第二章压实度

第二章压实度检测技术第二章压实度检测技术长安大学公路学院支喜兰2012年3月《道路测试技术》第二章压实度检测技术一、概述1．意义刚度强度压实平整度稳定性路基路面施工质量控制重要指标非结构设计指标《道路测试技术》第K100%第二章压实度检测技术2．压实度定义二章压实度检测技术①路基土及路面基层：K工地实际达到的干密度d室内标准击实试验所得到的最大干密度m100%②沥青路面：现场实际达到的密度标准密度标准密度：试验室标准密度（中）最大理论密度（大）试验段密度（小）《道路测试技术》第二章压实度检测技术二、标准密度和最佳含水率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注意：不同填筑层、施工段的填土来源、土质变化《道路测试技术》第二章压实度检测技术（1）标准击实试验标准击实仪：轻型、重型（模拟夯击、静压压实功）公路路基压实度以重型击实试验法为准《道路测试技术》第二章压实度检测技术小试筒适用于粒径不大于20mm的细粒土大试筒适用于粒径不大于40mm的粗粒土干土法湿土法手动击实仪《道路测试技术》电动击实仪第二章压实度检测技术击实曲线—最佳含水率、最大干密度率率《道路测试技术》第二章压实度检测技术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《道路测试技术》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《道路测试技术》第二章压实度检测技术3．沥青混合料标准密度（1）取样与成型拌和厂——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试件）试验路段钻芯取样《道路测试技术》第二章压实度检测技术（2）密度测定方法①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。②表干法：适用于吸水率不大于于2%的沥青混合料。③蜡封法：适用于吸水率大于于2%的沥青混合料。④体积法：适用于空隙率较大的沥青混合料。《道路测试技术》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、无核密度仪要点：标定《道路测试技术》第二章压实度检测技术1.灌砂法第二章压实度检测技术适用于路基土、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，γd可计算出干密度。γdPdV《道路测试技术》第二章压实度检测技术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：《道路测试技术》第二章压实度检测技术试验要点：标定砂的松方密度和灌砂筒下部圆锥体内砂的质量；挖坑、灌砂、称湿重、烘干、称干重，计算含水率和干密度。《道路测试技术》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坑底为压实层底部。《道路测试技术》第二章压实度检测技术2．环刀法第二章压实度检测技术适用于细粒土路基、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，环刀容积积V=200cm3，环刀高度度5cm.注意取样深度：环刀中部处于压实层厚的1/2深度以下。《道路测试技术》第章度压实检测技术法二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（γ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。《道路测试技术》第章压实检测技术于，均值二第二章压实度检测技术实际密度一组不少于13取平注意：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与验收的依据。《道路测试技术》第二章压实度检测技术4．钻芯法（半刚性基层）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钻芯位置《道路测试技术》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。《道路测试技术》第二章压实度检测技术《道路测试技术》第二章压实度检测技术《道路测试技术》第章度压实检测技术方法二第二章压实度检测技术四、压实度评定方法土方路基：每压实层每1000m2至少2点，（路基施工规范）每200m每压实层测4处；（评定标准）路面基层、底基层：每200m每车道测2处；（评定标准）沥青混凝土面层：每200m每车道测1处；（评定标准）1~3公里路段为一个检验评定单元。（评定标准）《道路测试技术》第二章压实度检测技术1.方法第二章压实度检测技术（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：KK（ta/n）SK0KK0，压实度不合格。《道路测试技术》表B第二章压实度检测技术式中：K——平均值；t——保证率系数，可查《公路工程质量检验评定标准》附表B获得；保证率：高速、一级公路：其他公路：基层、底基层99%；路基、面层95%；基层、底基层95%；路基、路面面层90%。nS——检测点数；——标准差；《道路测试技术》第二章压实度检测技术K0——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）ororK0=92%（最大理论密度）K0=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%《道路测试技术》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：KiK05%基层、底基层：KiK04%沥青面层：KiK02%评定段压实度为不合格。《道路测试技术》（3）规定扣分界限以区分质量优劣。测技术第二章压实度检测技术第二章压实度检路基、基层、底基层：KK0andKiK02%沥青面层：KK0andKiK01%压实度合格，可得满分。路基、基层、底基层：KK0，且有测值KiK02%沥青面层：KK0，且有测值KiK01%按其占总检查点数的百分率计算扣分值。《道路测试技术》第二章压实度检测技术2．讨论第二章压实度检测技术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《道路测试技术》第二章压实度检测技术②路基压实度标准：上高下低？挖方路床？《道路测试技术》第二章压实度检测技术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《道路测试技术》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（0~3mm）or孔隙率20～25%《道路测试技术》第二章压实度检测技术⑤土石混填压实质量控制指标对少量大块石可将粒径大于38mm的块石放回坑中再灌砂，计算压实度；含石多可采用质量标准：压实沉降差《道路测试技术》第二章压实度检测技术⑥压实度与弯沉值：单层密度——整体强度⑦压实度与回弹模量：单层最佳含水率密度——不利季节整体强度⑧压实度与CBR值：单层密度——浅层不利状态材料强度⑨检测方法改进：无损、快速、准确《道路测试技术》第二章压实度检测技术五、压实度其他测试技术1.国外路基压实检测指标日本高速公路施工技术规范规定，只有0.075mm颗粒含量20%的砂性土才允许用压实度作为控制路基压实标准，0.075mm颗粒含量20%的粉性土和粘性土只允许利用空隙率控制压实，而且路基全高均采用同样的压实标准，即用核子密度仪检测时，粘性土空隙率8%、粉性土空隙率13%。《道路测试技术》式如下:第度压实检测技术二章第二章压实度检测技术空隙率的计算公Va=rw[100-γd/γw×(100/Gs+W)]×100%式中:Va———空隙率；γd———现场测得干密度；W———现场土的含水率（%）;Gs———现场土的颗粒密度；γw———水的密度。《道路测试技术》第二章压实度检测技术英国道路和桥梁施工规范也规定了路基压实用空隙率指标控制，路堤上层的空隙率不大于5%，下层不大于10%。西欧、北美等国广泛使用变形模量作为铁路路基压实检测指标，德国采用变形模量Ev2。德国、日本高速铁路采用动态变形模量Evd。《道路测试技术》第二章压实度检测技术2．我国《高速铁路设计暂行规定》路基压实标准按填料不同规定不同的地基系数K30和压实系数K或孔隙率n，并采用双指标控制。为便于衡量基床表层的动力学特征，级配碎石压实检测标准中增加动态变形模量Evd。《道路测试技术》地基系数K30(MPa/m)动态变形模量Evd(MPa)孔隙率n≥190≥55＜18%第二章压实度检测技术基床表层压实标准表层（0.7m）基床（3.0m）底层（2.3m）下部路堤三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。基床底层及下部路堤压实标准为地基系数K30和压实系数K或孔隙率n，并采用双指标控制。《道路测试技术》第二章压实度检测技术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，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)《道路测试技术》第二章压实度检测技术动态变形模量E第二章压实度检测技术vd《道路测试技术》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a只与密度有关，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？《道路测试技术》顾炳其）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。《道路测试技术》第二章压实度检测技术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。国产也有。《道路测试技术》第二章压实度检测技术（2）光轮压路机：变形《道路测试技术》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，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。《道路测试技术》第二章压实度检测技术《道路测试技术》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