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1、路基土石方工程试验与检测,质量是工程建设的永恒主题质量是工程的生命百年大计，质量第一,第一章 路基施工准备阶段试验与检测,路基原地面及取土场填土的常规试验项目、取样方法、频率、数量及试验方法,注：对于石灰改良土还需增加试验项目：石灰的钙镁含量测定、石灰剂量测定标准曲线、石灰土标准击实试验。,一、含水率试验 1.概念 土中的水分为强结合水、弱结合水及自由水。工程上含水率定义为土中水的质量与土粒质量之比的百分数，一般认为是在105-110温度下能蒸发掉的水。2.试验目的及意义 含水率是土的基本物理指标之一，它反应土的状态，它的变化将使土的一系列力学性质随之而异，它是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等
2、项指标的依据，是检测土工构筑物施工质量的重要指标。,3.试验方法及适用情况 主要有烘干法和酒精燃烧法烘干法是含水量测定的标准方法。适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。一般情况下烘箱温度为105110（有机质含量超过5%的土，应控制在6570）细粒土不少于8h，砂类土不少于6h。酒精燃烧法一般现场测试使用较多。适用于无粘性土和一般粘性土；不适用于含有机质土、含盐量较多的土和重粘土。,4.试验要点（烘干法）（1）取具有代表性试样放入称量盒内，立即盖好盒盖称量质量m1。（2）揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，对含有机质超过5的土，应将温度控制在65-70的恒温下烘干。（3）将烘干后的试样和盒取出
3、，放人干燥器内冷却称质量m2。,5.注意事项（1）盒号切勿混淆。（2）烘干时间与取样数量及土类有关。（3）对有机质土及石膏土应控制温度。（4）酒精燃烧法测定含水率应燃烧三遍，每次加酒精前一定确保火焰熄灭！（5）应平行试验2次，数据处理注意允许差。,二、液塑限试验1.概述 细粒土随着含水率的不同，分别处于不同的稠度状态，即流动状态、可塑状态、半固体状态、固体状态。为了确定土的稠度状态，通常以含水率划分界限即界限含水率。液限和塑限是施工中经常用到的两个界限含水率。,液限：土体从液体状态向塑性状态过渡的界限含水率称为液限wL，即土保持可塑状态的最高含水率。塑限：土体从塑性状态向半固体状态过渡的界限含
4、水量称为塑限wP，即土保持可塑状态的最低含水率。土的塑性状态的含水量变化范围即土的塑性大小，为土的塑性指数IP。液性指数：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当IL0时,P,土处于坚硬状态;当IL1时,L,土处于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态,2.试验目的 测定土的液、塑限，用于划分土的种类，计算土的天然稠度、塑性指数、液限指数，供公路设计和施工使用3.试验方法 液塑限联合测定法、碟式仪液限试验法、滚搓法塑限试验法,4.试验要点（液塑限联合测定法）（1）试样必须过0.5mm筛。（2）闷料时，3个含水率应根据经验尽量估计准确。（3）试验时土样应充分拌和均匀，特别是较
5、干的土样，应反复搓揉至土的断面上无孔隙存在。（4）读数要准，最好两人复读。（5）读数和含水率均应取两次结果的平均值。（6）同一试样两次锥入试验锥入位置间距应大于10mm,且距盛土杯边缘不小于10mm。,5.注意事项（1）三个土样的含水率不宜太接近，否则不易控制曲线的走势，影响试验精度。（2）含水率接近塑限的土样对试验结果影响较大，应尽量接近塑限，结果更准。（3）塑限入土深度hP应尽量用已得出的液限带入公式计算出。（4）对于细粒土和砂类土可先用手捻法作简易鉴别。（5）三点应在一条直线上，如不在一条直线，应严格按照规范要求处理。,三、颗粒分析试验1.概述 自然界中的土是由各种大小不同的颗粒组成的集
6、合体，这些不同大小颗粒的比例是决定土的工程性质的重要因素之一，为了确定其比例关系，必须首先按照土粒的直径对其进行归并和分类，这种按土粒直径大小所划分的组别叫粒组。而各粒组在土全部质量中各自占有的比例（相对百分含量）称为粒度成分，粒度成分的测定简称为粒度分析或颗粒分析。,2.试验目的 测定土的粒径大小及颗粒级配情况，为土的分类定名和工程应用提供依据3.试验方法 筛分法：适用于0.075mmd60mm 比重计法或移液管法:适用于d0.075mm,4.试验要点（1）必须用四分法取代表性土样。（2）对无凝聚性土：大于2mm的土可直接筛分，小于2mm的土可部分筛分，筛分中损失量不应大于1%，否则重做，小
7、于2mm颗粒不过总质量1%可不做细筛分，大于2mm颗粒不过10%可不做粗筛分。（3）含粘土粒的土：必须进行水筛。（4）试验结果必须在半对数坐标上绘制级配曲线。,5.注意事项（1）摇筛机操作时不得使土样外掉，必须辅以手筛。（2）对含有粘土粒的土样，制备时应不得打碎土颗粒。（3）做水筛分时要小心操作，避免试样损失过大。,四、击实试验1.概述 模拟现场施工条件的标准击实试验是在一定击实功下研究土的压实规律的一种半经验的方法。一定的击实效应下，随着含水率的变化土的密实性反映在干密度上有一最佳状态。,2.试验目的 确定最佳含水率用于施工质量控制，确定最大干密度为路基压实提供标准。3.试验方法 根据击实功
8、大小分轻型和重型两种，每种根据最大粒径（20mm和40mm)不同分为两类。,4.试验要点（1）备样：干土法（加水）、湿土法（减水）试样均不重复使用。（2）击实：击实筒必须放于坚硬地板，每层击实完成测量击实高度，并拉毛，最后一层击实控制击实高度不超过顶面5mm。（3）削刮套筒内壁，避免带动土样造成表面不实。（4）测含水率时应打碎试样取中部土样。（5）含有超尺寸颗粒应按规定校正最大干密度和最佳含水量。,5.注意事项（1）闷料时不要用烘干土，最好用风干土。（2）手动击实时一定要提锤到位，且走势均匀。（3）从设定的最大含水率开始击实，依次递减进行，如第3个出现峰值依次做完即可。如第2个出现峰值，可将最
9、小含水率土样加水至最大，继续击实，避免补闷料耽误时间。（4）击实前击实筒应涂油以利脱模。（5）绘制干密度与含水率关系曲线时应注意：峰值两边弧线顶部有时高出峰值，但不宜高出峰值太多；无明显峰值时应加大含水率设定间距，重新闷料；曲线呈波浪形，必须重做；若惟有一点不成规律可补该点。,五、CBR试验1.概述 CBR即加州承载比，是指标准贯入杆贯入试样中贯入量达2.5或5mm时承受的单位压力与标准荷载强度（7.0MPa或10.5MPa）的比值，是路基土和路面材料的强度指标。2.试验目的 测定路基土及路面基层、底基层材料承载比，以确定材料的适用性。,3.试验要点（1）备样：同击实试验（2）击实确定最大干密
10、度和最佳含水率。（3）按照最佳含水量制备土样，同击实试验制备CBR试件。（4）饱水4昼夜，饱水期间带荷工作，并测定膨胀量。（5）贯入试验：也应带荷进行，控制一定的压入速度，记录力值整读数时的两个贯入量，取平均，贯入量2.5mm时应有5个以上读数，至5mm以后即可停止试验。（6）如5mm承载比大于2.5mm，结果应采用前者。,4.注意事项（1）为得到预定干密度下的承载比，应制备三组试件，每组3个，三组试件击实次数分别为27次、59次、98次。（2）尽量模拟材料最不利条件试验，可据实际状况改变。（3）贯入试验力值及位移百分表安装一定要牢固，且两个贯入量相差不宜过大。,六、石灰有效钙和氧化镁的测定1
11、.概述 石灰中有效氧化钙是指活性的游离氧化钙。石灰中有效氧化钙含量是能溶解于蔗糖溶液中并和蔗糖作用生成蔗糖钙的氧化钙占原试样的质量百分率。测定原理为中和滴定原理。石灰中的氧化镁含量不易直接测定，而是采用EDTA络合滴定法。对于钙质石灰，工地通常只测定有效钙含量来估算钙镁合量或采用简易方法测定钙镁合量。2.实验目的 测定石灰中的有效钙镁含量，判定其质量好坏及所属级别。,3.试验方法 标准方法：JTG E51-2009中T08011、T08012 简易方法：JTG E51-2009中T080134.试验要点及注意事项（简易法）（1）试验器皿、台面应洁净。（2）试验试剂配制精确，腐蚀性药品要注意安全
12、，标示一定要清楚。（3）试验操作严格按照规范进行。（4）平行试验两次，取平均。,七、石灰土土击实试验、承载比试验 见路基填土(略）,八、石灰剂量测定1.概述 水泥或石灰剂量是指稳定土中水泥或石灰质量占干土质量百分率。混合料配比表示形式。2.试验目的 测定稳定土中的水泥或石灰剂量，检验施工中结合料配料的准确性，确保工程质量，并可用以检查混合料拌和的均匀性。,3.试验方法EDTA滴定法：使用于各种稳定土直读式测钙仪法：石灰土4.试验要点（1）各种试剂配制一定按规范制定的纯度、数量、温度和程序进行，标示清楚，一次配制不宜过多，7-10d用量为限。（2）标准曲线配料试样数一般5个，应根据实际情况设定剂
13、量范围，配料正确且准。（3）标准曲线准备试样试验和工地现场取样试验操作应一致，严格按规定进行。（4）标准曲线应是顺滑曲线，个别点差距较大应重新不做该点。,5.注意事项（1）试验器皿、台面应洁净，试验试剂配制精确，腐蚀性药品要注意安全，标示一定要清楚。（2）标准曲线准备所用原材料一定要和工地实际实际用料相同。（3）工地现场取样一定要具有代表性，多处取样拌和均匀后再四分取样。,第二章 路基施工过程中试验与检测,1.原地面或取土场填料常规试验检测（同施工准备）施工过程中本工程段原地面土质应逐段补齐全部试验。取土场的土质有可能发生变化，也应按规定频率重新取土试验。,2.工程实体现场检测,注：压实度检测
14、还包括结构物台背回填质量，每50m2检查一点，不足50m2的也得检查1点，每点都必须合格。,一、现场密度试验检测1.概述 密度是土的基本物理指标之一，可换算土的干密度、孔隙比、孔隙率、饱和度等指标。室内试验或野外勘察及施工质量控制中，均需测定。土在天然状态下，单位土体的质量称之为土的天然密度，也称天然湿密度，测其含水率后，可换算土的干密度。,2.试验目的 了解土体的内部结构及密实情况，检验填土压实质量。3.试验方法环刀法：适用于细粒土 灌砂法：适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径不得超过15mm，测定密度层的厚度为150200mm。蜡封法：适用于易破裂土和形态不规则的坚硬
15、土,4.试验要点环刀法：现场测定路基压实度（1）环刀内壁涂少许凡士林。（2）取样前应铲平土层，尽量保证所取土样正好处于结构层的中间部位。（3）环刀应垂直下压，避免扰动原状结构。（4）环刀土样取出后应尽快密封，以免土样松散及含水率损失。,灌砂法（1）根据土类选用不同规格灌砂筒（2）量砂应洁净干燥，并放置足够时间，和空气湿度平衡。（3）标定锥体砂量及量砂密度时，应尽量和现场一致，至少3次，取平均值。（4）现场灌砂时，一定要认真清扫地面，基板放平，试坑开挖到位规范，避免土样试样丢失并及时密封。,5.注意事项环刀法（1）环刀使用前应逐个两侧计算体积。（2）环刀土样取出时应尽量避免土柱断裂。（3）取样位
16、置应有一定的代表性。灌砂法（1）取样深度应是整个压实层。（2）灌砂过程不得碰撞灌砂筒。（3）量砂回收后应重新处理方可使用。（4）取回土样测定含水率时要拌合均匀后取样。（5）灌砂试样完成后试坑应同料填平，并锤击密实。,6.压实度评定：路基压实度以13km长的路段为检验评定单元，按要求的检测频率及方法进行现场压实度抽样检查，求算每一测点的压实度Ki。检验评定段的压实度代表值K1(算术平均值的下置信界限),K1K0，且单点压实度Ki 全部大于等于规定值减2个百分点时，评定路段的压实度合格率100%；当K1K0，且单点压实度Ki全部大于等于规定极值时，按测定值不低于规定值减2个百分点的测点数计算合格率
17、。K1K0 或某一单点压实度Ki 小于规定极值时，该评定路段压实度为不合格，相应分项工程评为不合格。路堤施工段落短时，分层压实度应点点符合要求，且样本数不小于6个。,二、弯沉试验1.概述 弯沉是表征公路路基路面整体强度或刚度的重要指标，而且与路面的使用状态存在着一定的内在联系，是指路基或路面在垂直荷载作用下产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉）。设计弯沉：根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次，公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值，是路面厚度计算的主要依据。竣工验收弯沉值：当路面厚度计算以设计弯沉为设计指标时，设计弯沉值即为竣工验收弯沉值；当路面厚度计算以路面
18、、半刚性基层、底基层的层底拉应力为设计指标时，竣工验收弯沉值由拉应力演算所得到的结构层厚度计算而得。,2.试验目的 测定路基路面的回弹弯沉，用以评定其整体承载能力，供路面结构设计、公路工程施工控制及工程验收提供依据。3.试验方法 贝克曼梁弯沉仪法：静态弯沉，固定采样 自动弯沉仪法：静态弯沉，行驶采样 落锤弯沉仪法：动态弯沉，固定采样 激光弯沉仪法：动态弯沉，行驶采样,弯沉车技术参数见表,4.试验要点（贝克曼梁测定路基回弹弯沉仪）（1）标准车标准轴载荷、轮胎尺寸、轮隙、气压等主要参数符合规定要求。（2）测试前认真检查设备是否完好，。（3）测点应选在行车道的轮迹带。（4）弯沉仪侧头放置正确。（5）
19、百分表安装稳固，调零并检查是否能稳定回零。（6）汽车要缓慢行驶，快速读取最大读数。,5.注意事项（1）应有专人指挥检测车辆及检测人员（2）检测工作应由专业人员完成。（3）弯沉仪支点水准泡应测定时应调至中间位置。（4）贝克曼梁前后背连接应稳固，不得松动。（5）试验用百分表应定期校验。（6）设计弯沉值是针对不利季节，施工弯沉检测往往在非不利季节，因此所测弯沉值应乘以季节影响系数1.21.4,6.结果整理及评定(1)回弹弯沉值计算：式中：lt：在路面温度t时的回弹弯沉值(0.01mm)L1：车轮中心临近弯沉仪测头时百分表的最大读数(0.01mm)L2：汽车驶出弯沉影响半径后百分表的终读数(0.01m
20、m)(2)温度修正 温度修正是在沥青路面弯沉测定时才进行，在此不做叙述。,(3)弯沉代表值式中：lr：一个评定路段的弯沉代表值(0.01mm)：一个评定路段经各项修正后 的各测点弯沉的平均值(0.01mm)s：一个评定路段经各项修正后 的全部测点弯沉的标准差(0.01mm)Za：与保证率有关的系数，高速路、一级路 取2.0，二三级取1.645 弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时相应分项工程为不合格。,第三节 路基工程交工验收阶段试验检测工作,1.按照13km为一个单元对路基工程压实度进行整体评定。2.按照1km为一个单元对路基工程弯沉值进行整体评定。3.按照交工资料编制办法要求技术准确完成试验资料的整理归档工作。,
