路基路面實驗檢測方法環(huán)刀法

　　環(huán)刀法是測量現(xiàn)場密度的傳統(tǒng)方法。國內(nèi)習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為200cm3，環(huán)刀高度通常約5cm.用環(huán)刀法測得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環(huán)刀取在碾壓層的上部，則得到的數(shù)值往往偏大，若環(huán)刀取的是碾壓層的底部，則所得的數(shù)值將明顯偏小。就檢查路基土和路面結(jié)構(gòu)層的壓實度而言，我們需要的是整個碾壓層的平均壓實度，而不是碾壓層中某一部分的壓實度，因此，在用環(huán)刀法測定土的密度時，應(yīng)使所得密度能代表整個碾壓層的平均密度。只有使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的砂，環(huán)刀法所得的結(jié)果才可能與灌砂法的結(jié)果大致相同。另外，環(huán)刀法適用面較窄，對于含有粒料的穩(wěn)定土及松散性材料無法使用。

　　1.儀具與材料

　　(1)人工取土器或電動取土器：人工取土器包括環(huán)刀、環(huán)蓋、定向筒和擊實錘系統(tǒng)(導(dǎo)桿、落錘、手柄)。環(huán)刀內(nèi)徑6～8cm，高23cm，壁厚1.52mm.電動取土器由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機構(gòu)、取芯頭等組成。電動取土器主要技術(shù)參數(shù)為：工作電壓DC24V(36Ah);轉(zhuǎn)速5070r/min，無級調(diào)整;整機質(zhì)量約35kg.(2)天平：感量0.1g(用于取芯頭內(nèi)徑小于70mm樣品的稱量)，或1.0g(用于取芯頭內(nèi)徑100mm樣品的稱量)。(3)其他：鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測定含水量設(shè)備等。

　　2.試驗方法與步驟

　　(1)用人工取土器測定粘性土及無機結(jié)合料穩(wěn)定細粒土密度1)擦凈環(huán)刀，稱取環(huán)刀質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.1g.2)在試驗地點，將面積約30cm×30cm的地面清掃干凈。并將壓實層鏟去表面浮動及不平整的部分，達到一定深度，使環(huán)刀打下后，能達到要求的取土深度，但不得擾動下層。3)將定向筒齒釘固定于鏟平的地面上，順次將環(huán)刀、環(huán)蓋放人定向筒內(nèi)與地面垂直。4)將導(dǎo)桿保持垂直狀態(tài)，用取土器落錘將環(huán)刀打人壓實層中，至環(huán)蓋頂面與定向筒上口齊平為止。5)去掉擊實錘和定向筒，用鎬將環(huán)刀及試樣挖出。6)輕輕取下環(huán)蓋，用修土刀自邊至中削去環(huán)刀兩端余土，用直尺檢測直至修平為止。7)擦凈環(huán)刀外壁，用天平稱取環(huán)刀及試樣合計質(zhì)量m1，準(zhǔn)確0.1g.8)自環(huán)刀中取出試樣，取具有代表性的試樣，測定其含水量。

　　(2)用人工取土器測定砂性土或砂層密度1)如為濕潤的砂土，試驗時不需要使用擊實錘和定向筒。在鏟平的地面上，細心挖出一個直徑較環(huán)刀外徑略大的砂土柱，將環(huán)刀刃口向下，平置于砂土柱上，用兩手平衡地將環(huán)刀垂直壓下，直到砂土柱突出環(huán)刀上端約2cm時為止。2)削掉環(huán)刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。3)在環(huán)刀上口蓋一塊平滑的木板，一手按住木板，另一只手用小鐵鍬將試樣從環(huán)刀底部切斷，然后將裝滿試樣的環(huán)刀轉(zhuǎn)過來，削去環(huán)刀刃口上部的多余砂土，并用直尺刮平。4)擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀與試樣合計質(zhì)量ml，精確至0.1g. 5)自環(huán)刀中取具有代表性的試樣測定其含水量。 6)干燥的砂土不能挖成砂土柱時，可直接將環(huán)刀壓人或打入土中。

　　(3)用電動取土器測定無機結(jié)合料細粒土和硬塑土密度1)裝上所需規(guī)格的取芯頭。在施工現(xiàn)場取芯前，選擇一塊平整的路段，將四只行走輪打起，四根定位銷釘采用人工加壓的方法，壓入路基土層中。松開鎖緊手柄，旋動升降手輪，使取芯頭剛好與土層接觸，鎖緊手柄。2)將電瓶與調(diào)速器接通，調(diào)整器的輸出端接人取芯機電源插口。指示燈亮，顯示電路已通;啟動開關(guān)，電動機工作，帶動取芯機構(gòu)轉(zhuǎn)動。根據(jù)土層含水量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，操作升降手柄，上提取芯機構(gòu)，停機，移開機器。由于取芯頭圓筒外表有幾條螺旋狀突起，切下的土屑排在筒外順螺紋上旋拋出地表，因此，將取芯套筒套在切削好的土芯立柱上，搖動即可取出樣品。3)取出樣品，立即按取芯套簡長度用修土刀或鋼絲鋸修平兩端，制成所需規(guī)格土芯，如擬進行其他試驗項目，裝入鋁盒，送試驗室備用。4)用天平稱量土芯帶套筒質(zhì)m1，從土芯中心部分取試樣測定含水量。

　　鉆芯法測定瀝青面層密度：瀝青混合料面層的施工壓實度是指按規(guī)定方法測得的混合料試樣的毛體積密度與標(biāo)準(zhǔn)密度之比，以百分率表示。對瀝青混合料，國內(nèi)外均以取樣測定作為標(biāo)準(zhǔn)試驗方法。

　　1.儀具與材料

　　(1)路面取芯鉆機。(2)天平：感量不大于0.1g.(3)溢流水槽。(4)吊籃。(5)石蠟。(6)其他：卡尺、毛刷、小勺、取樣袋(容器)、電風(fēng)扇。

　　2.試驗方法與步驟

　　(1)鉆取芯樣按"路面鉆孔及切割取樣方法"鉆取路面芯樣，芯樣直徑不宜小于聲lOOmm.當(dāng)一次鉆孔取得的芯樣包含有不同層位的瀝青混合料時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)組合情況用切割機將芯樣沿各層結(jié)合面鋸開分層進行測定。(2)測定試件密度1)將鉆取的試件在水中用毛刷輕輕刷凈粘附的粉塵。如試件邊角有松散顆料，應(yīng)仔細清除。2)將試件晾干或用電風(fēng)扇吹干不少于24h，直到恒重。按現(xiàn)行《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》的瀝青混合料試件密度試驗方法測定試件的視密度或毛體積密度。當(dāng)試件的吸水率小于2%時，采用水中重法或表干法測定;當(dāng)吸水率大于2%時，用蠟封法測定;對空隙率很大的透水性混合料及開級配混合料用體積法測定。

　　3.計算

　　(1)當(dāng)計算壓實的瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度采用馬歇爾擊實試件成型密度或試驗路段鉆孔取樣密度時，瀝青面層的壓實度按下式計算： K=PS/P0*100(2)由瀝青混合料實測最大密度計算壓實度時，進行空隙率折算，作為標(biāo)準(zhǔn)密度，P0=PT*(100-VV/100)：4.試驗檢測中應(yīng)注意的問題壓實度的大小取決于實測的壓實密度，同樣也與標(biāo)準(zhǔn)密度的大小有關(guān)。但目前對標(biāo)準(zhǔn)密度的規(guī)定并不統(tǒng)一，有些工程在壓實度達不到時便重新進行馬歇爾試驗，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)密度使壓實度達到要求，這樣實際上是弄虛作假。為防止這種情況，新的檢測方法規(guī)定了三種標(biāo)準(zhǔn)密度。在進行檢測時，應(yīng)結(jié)合工程實際情況，采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)密度。壓實度檢測結(jié)果評定路基、路面壓實度以1～3km長的路段為檢驗評定單元，按要求的檢測頻率及方法進行現(xiàn)場壓實度抽樣檢查，求算每一測點的壓實度Ki壓實度評定要點是：(1)控制平均壓實度的置信下限，以保證總體水平。(2)規(guī)定單點極值不得超出規(guī)定值，防止局部隱患。(3)規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量優(yōu)劣。 壓實度評分方法如下：(1)路基、基層和底基層：K≥Ko且單點壓實度全部大于或等于規(guī)定值減2個百分點時，評定路段的壓實度可得規(guī)定滿分;當(dāng)K≥K0，且單點壓實度全部大于或等于規(guī)定極值時，對于測定值低于規(guī)定值減2個百分點的測點，按其占總檢查點數(shù)的百分率計算扣分值。

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　　二、貝克曼梁法

　　1.試驗?zāi)康暮瓦m用范圍

　　(1)本方法適用于測定各類路基、路面的回彈彎沉，用以評定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用。(2)本方法測定的路基、瀝青路面的回彈彎沉值可供交工和竣工驗收使用。(3)本方法測定的路面回彈彎沉可為公路養(yǎng)護管理部門制定養(yǎng)路修路計劃提供依據(jù)。(4)瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時為準(zhǔn)，在其他溫度(超過20℃±2℃范圍)測試時，對厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應(yīng)予溫度修正。

　　2.儀具與材料

　　(1)測試車：雙軸、后軸雙側(cè)4輪的載重車，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數(shù)應(yīng)符合表9―5的要求。測試車可根據(jù)需要按公路等級選擇，高速公路、一級及二級公路應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100;其他等級公路也可采用后軸60lkN的BZZ-60。(2)路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成，貝克曼梁由鋁合金制成，上有水準(zhǔn)泡，其前臂(接觸路面)與后臂(裝百分表)長度比為2：1。彎沉儀長度有兩種：一種長3.6m，前后臂分別為2.4m和1.2m;另一種加長的彎沉儀長5.4m，前后臂分別為3.6m和1.8m。當(dāng)在半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面上測定時，宜采用長度為5.4m的貝克曼梁彎沉儀，并采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車。彎沉值采用百分表量得，也可用自動記錄裝置進行測量。(3)接觸式路面溫度計：端部為平頭，分度不大于1℃。(4)其他：皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。

　　3.試驗方法與步驟

　　(1)試驗前準(zhǔn)備工作1)檢查并保持測定用標(biāo)準(zhǔn)車的車況及剎車性能良好，輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。2)向汽車車槽中裝載(鐵塊或集料)，并用地中衡稱量后軸總質(zhì)量，符合要求的軸重規(guī)定，汽車行駛及測定過程中，軸重不得變化。3)測定輪胎接地面積：在平整光滑的硬質(zhì)路面上用千斤頂將汽車后軸頂起，在輪胎下方鋪一張新的復(fù)寫紙，輕輕落下千斤頂，即在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或數(shù)方格的方法測算輪胎接地面積，精確至0.1cm2。4)檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況。5)當(dāng)在瀝青路面上測定時，用路表溫度計測定試驗時氣溫及路表溫度(一天中氣溫不斷變化，應(yīng)隨時測定)，并通過氣象臺了解前5d的平均氣溫(日最高氣溫與最低氣溫的平均值)。6)記錄瀝青路面修建或改建時材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護等情況。(2)測試步驟1)在測試路段布置測點，其距離隨測試需要而定。測點應(yīng)在路面行車道的輪跡帶上，并用白油漆或粉筆劃上標(biāo)記。2)將試驗車后輪輪隙對準(zhǔn)測點后約3～5cm處的位置上。3)將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車方向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測頭置于測點上(輪隙中心前方3～5cm處)，并安裝百分表于彎沉儀的測定桿上，百分表調(diào)零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定回零。彎沉儀可以是單側(cè)測定，也可以雙側(cè)同時測定。4)測定者吹哨發(fā)令指揮汽車緩緩前進，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)表針轉(zhuǎn)動到最大值時，迅速讀取初讀數(shù)L1，汽車仍在繼續(xù)前進，表針反向回轉(zhuǎn)，待汽車駛出彎沉影響半徑(3m以上)后，吹口哨或揮動紅旗指揮停車。待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取終讀數(shù)L2。汽車前進的速度宜為5km/h左右。

　　4.彎沉儀的支點變形修正

　　(1)當(dāng)采用長度為3.6m的彎沉儀對半剛性基層瀝青路面、水泥混凝土路面等進行彎沉測定時，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此測定時應(yīng)檢驗支點有無變形。此時應(yīng)用另一臺檢驗用的彎沉儀安裝在測定用的彎沉儀的后方，其測點架于測定用彎沉儀的支點旁。當(dāng)汽車開出時，同時測定兩臺彎沉儀的彎沉讀數(shù)，如檢驗用彎沉儀百分表有讀數(shù)，即應(yīng)該記錄并進行支點變形修正。當(dāng)在同一結(jié)構(gòu)層上測定時，可在不同的位置測定5次，求平均值，以后每次測定時以此作為修正值，支點變形修正的原理如圖9-4所示。(2)當(dāng)采用長5.4m的彎沉儀測定時，可不進行支點變形修正。5.結(jié)果計算及溫度修正(1)測點的回彈彎沉值按下式計算：(2)進行彎沉儀支點變形修正時，路面測點的回彈沉值按下式計算：此式適用于測定用彎沉儀支座處有變形，但百分表架處路面已無變形的情況。(3)瀝青面層厚度大于5cm且路面溫度超過20℃±20C范圍時，回彈彎沉值應(yīng)進行溫度修正，溫度修正有兩種方法。1)查圖法①測定時的瀝青層平均溫度按下式計算：②不同基層的瀝青路面彎沉值的溫度修正系數(shù)K，根據(jù)瀝青平均溫度T及瀝青層厚度，分別由圖9-6及圖9-7求取。③瀝青路面回彈彎沉按下式計算：2)經(jīng)驗計算法①測定時的瀝青面層平均溫度丁按下式計算：②瀝青路面彎沉的溫度修正系數(shù)K按下式計算：③瀝青路面回彈彎沉按式(9.20)計算。.結(jié)果評定 (1)按下式計算每一個評定路段的代表彎沉。(2)計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差時，應(yīng)將超出L±(2-3)s彎沉值舍棄。對舍棄的彎沉值過大的點，應(yīng)找出其周圍界限，進行局部處理。用兩臺彎沉儀同時進行左右輪彎沉值測定時，應(yīng)按兩個獨立測點計，不能采用左右兩點的平均值。(3)彎沉代表值不大于設(shè)計要求的彎沉值時得滿分;大于時得零分。若在非不利季節(jié)測定時，應(yīng)考慮季節(jié)影響系數(shù)。