道路工程_课题7道路现场质量检测2路基路面压实度检测(灌砂法)

道路现场质量检测课题2路基路面压实度检测（灌砂法）l密度试验★方法：环刀法：取得现场原样土，通过室内试验计算后，测定细粒土的密度。蜡封法：易破裂土和形态不规则的坚硬土。灌水法：现场测定粗粒土和巨粒土的密度。灌砂法：施工现场常用试验方法，现场测定细粒土、砂类土、砾类土的密度。挖坑灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来颇为简单，但实际操作时经常掌握不好，引起较大误差，又因为它是测定压实度的依据，所以是质量检测部门与施工单位之间发生矛盾的环节，因此应严格遵循试验规程的每个细节，以提高试验精度。核子密湿度仪是国外用于现场控制压实度最常用的方法，随着国内各种新规范的实施，用核子密湿度仪测定路基路面材料的密度、含水率的检测方法已得到广泛的应用。核子密湿度仪测定压实度法适用于现场用核子密湿度仪以散射法或直接投射法测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度。核子密湿度仪是现场检测压实度较常用的一种方法，仪器按规定方法标定后，其检测结果可作为工程质量评定与验收的依据。核子密湿度法可检测土壤、碎石、土石混合物、沥青混合料和非硬化水泥混凝土等材料；属非破坏性检测，允许对同一测试位置进行重复测试，并检测密度和压实度的变化，以确定合适的碾压方法，达到所要求的压实度。钻芯法适用于检测从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度，以评定沥青面层的施工压实度。沥青混合料面层的压实度是按照施工规范规定的方法测定的混合料试样的毛体积密度与标准密度之比值，以百分率表示。压实度是施工质量管理的最为重要的指标之一，沥青路面的成败与否，压实是最重要的工序。无核密度仪测定压实度试验方法适用于现场无核密度仪快速测定沥青路面各层沥青混合料的密度，并计算施工压实度，但测定结果不宜用于评定验收或仲裁。无核密度仪可用于检测铺筑完工的沥青路面、现场沥青混合料铺筑层密度及快速检查混合料的离析。应用无核密度仪时，必须严格标定，通过对比试验检验，确认其可靠性，另外每12月要将无核密度仪送到授权服务中心进行标定和检查。l压实度检测★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。★对路基及路面基层，压实度是指施工现场实际测试的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值；对沥青路面，压实度是指施工现场实际测试的密度与室内标准密度（马歇尔试验）的比值。一、目的和适用范围1、本试验法适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，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。2、挖坑灌砂法法测定密度和压实度时，应符合下列规定：(1)当集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。(2)当集料的最大粒径等于或大于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。二、仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：1、灌砂筒：有大小两种，根据需要采用。当尺寸与表中不一致，但不影响使用时，亦可使用，储砂筒筒底中心有一圆孔，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相同直径的圆孔。2、金属标定罐：用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。3、基板：用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。4、玻璃板：边长约500~600mm的方形板。二、仪具与材料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×40mm的搪瓷盘存放。6、天平或台秤：称量10～15kg，感量不大于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。7、含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。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。9、盛砂的容器：塑料桶等。10、其它：凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。三、方法与步骤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（ρdm）及最佳含水量（w0）。2、按一.2的规定选用适宜的灌砂筒。三、方法与步骤3、按下列步骤标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量。(1在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距离筒顶15mm左右为止。称取装入筒内砂的质量m1，准确至1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。(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。(3)不晃动储砂筒的砂，轻轻地将罐砂筒移至玻璃板上，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。(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部圆锥体的砂（m2）。(5)重复上述测量三次，取其平均值。三、方法与步骤4、按下列步骤标定量砂的单位质量rS(g/cm3)。(1)用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。(2)在储砂筒中装入质量为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，直到储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)按式（4－1）计算填满标定罐所需砂的质量ma(g)：ma=m1-m2-m3（4－1）式中：ma———标定罐中砂的质量（g）；m1———装入灌砂筒内的砂的总质量（g）；m2———灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）；m3———灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量（g）。(4)重复上述测量三次，取其平均值。(5)按式（4－2）计算量砂的单位质量γS：rS=ma/V(4－2)式中：rS———量砂的单位质量(g/cm3)；V———标定罐的体积（cm3）。三、方法与步骤5、试验步骤（1）在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。（2）将基板放在平坦表面上，当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂（m5）的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，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）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。（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）。在凿洞过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的的材料取出装入塑料袋中，不使水分蒸发。也可放在大试样盒内，试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，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。三、方法与步骤5、试验步骤（5）从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，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、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量（md），准确至1g。注：当为沥青表面处治或沥青贯入式结构类材料时，则省去测定含水量步骤。（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，让砂流入试坑内，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，并称量筒内剩余砂的质量（m4），准确至1g。（7）如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，可省去（2）和（3）的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板，打开筒开关，让砂流入试坑内，在此期间，应注意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，并称量筒内剩余砂的质量（m′4），准确至1g。（8）仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。四、计算1、按式（4—3）或（4—4）计算填满试坑所用的砂的质量mb（g）：灌砂时，试坑上放在基板时：mb=m1–m4－（m5–m6）(4－3)灌砂时，试坑上不放基板时：mb=m1–mˊ4–m2(4－4)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质量（g）；m4、mˊ4-———灌砂后，灌砂筒内剩余砂的质量（g）；m5–m6———灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的合计质量（g）。四、计算2按式(4－5)计算试坑材料的湿密度ρw(g/cm3)（４－５）式中:mw——试坑中取出的全部材料的质量（g）；γs——量砂的单位质量(g/cm3)。四、计算3.、按式(4－6)计算试坑材料的干密度ρd(g/cm3)。（４－６）式中:w——试坑材料的含水量（%）。四、计算4.、当为水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土的场合，可按式（4－7）计算干密度ρd(g/cm3)；（４－７）式中md——-试坑中取出的稳定土的烘干质量（g）。四、计算５、按式（4－8）计算施工压实度：（４－８）式中：K——测试地点的施工压实度（%）。ρd——试样的干密度(g/cm3)；ρdm——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。五、报告各种材料的干密度均应准确至0.01g/cm3。灌砂法注意问题：根据填料的最大粒径、测定层的厚度确定罐砂筒大小。粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm，采用直径100mm的小罐砂筒；粒径大于等于15mm、但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm、但不超过200mm，采用直径150mm的大罐砂筒；计算时，要区分开试坑上是否放置基板。量砂：量砂要规则，使用前必须测定松方密度。罐砂法检测厚度应为整个碾压层厚，以提高检测精度。量砂要规则，如果重复使用时一定要注意晾干，处理一致，否则影响量砂的松方密度。每换一次量砂，都必须测定松方密度，灌砂筒下部圆锥体内砂的数量也应该每次重新标定。因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂，又不进行标定，仅使用以前的数据。地表面处理要平，只要表面凸出一点(即使1mm)，使整个表面高出一薄层，其体积便算到试坑中去了，将影响试验结果，因此本方法一般宜采用先放上基板测定一次粗糙表面消耗的量砂。只有在非常光滑的情况下方可省去此步骤操作。l核子密度仪法非破坏性试验使用的仪器是各种核子仪，它利用放射性元素（通常是射线和中子射线）测量路基土或路面结构层材料的密度和含水量。20世纪80年代以前，这类仪器主要在美国和前苏联应用；近年来，使用核子仪的国家逐渐增多，核子仪的应用逐渐普遍。美国生产的核密实度含水量测定仪，既可在现场测定密实度，也可在现场测定含水量。这种仪器有几种不同的型号：有一种插入式核密实度含水量测定