1灌砂法测定压实度、密度试验作业指导书

1灌砂法测定压实度、密度试验作业指导书1目的和适用范围1.1本试验法适用于现场测定路基，基层或底基层及砂石路面的各种细粒土，中粒土，粗料土，包括天然砂砾土、级配砂砾料、级配碎石及水泥、石灰、粉煤灰稳定土等的密度和压实度。也适用于沥青表面处治，沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。1.2用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：1.2.1当集料的最大粒径小于15mm，测定层的厚度不150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂洞测试。1.2.2当集料的最大粒径大于或等于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。2仪器设备本试验需要下列仪器设备2.1灌砂筒：有大小两种，为一金属圆筒(可用镀锌铁皮制作)有大小两种，上部储砂筒小筒容积为2120cm3，大筒容积为4600cm3，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，直径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头上开口相接。自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相同直径的圆孔。2.2金属标准罐：用薄铁板作金属罐，用于小罐砂筒的内径为100mm，高150mm，用于大灌砂筒的直径为150mm，高200mm，上端周围均有一罐缘。2.3基板：用薄铁板制作，用于小灌砂筒的基板为边长350mm深40mm的金属方盘，盘的中心有一直径为150mm的圆孔。2.4玻璃板：边长约500mm(用于小灌砂筒)或600mm(用于大灌砂筒)的方形板。2.5试样盘：小筒挖出的试样可用饭盒存放、大筒挖出的试样可用300mm×500mm×400mm的搪瓷盘存放。2.6天平或台称：称量10-15kg，数量不大于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。2.7含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。22.8量砂：粒径0.30-0.60mm或0.25-0.50mm清洁干燥的均匀砂，约20-40kg，使用前须洗净烘干，并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。2.9盛砂的容器：塑料桶等。2.10其它：凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。3方法步骤3.1按现行试验方法。对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(Pc)及最佳含水量。3.2按5.1.1.2的规定选用适宜的灌砂筒。3.3标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，步骤如下：3.3.1在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至筒顶的距离不超过15mm左右为止。称取筒内砂的质量m1，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持与高度装砂质量不变。3.3.2将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准，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(或等于标定罐的容积)，然后关上开关稳定量筒内砂的质量3.3.3不晃动灌砂筒的砂，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，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。3.3.4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筒下圆锥体的砂(m2)。3.3.5重复上述测量三次，取其平均值。3.4标定量砂的单位质量rs(g/cm3)其步骤如下：3.4.1用水确定标定罐的容积v，准确至1mL。3.4.2在灌砂筒中装入质量为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，直到灌砂筒内的砂不再下流时，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。3.4.3按式3-1计算填满标定罐所需砂的质量Ma(g)：Ma=M1-M2-M3(3-1)式中:Ma—标定罐中砂的质量(g)M1—灌砂筒装入标定罐前，筒内砂的质量(g)3M2—灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)M3—灌砂筒装入标定罐后，筒内剩余砂的质量(g)。3.4.4重复上述测量三次，取其平均值。3.4.5按式-2计算量砂的单位质量r(g/cm3)rs=Ma/V(3-2)其中：rs---量砂的单位质量(g/cm3)V----标定罐的体积（cm3）3.5试验步骤:3.5.1在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不小于基板面积.3.5.2将基板放在平坦表面上,如果表面粗糙度较大,则将盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中间圆孔上。将罐砂筒的开关打开，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。注：当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。3.5.3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。3.5.4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)。在凿洞的过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中，不要使水分蒸发。也可放在大试样盆内。等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的试调深度全部凿松材料取出，对土基或基层，为防止试样盘内材料的水份蒸发，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。3.5.5从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或清净的搪瓷盒内，测定其含水量(W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，不少于是1000g，对于粗粒土或水泥、石灰，粉煤灰等无机结合稳定土，不少于2000g。如试验的是水泥、石灰，粉煤灰等无机结合料稳定土，亦可将取出的材料烘干并称取其质量(md)，准确至1g。注：如沥青表面处治或沥青贯入式结构类材料，则省去测定含水量步骤。43.5.6将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂到要求质量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，让砂流入试坑中。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。仔细取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量(m4)准确至1g。3.5.7如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去(2)和(3)的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒的下口对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒，并称量剩余砂的质量(mˊ4)，准确至1g。3.5.8仔细取出试筒内的量砂，以各下次试验时再用。4计算4.1按式4-1或4-2计算填满试坑所用的砂质量mb(g):灌砂时，试坑上放基板时:Mb=m1－m4－(m5－m6)(4-1)灌砂时，试坑上不放基板时，Mb=m1－mˊ4－m2(4-2)式中：Mb----填满试坑的砂的质量(g)；M1----灌砂前灌砂筒内砂的质量(g)；M2----灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g)；Mˊ4----灌砂后，灌砂筒余砂的质量(g)；M5----灌砂筒下部圆锥体及基板和粗糙表面间砂的合计质量(g)；4.2按式4-3计算试坑材料的湿密度(湿容重)ρW。ρW=MW×rs/Mb(4-3)式中：MW----试坑中取出的全部材料的质量(g)rs-------量砂的单位质量(g/cm3)4.3按式4—4计算试坑材料的干密度pa(g/cm3)：5ρa＝ρW/(1+0.01ω)(4-4)式中：W-----试坑材料的含水量(%)4.4当以水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土的场合，可按式5.1.4-5计算干密度pd(g/cm3)。ρd=Md/Mb×rs(4-5)式中：Md----试坑中取出的稳定土的烘干质量(g)；4.5按式5.1.4-6计算施工压实度(K)K=ρd/ρc×100(4-6)式中：K----测试地点的施工压实度（%）；ρd---试样的干密度（g/cm3）pc----由击实试验得到的试样的最大干密度(g/cm3);注：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。5报告各种材料的干密度均准确至0.01g/cm3。