速、准确第二章压实度检测技术五、其他压实度测试方法1.国外压实度检测方法应用压实度控制路基压实质量的方法各国各有不同,以日本为例,土质路基的压实控制方法是:根据土的级配(75μm筛通过量)划分控制标准,对75μm筛通过量在20%以上的土用空隙率Va控制,对75μm筛通过量不足20%的土用密度比Dc控制。其中与我国的压实度试验方法相同的是密度比法,不同的是空隙率法。第二章压实度检测技术空隙率的计算公式如下:Va=rw[100-γd/γw×(100/Gs+W)]×100%式中:Va———空隙率;γd———现场两次测得干密度的平均值;W———现场土的含水量,%;Gs———现场土的颗粒密度;γw———水的密度。第二章压实度检测技术2．铁路路基压实度检测方法对细粒土采用地基系数K30值和压实系数K两个指标控制压实质量;对粗粒土、碎石土、级配碎石则采用地基系数K30和孔隙率n两个指标控制,并以地基系数K30作为路基检测的主要技术标准。第二章压实度检测技术地基系数K30法地基系数K30的大小反映路基在局部荷载作用下抵抗变形的能力,它是小直径载荷板试验在路基压实控制中的应用,采用直径为30cm的载荷板进行试验。K30值指的是荷载强度(P)沉降量(S)曲线上对应土体变形量为0.125cm时刻的荷载强度(P)值与变形S(荷载板的下沉位移)的比值,即:K30=荷载强度(MPa)/标准沉降量(m)第二章压实度检测技术3．落锤频谱式压实度仪（瞬态冲击法测压实度技术）密度越大，一定重量的锤从一定高度落下，产生的振动频率就越高，但是还与含水量有关。冲击响应a是密度和含水量W的二元函数经试验研究，发现S-G水滞频段（盛安连顾炳其）存在S-G水滞频段，a只与密度有关，而与W无关，水份反应不敏感无需测试含水量，可得密度，经标定，可计算出压实度K。不同填料？第二章压实度检测技术4．车载式压实度仪（1）振动压路机：振动加速度振动轮的动力学参数的变化与地面材料的密度变化密切相关，振动轮的垂直加速度与相互作用材料的压实度正相关。采用振动压路机的机载压实度计，驾驶员可从显示器上随时查看压实情况、振动频率、运行速度，能够实现压实质量的实时控制，并能保存数据以备其它数据处理之用，避免了漏检，使欠压、过压问题得以解决。德国生产的宝马压路机就有这种功能。（2）光轮压路机：变形第二章压实度检测技术5.瑞雷波检测压实度技术给路基一个冲击能量,就会在土体内部及表面产生弹性波,在能量分配方面瑞利波的能量占总能量的67%,土壤密实程度不同,对该冲击能量的吸收不同,弹性波传播速度不同。路基土压实越密实,土体吸收的能量就越少,弹性波传播的速度就越快,检波器检测得冲击响应信号就越大。第二章压实度检测技术在实际操作中,用小锤敲击路基顶面,就可以得到比较清晰的表面波。由于表面波的能量较大,所以比较容易接收到波形。传感器应与地面垂直,根据两个传感器间的距离和波的传播时间,就可以得到这一地段的剪切波和表面波的传播速度。测得波速后再进行压实度的常规检测,将不同压实情况的路基进行统计分析就可以得到同一类土的压实度与波速度之间的关系。第二章压实度检测技术6.探地雷达测压实度技术探地雷达测压实度工作原理即由发射天线向地下发射高频脉冲电磁波。电磁波在地下介质传播过程中,遇到存在电性差异的物体就会产生反射,反射回来的电磁波经天线接收,根据接收的雷达回波波形﹑振幅和双程走时等参数便可推断地下目标体的空间位置﹑结构﹑电性及几何形态,从而达到探测地下结构的目的。关键问题是建立合理的介电常数模型。目前的研究应用也主要集中在面层和基层。第二章压实度检测技术