第2章 路基土方工程試驗檢測

2.1土的工程分類根據(jù)的土的粒徑組成、礦物成份及塑性指數(shù)可分為：巨粒土:漂石、卵石粗粒土：礫類土、砂類土細粒土：粉質(zhì)土、粘質(zhì)土、有機質(zhì)土特殊土：黃土、膨脹土、紅粘土、鹽漬土、凍土四、土的野外鑒別（一）簡易試驗方法適用于<0.5mm顆粒的土樣，其方法如下；

（1）手搓試驗將土樣調(diào)到可塑狀態(tài)，根據(jù)能搓成土條的最小直徑φ來確定土類：

①搓成φ>3.0mm土條而不斷的為低液限土，塑性低；

②搓成φ＝l－3.0mm土條而不斷的為中液限土，塑性中等；

③搓成φ<1.0mm土條而不斷的為高液限土，塑性高。（2）手捻試驗將濕土用手揉捏，可感到顆粒的粗細。低液限的土：有砂粒感，帶粉性的土有面粉感，粘附性弱；中液限的土：微感砂粒，有塑性和粘附性；高液限的土：無砂粒感，塑性和粘附性大。（3）干強度

對于風干的土塊，根據(jù)手指捏碎或掰斷時用力大小，可區(qū)分為；干強度高：很難捏碎，抗剪強度大；干強度中等：稍用力時能捏碎，容易劈裂；干強度低：易于捏碎或搓成粉粒。（4）韌性試驗

將土調(diào)到可塑狀態(tài)，搓成3mm左右的土條，再揉成團，重復(fù)搓條。根據(jù)再次搓成條的可能性與否，可區(qū)分為：韌性高：能再成條，手指捏不碎；中等韌性：可再搓成團，稍捏即碎；低韌性：不能再揉成團，稍捏或不捏即碎。（5）搖震試驗將軟塑至流動的小塊，團成小球狀放在手上反復(fù)搖晃，并用另一手擊震該手掌，土中自由水析出土球表面，呈現(xiàn)光澤：用手捏土球時，表面水分又消失。根據(jù)水分析出和消失的快慢，可區(qū)分為：

反應(yīng)快：水析出與消失迅速；

反應(yīng)中等：水析出和消失中等；

無反應(yīng)：土球被擊震時無析水現(xiàn)象。（6）鹽漬土的簡單定性試驗（二）野外對土的基本描述和鑒別1.對土的基本描述在野外用肉眼鑒別土時，要針對不同土類所規(guī)定的內(nèi)容進行描述?，F(xiàn)將不同土類所要描述的基本內(nèi)容，列表如下分

類描

述

內(nèi)

容碎石類土名稱、顏色、顆粒成分、粒徑組成、顆粒風化程度、磨圓度、充填物成分、性質(zhì)及含量、密實程度、潮濕程度等。砂類土名稱、顏色、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造、顆粒成分、粒徑組成、顆粒形狀、密實程度、潮濕程度等。粘性土名稱、顏色、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造、夾雜物性質(zhì)及含量、密實程度、潮濕程度等。2、土的野外鑒別（1）碎石類土密實程度鑒別，見表3-7（2）碎石類土及砂類土野外鑒別，見表3-6（3）砂類土潮濕程度野外鑒別表3-8（4）粘性土潮濕程度野外鑒別，表3-10（5）最新沉積粘性土野外鑒別，表3-92.2路基土方工程常規(guī)試驗與檢測方法一、土工常規(guī)試驗項目物理性質(zhì)：含水率、密度試驗、顆粒分析試驗、相對密度試驗水理性質(zhì)：界限含水量、天然稠度、膨脹試驗、收縮試驗、毛細管水上升高度力學性質(zhì)：擊實試驗、壓縮試驗、黃土濕陷試驗、直接剪切試驗化學性質(zhì)：酸堿度試驗、燒失量試驗、有機質(zhì)含量試驗二、現(xiàn)場密度試驗檢測方法①灌砂法②環(huán)刀法③核子儀法④鉆芯法

（一）灌砂法

灌砂筒選擇

①Φ100mm小型灌砂筒：集料的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm。②Φ150mm的大型灌砂筒：集料的粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時。1、儀具與材料

①灌砂筒

②金屬標定罐

③基板

⑥天平或臺稱⑦含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。

⑧量砂：粒徑0.3－0.6mm清潔干燥的均勻砂，約20－40kg⑨盛砂的容器：塑料桶等。⑩其他：鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、小簸箕、毛刷等。2、標定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量

①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1。以后每次標定及試驗都應(yīng)該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。②將開關(guān)打開，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當（可等于標定罐的容積），然后關(guān)上開關(guān)，稱灌砂筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量m5，準確至1g。③不晃動儲砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關(guān)打開，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時，將開關(guān)關(guān)上，并細心地取走灌砂筒。④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂，準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2。⑤重復(fù)上述測量三次，取其平均值。

3、測定量砂的密度①用水確定標定罐的容積V，準確至lmL。②在儲砂筒中裝入質(zhì)量為m1的砂，并將灌砂筒放在標定罐上，將開關(guān)打開，讓砂流出，直到砂不再下流時，將開關(guān)關(guān)閉。取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量m3。③計算填滿標定罐所需砂的質(zhì)量ma

ma=m1-m2-m3④重復(fù)上述測量三次，取其平均值。⑤計算量砂的單位質(zhì)量：4、試驗步驟①在試驗地點，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。

②將基板放在平坦表面上。當表面的粗糙度較大時，則將盛有量砂m5的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時關(guān)閉開關(guān)。取下灌砂筒，并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量m6，準確至1g。

圓錐體內(nèi)及基板與地面縫隙之間砂的質(zhì)量為m5-m6。

③取走基板，并將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃干凈。

④將基板放回清掃干凈的表面上，沿基板中孔鑿洞。

應(yīng)注意勿使鑿出的材料丟失，并不使水分蒸發(fā)。試洞的深度應(yīng)等于測定層厚度，但不得有下層材料混入。稱取全部取出材料的總質(zhì)量為mw。⑤取有代表性的樣品測定其含水量。當為瀝青表面處治或瀝青貫入結(jié)構(gòu)類材料時，則省去測定含水量步驟

⑥將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲砂筒內(nèi)放滿砂質(zhì)量m1），使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)。小心取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量m4，準確到1g。⑦如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，可省去上述②和③的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對準放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。直到灌砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)，小心取走灌砂筒，并稱量余砂的質(zhì)量m4′，準確至1g。⑧仔細取出試筒內(nèi)的量砂，以備下次試驗時再用。若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混雜質(zhì)，則應(yīng)該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的濕度達到平衡后再用。5、結(jié)果計算

①計算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量mb：灌砂時，試坑上放有基板時：灌砂時，試坑上不放基板時：

②試坑材料的濕密度ρw：

③試坑材料的干密度ρd：

④水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定土，按下式計算干密度ρd：⑤測試點的施工壓實度6、試驗中應(yīng)注意的問題①量砂要規(guī)則。②每換一次量砂，都必須測定松方密度。③地表面處理要平整。④在挖坑時試坑周壁應(yīng)筆直。⑤灌砂時檢測厚度應(yīng)為整個碾壓層厚，不能只取上部或者取到下一個碾壓層中。2.3承載比試驗

CBR又稱加州承載比，是CalifomiaBearingRation的縮寫，由美國加利福尼亞州公路局首先提出來，用于評定路基土和路面材料的強度指標。

CBR值：試料貫入量達到2.5mm或5mm時的單位壓力與標準碎石壓入相同貫入量時標準荷載強度（7MPa或10.5MPa）的比值，用百分數(shù)表示。

2.3承載比試驗1、目的和適用范圍在規(guī)定的試筒制件后，對各種土和路面基層、底基層材料進行承載比試驗。試樣的最大粒徑宜控制在25mm以內(nèi)，最大不得超過38mm。2、儀器設(shè)備（1）圓孔篩：孔徑38mm、25mm、20mm及5mm篩各一個。（2）重型標準擊實儀器設(shè)備：試筒、夯錘等。（3）貫入桿：端面直徑50mm、長100mm的金屬柱。（4）路面材料強度或其他載荷裝置：能量不小于50kN。（5）百分表、測力環(huán)、荷載板等。3、試驗原理按路基施工時的最佳含水量及壓實度要求在試筒內(nèi)制備試件；加載前飽水4晝夜并在浸水過程中及貫入試驗時，在試件頂面施加荷載板以模擬路面結(jié)構(gòu)對土基的附加應(yīng)力；

CBR值：試料貫入量達到2.5mm或5mm時的單位壓力與標準碎石壓入相同貫入量時標準荷載強度（7MPa或10.5MPa）的比值，用百分數(shù)表示。

4、試驗技術(shù)要求（1）試驗采用風干試料，按四分法備料。（2）做擊實試驗，求試料的最大干密度和最佳含水量。（3）按最佳含水量制備試件。（4）試件飽水4晝夜。（5）做貫入試驗：加荷使貫入桿以1－1.25mm／min的速度壓入試件，記錄不同貫入量及相應(yīng)荷載。

總貫入量應(yīng)超過7mm。

（6）繪制單位壓力P與貫入量l關(guān)系曲線，必要時進行原點修正。（7）從P—l關(guān)系曲線上讀取貫入量分別為2.5mm和5.0mm所對應(yīng)的單位壓力P2.5和P5。則：

一般采用CBR2.5，如CBR5>CBR2.5，則試驗重做。如果結(jié)果仍然如此，則采用CBR5。二、土基現(xiàn)場CBR值測試方法1、主要儀器（1）荷載裝置：設(shè)有加勁橫梁的載重汽車，后軸重不小于60kN。（2）現(xiàn)場測試裝置：由千斤頂、測力計、球座、貫入桿、荷載板及百分表等組成。

2、測試原理在公路路基施工現(xiàn)場，用載重汽車作為反力架，通過千斤頂連續(xù)加載，使貫入桿勻速壓入土基。為了模擬路