路橋工程檢測(cè)技術(shù) 課件 3灌砂法檢測(cè)路面壓實(shí)度

路基路面壓實(shí)度檢測(cè)項(xiàng)目3路基路面壓實(shí)度檢測(cè)路基路面壓實(shí)度檢測(cè)壓實(shí)度原理與評(píng)定挖坑灌砂法測(cè)定壓實(shí)度3環(huán)刀法測(cè)定壓實(shí)度鉆芯法測(cè)定瀝青面層壓實(shí)度核子密度儀法測(cè)定壓實(shí)度3.2挖坑灌砂法測(cè)定壓實(shí)度課程導(dǎo)入1、壓實(shí)的作用：

壓實(shí)充足可使路基土和路面材料的強(qiáng)度大大增加；可以減少路基路面在行車荷載作用下產(chǎn)生的形變；也可以增加路基和路面材料的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性；保證其使用質(zhì)量并能延長(zhǎng)使用壽命。若壓實(shí)不足，則路面容易產(chǎn)生車轍、裂縫、沉陷及整個(gè)路面被剪切破壞。路基可提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；提高路基承載能力；提高道路整體承載能力，減少病害，延長(zhǎng)道路的使用壽命。壓實(shí)課程導(dǎo)入2、什么是壓實(shí)度？路基與路面基層:壓實(shí)度是指工地實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值；瀝青路面：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值。要求壓實(shí)度，就是要分別測(cè)出分子與分母值，再計(jì)算出比值，用百分率來(lái)表示。

壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，表征現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)后的密實(shí)狀況，壓實(shí)度越高，密實(shí)度越大，材料整體性能越好。因此，路基路面施工中，碾壓工藝成為施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)試驗(yàn)方法適用范圍土的粒組輕型、重型擊實(shí)法小試筒適用于粒徑不大于25mm的土大試筒適用于粒徑不大于25mm的土細(xì)粒土粗粒土振動(dòng)臺(tái)法①本試驗(yàn)規(guī)定采用振動(dòng)臺(tái)法測(cè)定無(wú)粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。②本試驗(yàn)方法適用于通過(guò)0.074mm標(biāo)準(zhǔn)篩的干顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不大于15%的無(wú)粘性自由排水粗粒土和巨粒土③對(duì)于最大顆粒大于60mm的巨粒土，因受試筒允許最大粒徑的限制，宜按相似級(jí)配法的規(guī)定處理.粗粒土巨粒土表面振動(dòng)壓實(shí)儀法同上粗粒土巨粒土毛體積密度表觀密度毛體積密度毛體積密度毛體積密度：規(guī)定條件下，材料單位毛體積（包括材料實(shí)體、開口及閉口孔隙）的質(zhì)量。表觀密度：規(guī)定條件下，材料單位表觀體積（包括材料實(shí)體、閉口孔隙，但不包括開口孔隙）的質(zhì)量，也叫視密度。瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度確定方法單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式

適用于采用真空法測(cè)定瀝青混合料理論最大相對(duì)密度，供瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)、路況調(diào)查或路面施工質(zhì)量管理計(jì)算空隙率、壓實(shí)度等使用。不適用于吸水率大于3%的多孔性集料的瀝青混合料。檢測(cè)依據(jù)：JTG3450-2019判定依據(jù)：JTGF80/1-2017灌砂法原理灌砂法原理??砂=??土??土=??砂??土 ??砂V砂m土灌砂法是替代法，是用均勻顆粒（或單一粒徑）的砂，由一定高度下落到一規(guī)定容積的筒或洞內(nèi)，根據(jù)其單位質(zhì)量不變的原理，來(lái)測(cè)量試洞的容積，用試洞的容積代表洞中取出材料的體積。適用于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定基層（或底基層）、砂石路面及路基上的各種材料壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度檢測(cè)，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料壓實(shí)度檢測(cè)。一、檢測(cè)器具與材料灌砂筒金屬標(biāo)定罐基板天平或臺(tái)秤含水率測(cè)定器具量砂等天平：稱量1kg，感量0.01g稱量15kg，感量1g、托盤、毛刷、鑿子、三角刀、錘子、鋁盒勺子、砂勺玻璃板標(biāo)定罐灌砂筒標(biāo)準(zhǔn)砂粒徑0.3~0.6mm基板主要儀器設(shè)備灌砂設(shè)備類型100150200≥≥≥灌砂設(shè)備類型小型灌砂設(shè)備中型灌砂設(shè)備大型灌砂設(shè)備灌砂筒儲(chǔ)砂筒直徑（mm）100150200容積（cm3）212147718482流砂孔直徑（mm）101520標(biāo)定罐金屬標(biāo)定罐內(nèi)徑（mm）100150200外徑（mm）150200250基板標(biāo)定罐邊長(zhǎng)（mm）350400450深（mm）405060中孔直徑（mm）板厚厚（mm）1.0（鐵）1.0（鐵）1.0（鐵）≥1.2（鋁合金）≥1.2（鋁合金）≥1.2（鋁合金）填料最大粒徑＜13.2＜31.5＜63適宜的測(cè)試層厚度≤150≤200≤300二、準(zhǔn)備工作（砂的密度標(biāo)定）1.標(biāo)定灌砂設(shè)備下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量m2，重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。①向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm±5mm，稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1，精確至1g。以后每次標(biāo)定及試驗(yàn)都應(yīng)該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。并使流出砂的體積約等于標(biāo)定罐的容積，關(guān)上開關(guān)，稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量m6。②打開開關(guān)，砂自由流下， ③罐砂筒移至玻璃板上，將開關(guān)打開，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)上，取走灌砂筒，稱取筒內(nèi)砂的質(zhì)量m7，計(jì)算m2。（或直接稱取m2）m1m1m6m6砂灌砂筒開關(guān)標(biāo)定罐①②m2=m6-m7③150m7玻璃板m2二、準(zhǔn)備工作（砂的密度標(biāo)定）2.標(biāo)定量砂的松方密度ρs（g/cm3），重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。④裝入質(zhì)量為m1的砂，并將灌砂筒放在標(biāo)定罐上，將開關(guān)打開，讓砂流出。在整個(gè)流砂過(guò)程中，不要碰到灌砂筒，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流。⑤將開關(guān)關(guān)閉，取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)乘余砂的質(zhì)量m3，準(zhǔn)確至1g。⑥用15~25℃水確定標(biāo)定罐的容積V，精確至1mL。ma=m1-m2-m3V水=m水/ρ水ρs=ma/V水m1mam1m3m2④⑤⑥V水二、準(zhǔn)備工作（砂的密度標(biāo)定）3.按下式計(jì)算量砂的松方密度ma=m1-m2-m3V水=m水/ρ水ρs=ma/V水mam1m3m2V水式中：ρs——量砂的松方密度（g/cm3）；V——標(biāo)定罐的體積（cm3）。原始記錄表砂的標(biāo)定試驗(yàn)記錄表

工程部位/用途路基K1+000~K2+000委托/任務(wù)編號(hào)試驗(yàn)依據(jù)JTG3450-2019樣品編號(hào)樣品描述0.3~0.6mm，干燥清潔樣品名稱標(biāo)準(zhǔn)砂試驗(yàn)條件25℃試驗(yàn)日期主要儀器設(shè)備及編號(hào)中型灌砂筒，編號(hào)XXXX確定灌砂筒下部圓錐體砂的質(zhì)量m2筒的質(zhì)量mg1710筒加砂總質(zhì)量m1g8787筒內(nèi)砂流出相當(dāng)罐體積后剩余砂加筒質(zhì)量m6g5117砂灌入玻璃板后，灌砂筒內(nèi)剩余砂加筒的質(zhì)量m7g4432灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量m2=m6-m7g685原始記錄表確定標(biāo)定罐內(nèi)所需砂的質(zhì)量ma筒加砂總質(zhì)量m1g8787砂入標(biāo)定罐后，筒內(nèi)剩余砂加筒的質(zhì)量m3g4391標(biāo)定罐中砂的質(zhì)量ma=m1＇－m2－m3g3710標(biāo)定罐中砂的質(zhì)量平均mag3708用水確定標(biāo)定罐內(nèi)水的重量mwg2537標(biāo)定罐的容積v=mw/水的密度cm32537標(biāo)定罐的容積v的平均值vcm31710量砂的密度ρ＝ma/vg/cm31.462注：m1為筒口向下15mm高度的砂時(shí)的質(zhì)量。m5為筒口向下165mm高度時(shí)砂的質(zhì)量。3.2挖坑灌砂法測(cè)定壓實(shí)度三、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟（1）清掃表面，當(dāng)表面粗糙度較大時(shí)①，安放基板，做位置標(biāo)識(shí)，將盛有量砂m1的灌砂筒放在圓孔上，讓砂自由流出。（2）當(dāng)砂不再流出，關(guān)上開關(guān)。稱取剩余砂m5；取走基板，清掃表面，并將砂收回。（1）（2）（3）m1m1m5m8m8=m1-m5m8≠m2mw（4）將基板放在表面，沿基板中孔鑿洞，洞的直徑與灌砂筒一致，深度為碾壓厚度。鑿出材料放塑料袋（或大鋁盒）內(nèi)密封，稱取洞內(nèi)材料質(zhì)量mw準(zhǔn)確到1g。并測(cè)含水量②。三、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟（4）將基板安放在試坑上，放入質(zhì)量為m1的砂，將灌砂筒安放在基板中間。（5）打開開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，稱取剩余砂的質(zhì)量m4。（6）回收量砂③，回填洞④。m1m1m8mbm4mb=m1-m4-m8（4）（5）（6）三、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟注：①如清掃干凈的平坦表面粗糙度不大，也可省去（1）和（2）的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對(duì)準(zhǔn)試坑，中間不需要放基板。打開灌砂筒開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。在此期間，不應(yīng)碰灌砂筒，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質(zhì)量（m4'），準(zhǔn)確至1g。m1m4m2mbmb=m1-m4＇-m2表面平整不放基板三、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟注：②從挖出的全部材料中取有代表性的試樣，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE40-2007）的有關(guān)規(guī)定測(cè)試其含水率ω。單組取樣數(shù)量如下：用小灌砂筒測(cè)試時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于100g；對(duì)于各種中粒土，不少于500g。用中灌砂筒測(cè)試時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于200g；對(duì)于各種中粒土，不少于1000g；對(duì)于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，宜將取出的材料全部烘干，且不少于2000g，稱其質(zhì)量（md）。用大型灌砂筒測(cè)試時(shí)，宜將取出的材料全部烘干，稱其質(zhì)量（md）。三、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟注：③取出儲(chǔ)砂筒內(nèi)的量砂，以備下次試驗(yàn)時(shí)再用；回收的量砂烘干、過(guò)篩，并放置24h以上，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡后可以繼續(xù)使用。若量砂中混有雜質(zhì)，則應(yīng)廢棄。④取走基板，將留在試坑內(nèi)未混入雜質(zhì)的量砂收回；將坑內(nèi)剩余量砂清理干凈后，回填與被測(cè)結(jié)構(gòu)同材質(zhì)的填料，并用鐵錘分3～4層夯實(shí)。m1m4m2mb標(biāo)定m8時(shí)，應(yīng)在基板確保灌砂時(shí)還放在原位置四、注意事項(xiàng)m1掏挖試驗(yàn)用的坑，就按照基板中間的圓圈向下，盡量垂直，坑的深度為一層碾壓層厚度或20cm的標(biāo)準(zhǔn)深度。大小四、操作注意事項(xiàng)取出來(lái)的土，全部裝入塑料袋，袋口扎緊，防止水份蒸發(fā)。稱取質(zhì)量后，測(cè)定含水量。檢測(cè)方法：細(xì)粒土，酒精燃燒法或微波爐法中、粗粒土，無(wú)機(jī)結(jié)合料，烘干法四、操作注意事項(xiàng)操作過(guò)程中，砂自然流出，不得用手或工具拍擊筒壁。四、操作注意事項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)束后，砂必需回收，過(guò)篩。試坑用原挖出的材料回填夯實(shí)。四、操作注意事項(xiàng)四、操作注意事項(xiàng)1.計(jì)算填滿試坑所用砂的質(zhì)量mb（g）（1）灌砂時(shí)，試坑上放基板：mb=m1-m4-(m1-m5)（2）灌砂時(shí)，試坑上不放基板：mb=m1-m4＇-m2m1m2mbm4sb

試坑砂的質(zhì)量m濕密度

試坑全部材料的質(zhì)量mw

砂的標(biāo)定密度

sd

1

0.01

干密度

2.計(jì)算試坑材料的濕密度3.計(jì)算施工壓實(shí)度K（%）最大干密度

c壓實(shí)度K

試樣的干密度

d

100%壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)值(%)95量砂密度ρs(g/cm3)1.462取樣樁號(hào)K1+236具體位置右3.62m筒口向下15mm砂質(zhì)量m1g8787流滿m8后，筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量m5g8092圓錐體+地表面間隙砂質(zhì)量m8=m1-m5g695灌試洞前筒加砂總質(zhì)量m1g8787灌滿試洞后砂的質(zhì)量m4g4298填滿試洞所需砂質(zhì)量mb=m1-m4-m8g3803土或穩(wěn)定土濕質(zhì)量mwg5488土或穩(wěn)定土濕密度ρw=mw*ρs/mbg/cm32.11土或穩(wěn)定土含水量w%12土或穩(wěn)定土干密度ρd=ρw/(1+0.01w)g/cm31.88實(shí)測(cè)石灰劑量%--取用最大干密度ρdmaxg/cm31.97壓實(shí)度k=ρd/ρdmax%95.6含水量測(cè)定盒號(hào)盒+濕土重（g)盒+干土重（g)盒重（g)水重（g)干土重（g)含水量（%）平均含水量（%）12檢測(cè)點(diǎn)數(shù)合格點(diǎn)數(shù)合格率(%)tα/ ??標(biāo)準(zhǔn)差代表值(%)變異系數(shù)(%)結(jié)論3.2挖坑灌砂法測(cè)定壓實(shí)度核子儀法利用放射性元素（γ射線和中子射線）測(cè)定路基土或路面結(jié)構(gòu)層材料的密度和含水量。1）儀具與材料（1）核子密度濕度儀：密度測(cè)定范圍1.12-2.73g/㎝3，測(cè)定誤差不大于±0.03g/㎝3。含水率測(cè)定范圍是0-0.64g/㎝3，測(cè)定誤差不大于±0.015g/㎝3。（1）γ射線源：同位素放射源銫—137，鈷-60用來(lái)測(cè)量密度。（2）中子源：镅241—鈹，用來(lái)測(cè)量水分。（3）探測(cè)器：γ射線探測(cè)器或中子探測(cè)器（4）讀數(shù)顯示設(shè)備：液晶顯示器。（5）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)塊：密度和含氫量都不變的材料。（6）安全防護(hù)設(shè)備（7）刮平板2.細(xì)砂：0.15～0.3㎜。3.天平或臺(tái)秤。4.其它：毛刷等。2、準(zhǔn)備工作（1）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)每天測(cè)試前或?qū)y(cè)定結(jié)果有懷疑時(shí)，測(cè)定儀器標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)值，測(cè)定時(shí)應(yīng)距其它放射源10m以上的距離，測(cè)點(diǎn)應(yīng)平整。①預(yù)熱儀器②將儀器置于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)塊上，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)。

（2）對(duì)比試驗(yàn)在使用核子儀前應(yīng)采用灌砂法對(duì)其測(cè)定結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定，求出二者測(cè)定結(jié)果之間的相關(guān)方程。①用核子儀測(cè)定密度，讀數(shù)。②在同一位置用鉆機(jī)鉆孔法或罐砂法取樣，量測(cè)厚度，按規(guī)定方法測(cè)定材料的密度。③同一種路面厚度及材料類型，在使用前至少測(cè)定15處，求兩種測(cè)定方法的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)應(yīng)不小于0.95。3、測(cè)定步驟

散射法：瀝青路面

直接透射法：路基及基層材料（1）散射法測(cè)定時(shí)，核子儀平穩(wěn)地置于測(cè)試位置上，測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)隨機(jī)選擇，測(cè)定溫度與試驗(yàn)段測(cè)定時(shí)一致，一組不少于13點(diǎn)。（2）直接透射法測(cè)定時(shí)，將放射源插入已打好的孔內(nèi)。（3）打開儀器，工作人員退出儀器2m以外，按照選定的測(cè)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)使用安全注意事項(xiàng)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)任務(wù)3.1、灌砂法測(cè)凌云路壓實(shí)度一、壓實(shí)度概述二、任務(wù)簡(jiǎn)介及小組分工三、小組匯報(bào)及方案研討四、方案歸納五、知識(shí)拓展壓實(shí)的概念細(xì)粒土路基壓實(shí)效果內(nèi)因外因濕度土質(zhì)壓實(shí)功能機(jī)械性能壓實(shí)遍數(shù)壓實(shí)速度土層厚度壓實(shí)效果的評(píng)價(jià)路基土的干重度γγ越大越密實(shí)（干密度）（1）濕度12ω0ωk干重度γ(kN/m3)γ0Ey模量含水率(%)同等條件下，干重度γ隨ω的增大，先增大后減??；一定的壓實(shí)條件下，干重度最大值，稱為最大干重度，對(duì)應(yīng)的含水率為最佳含水率?？刂仆猎谧罴押师?的條件下壓實(shí)，壓實(shí)效果最好影響壓實(shí)效果的主要因素（1）濕度1212ω0ωkγEγEkEk＇Es＇Eγγ0γsω0%飽水前后壓實(shí)指標(biāo)對(duì)照示意圖1、飽水前；2、飽水后飽水后，γ與E均有所降低，而在ω0時(shí)，降低的幅度最?。豢刂谱罴押师?壓實(shí)的土基，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性最好。影響壓實(shí)效果的主要因素（2）土質(zhì)ω土質(zhì)不同，γ0和ω0數(shù)值也不同；粗顆粒越多的土，γ0越大

ω0越小

。γ影響壓實(shí)效果的主要因素壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果具有明顯影響；相同壓實(shí)條件下(土質(zhì)、濕度與功能不變)，密實(shí)度隨深度遞減；不同壓實(shí)工具的有效壓實(shí)深度有所差異，根據(jù)壓實(shí)工具類型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求，路基分層壓實(shí)的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。（3）壓實(shí)厚度影響壓實(shí)效果的主要因素（4）壓實(shí)功能ω01ω02ω03ω04不同壓實(shí)功能的壓實(shí)曲線對(duì)照?qǐng)D圖中，1、2、3、4曲線的壓實(shí)功能分別為600、1150、2300、3400(kN·m)壓實(shí)功能指壓實(shí)工具的重量、碾壓次數(shù)或落錘高度、作用時(shí)間等。同一種土，隨著壓實(shí)功能，最大干重度，最佳含水率；在相同含水率條件下，壓實(shí)功，土基的干重度（密實(shí)度）。影響壓實(shí)效果的主要因素

首要關(guān)鍵是控制最佳含水率，在最佳含水量±2%之內(nèi)；采取分層填土，有效控制土層厚度；必要時(shí)，適當(dāng)增大壓實(shí)功能。為了達(dá)到良好的壓實(shí)效果，施工中采取如下措施控制：影響壓實(shí)效果的主要因素（1）壓實(shí)機(jī)具的主要類型按作用力類型不同分，有靜力壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、沖擊壓路機(jī)、擺動(dòng)壓