《沥青混凝土路面工程质量检测方法(共24页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沥青混凝土路面工程质量检测方法(共24页).doc(24页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上沥青混凝土路面工程质量检测方法学 生 姓 名: 学 号: 专 业 班 级: 指 导 教 师: 专心-专注-专业摘 要沥青在当今世界公路工程已得到了广泛使用的情况下。沥青混凝土路面工程质量要保证沥青路面的使用性能,检测工作是公路工程施工技术管理中的一个重要的组成部分。同时也是公路工程施工质量控制和竣工验收评定工作不可缺少的一个重要环节。沥青混凝土路面工程质量要保证沥青路面的使用性能,除应满足所设计的交通要求外。通过试验检测能充分地利用当地材料,迅速推广应用新材料、新技术和新工艺;能用定量的方法科学地评定各种材料和构件的质量,合理控制并科学地评定工程质量。并为科学的养护决
2、策提供客观依据,公路试验检测技术是一门正在发展的信心学科,它融试验检测经本理论和测验操作技能以及公路工程相关技术知识预定一体,是工程设计参数、施工质量控制竣工验收评定、掩护管理决策的主要依据。文章将根据路面检测指标分类论述沥青路面检测技术,并对路面集成检测技术进行介绍。关键词:路面弯沉 平整度 压实度 摩擦系数 目 录第一章 绪论1.1 公路工程试验检测的目的和意义 项目试验工作是公路工程质量管理的一个重要组成部分,是工程质量科学管理的重要手段。客观、准确、及时的试验检测数据是公路工程实践的真实记录,是指导、控制和评定工程质量的科学依据。公路工程试验检测的目的和意义是:1.用定量的方法,对各种
3、原材料、成品或半成品,科学地鉴定其质量是否符合国家质量标准和设计文件的要求,做出接收或拒收的决定,保证工程所用材料都是合格产品,是控制施工质量的主要手段。2.对施工全过程,进行质量控制和检测试验,保证施工过程中的每个部位、每道工序的工程质量,均满足有关标准和设计文件的要求,是提高工程质量、创优质工程的重要保证。3.通过各种试验试配,经济合理地选用原材料,为企业取得良好的经济效益打下坚实的基础。4.对于新材料、新工艺、新技术,通过试验检测和研究,鉴定其是否符合国家标准和设计要求,为完善设计理论和施工工艺积累实践资料,为推广和发展新材料、新工艺、新技术做贡献。5.试验检测是评价工程质量缺陷、鉴定和
4、预防工程质量事故的手段。通过试验检测,为质量缺陷或质量事故判定提供实测数据,以便准确判定其性质、范围和程度,合理评价事故损失,明确责任,从中总结经验教训。6.分项工程、分部工程、单位工程完成后,均要对其进行适当的抽检,以便进行质量等级的评定。7.为竣工验收提供完整的试验检测证据,保证向业主交付合格工程。8.试验检测工作集试验检测基本理论、测试操作技能和公路工程相关学科的基础知识于一体,是工程涉及参数、施工质量控制、工程验收评定、养护管理决策的主要依据。 1.2 试验检测工作细则每一项试验检测方法都应根据国家或部委颁布的线性最新技术标准、操作规程和行业规范制定详细的实施细则。 目前,国内改性沥青
5、及改性沥青混合料 的主要研究任务有:1.2.1实施细则的制定由于有些标准、规范规定的不细,而有些实验检测机构的检测操作人员有可能是新手,他们虽然已通过本单位考核,但不一定很熟练,更重要的是试验检测工作就像工厂生产产品一样,每步都应该按工艺要求仔细的实施,为此必须制订有关实施细则。 1.2.2实施细则的内容1.技术标准、规定要求、检测方法、操作规程等。2.抽样方法及样本大小3.检测项目、被测参数大小及允许变化范围。4.检测设备的名称、型号、量程、准确度、分辨等、5.检测人员组成和监测系统框图。6.对检测仪器的检查标定项目和结果。7.对检测仪器和样品或试件的基本要求。8.对环境条件等的检查及从保证
6、计量检测结果可靠角度出发,允许变化范围的规定。9.在检测过程中发生异常现象的处理办法。10.在检测过程中发生意外事故的处理办法。11.检测结果计算整理分析办法。凡要求对整体工程项目或新产品进行质量判断的检测项目,均应进行抽样检测。凡送样检测的产品,检测结果仅对样品负责,不对整体产品质量评价。1.2.3实施细则的有关方法1.随机抽样方法2.样本大小确定方法3.样本的管理4.样本的登记抽样结束后,由抽样人填写样品登记表。登记表应该包括一下内容:产品名称、型号;样品中单位产品编号及封样编号;抽样依据、样本大小、抽样基数;抽样地点;运输方式;抽样时间;抽样人姓名、封样人姓名。1.2.4注意事项1.对于
7、比较重要的检测项目,若采用专门的检测设备,应通过实验确定其实验数据的重复性。2.对于某些比较简单的试验检测项目,如果标准规定的很细,能满足上述要求时,可不必制定实施细则。 第二章 路面弯沉测定方法2.1 概述 路面弯沉是指在汽车车轮荷载作用下路面表面产生的垂直变形。它是反映路面整体抗压强度的一个综合指标。目前我国柔性路面设计方法采用的设计指标之一是路面回弹弯沉,并规定双轮胎轮隙中心处路面表面最大回弹弯沉代表值,应不大于竣工验收弯沉值。2.2 路面弯沉检测方法2.2.1贝克曼梁法传统方法,速度慢,静态测试,比较成熟,目前属于标准方法。2.2.2自动弯沉仪法利用贝克曼梁原理快速测定,属于静态测试范
8、畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼梁进行标定换算。2.2.3落锤式弯沉仪法近年来像日本、丹麦等国研制了动力式落锤弯沉仪,并以量测冲击载荷作用下路面表面的弯沉,它可模拟快速行车对路面的弯沉效应。利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载测定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹模量,快速连续,使用时应用贝克曼梁进行标定换算2.3弯沉检测新方法2.3.1自动弯沉测定仪法利用贝克曼梁测定路面回弹弯沉值操作简便,应用广泛,我国路面设计及检测的标准方法和基本参数都是建立在这种试验方法基础之上的,但是,这种试验方法整个测试过程全是人工操作,测试结果受人为因素的影响较大,而且测速慢。自动弯沉仪是测定路面弯
9、沉值的高效自动化设备,可对路面进行高密集点的强度测量,适用于路面施工质量控制、验收及路面养护管理。 一主要设备自动弯沉仪测定车:洛克鲁瓦型,由测试汽车、测量机构、数据采集处理系统三部分组成。测量机构安装在测试车底盘下面。 自动弯沉仪测定车的主要技术参数如下: 测试车轴距: 6.57m 测臂长度: 1.75-2.40m 后轴荷载: 100kN 测定轮对路面的压强: 0.7MPa 最小测试步距: 4-10m 测试精度: 0.01mm 测试速度: 1.5-4.0km/h二工作原理 自动弯沉仪的基本工作原理与贝克曼梁的原理是相同的,都是采用简单的杠杆原理。 自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶,将
10、安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来,这时,测定梁被拖动,以二倍的汽车速度拖到下一测点,周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果。三.使用技术要点 1.自动弯沉仪做长距离移动时,应根据路况把一些对通过能力影响大的组件、部件拆下来,待移动到测量工地时,再进行安装调试。 2.操作计算机,根据要求输入有关信息及命令。 3.为了保证系统AD转换板与位移传感器的测量精度,应进行自动弯沉仪的标定。 4.自动弯沉仪所采集数据以文本方式存储于计算机中,其记录格式分节点数据。弯沉值数
11、据及弯沉盆数据三种。输入有关信息和参数后,可显示出左右双侧的弯沉峰值柱状图及峰值、距离和温度等;计算出平均值、标准差和代表弯沉值;显示弯沉盆图形并计算出曲率半径。 应当注意,自动弯沉仪测定的是总弯沉,因而与贝克曼梁测定的回弹弯沉有所不同。可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验,得到两者相关关系式,换算为回弹弯沉,用于路基、路面强度评定。 该测定仪在检测路段上在牵引车的作用下以一定的速度行驶,将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来。这时,测定梁被拖动,以二倍的牵引车速度拖到下一测点。周而复始地向前连续测定
12、。通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。整个测定是在测定车连续行驶的情况下进行的。它可对路面进行高密集点的强度测量,适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。2.3.2落锤式弯沉仪(FWD)法利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉。自动弯沉仪检测弯沉时,因为汽车行进速度很慢,所测得的弯沉也接近静态弯沉。为了模拟汽车快速行驶的实际情况,不少国家开发了动态弯沉的测试设备。落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflect meter简称FWD)模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测,计算机自动采集数据,速度快,精度高。近年来,采用落锤式弯沉仪(FWD)测定路面的动态弯沉,并用来反算路面的回
13、弹模量。已成为世界各国道路界的热门课题。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。落锤式沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。 一主要设备 落锤式弯沉仪分为拖车式和内置式。拖车式便于维修与存放,而内置式则较小巧、灵便。 1.荷载发生装置:包括落锤和直径300mm的4分式扇形承载板。 2.弯沉检测装置:由5-7个高精度传感器组成。 3.运算及控制装置。 4.牵引装置:牵引FWD并安装运算及控制装置等的车辆。 。二工作原理 将测定车开到测定地点,通过计算机控制下的液压系统,启动落锤装置,使一定质量的落锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传递到路面,导致路面
14、产生弯沉,分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形,记录系统将信号输入计算机,得到路面测点弯沉及弯沉盆。 三使用技术要点 1.通过调节锤重和落高可调整冲击荷载大小。例如,我国路面设计标准轴载为BZZ-100,落锤质量应选为5t,因为承载板直径为30mm,对路面的压强恰为0.7MPa。 2.检测时,拖车式落锤弯沉仪牵引速度最大可达80kmh,根据我国的实际情况,牵引速度以50km/h左右为宜。内置式落锤弯沉仪最高时速大于100kmh,每小时可测65点。 3.传感器分布位置为:1个位于承载板中心,其余布置在传感器支架上。路面结构不同,弯沉影响半径亦不同。路基或柔性基层沥青路面传感器分布在距
15、荷载中心2.5m范围内即可。目前,我国高等级公路大多采用半刚性基层沥青路面结构,弯沉影响半径已达3-5m,传感器分布范围应布置在距荷载中心3-4m范围内,以量测路面弯沉盆形状。 4. 每一测点重复测定不少于3次,舍去第一个测定值,取以后几次测定值的平均值作为计算依据,因为第一次测定的结果往往不稳定。 弯沉检测装置操作方式为计算机控制下的自动量测,所有测试数据均可显示在屏幕上或打印出来或存储在软盘上;可输出作用荷载、弯沉(盆)、路表温度及测点间距等;可打印弯沉平均值、标准差、变异系数及代表弯沉值等数据。应当注意,落锤式弯沉仪所测弯沉为动态总弯沉,与贝克曼梁所测的静态回弹弯沉不同。可通过对比试验,
16、得到两者之间的相关关系,并据此将落锤式弯沉仪所测弯沉值换算为贝克曼梁的静态回弹弯沉值。 可利用计算机按弹性层状体系理论的计算模式和程序,根据落锤式弯沉仪所测弯沉盆数据反算路高等级公路路面平整度检测方法 。2.3.3激光弯沉测定仪法在测定时。将测定仪固定在路面上汽车的后轮隙中。利用汽车驶离被测点时路面回弹,带动原固定于地面上的硅光电池测头向上升起,使激光器发出的激光束通过进光射到硅光电池上产生光电流。并根据光电流的大小来路面回弹变形的数值,即路面回弹弯沉值。这种弯沉仪操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻、造价低且容易研制,另由于该测定仪依靠光线作为臂长,可以射得很远。加上激光发射角窄,光点
17、小而红亮,10m之远仍能清晰可见,可用于刚性路面弯沉检测。第三章 路面平整度评定方法3.1概述 路面平整度是评定路面使用品质的重要指标之一,他也是一个整体性指标,又是衡量路面质量及现有路面破坏程度的一个重要指标。路面平整度可定义为路面表面诱使行使车辆出现振动的高程变化,它是路面使用性能的一项重要指标。因此平整度的检测是路面施工和养护的一个非常重要的环节。 平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类。断面类测定路表凹凸情况,反应类测定路表不平整程度。目前,断面类设备包括3m直尺、连续式平整度仪和激光路面平整度测定仪等,反应类设备包括车载式颠簸累积仪等。3.2路面平整度检测方法 平整度的测试设备分为
18、断面类和反应类两大类。断面类测定路表凹凸情况,反应类测定路表不平整程度。目前,断面类设备包括3m直尺、连续式平整度仪和激光路面平整度测定仪等,反应类设备包括车载式颠簸累积仪等。3.2.1 3m直尺 测试时把3m直尺轻放于路面上,将画图仪移至其一端,用手将画图仪推向另一端。在这个过程中由于路面的凹凸不平,画图仪下面的测轮带动画针上下运动,同时滚筒轮在输力轮的带动下旋转,并带动纸带移动,两个运动的合成便使画针在纸带上画下了路面的几何量,并由此求得路面平整度数值。 该方法用于测定压实成型的路面各层表面的平整度,以评定路面的施工质量和使用质量。但该方法比较落后,测量效率低下,操作者需要低头弯腰,现已用
19、得较少。3.2.2连续式平整度仪 测量时由人或车拉动该仪器前进,由于路面不平引起测量小轮上下摆动,并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。 采用该类测定仪灵活性较大,既可人拖,也可车拉,但测试效率较低(检测速度12km/h)该方法适用于测定路表面的平整度,评定路面的施工质量和使用质量,但不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。3.2.3 激光平整度仪测定法激光路面平整度测定仪是一台装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车,它同时具有先进的数据采集和处理系统。工作是测试车以一定的速度在路面上行使,固定在汽车底盘上的一
20、排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面,这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差,消除测试车自身的颠簸,输出路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着汽车的行进,每隔一定间距,采集一次数据。通过数据分析系统,可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。该类测定仪是一种与路面无接触的测量仪器,测试速度快,精度高。同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量,因此该测定仪有着广阔的应用前景。应用五激光断面仪检测路面平整度应注意的问题 1. 路面清洁度对数据的影响。在路面检测中,道路的表面清洁度对数据有着一定的影响。例如道路表面有树叶等垃
21、圾或杂物,当测试车行驶经过时,测试结果就有可能反映的是树叶表面的平整度值,而无法测得路面的真实数据。 2.为确保测试结果的精确性,在测试过程中,应使测试车始终保持匀速状态。根据五激光断面仪的标定结果分析,该仪器在5080km的时速下数据更精确,所以在检测中,应维持正在测试的车道的畅通,减小车速的影响。3.当检测长坡路段时,应注意上下坡时数据的稳定性。对于五激光断面仪,下坡测得的平整度值一般略大于上坡测试的结果。为此,检测人员应掌握这个规律,以便在实际测试中的数据更为准确可靠。 4.测试车在不同的载重下对数据也存在一定影响,主要由于不同的载重会影响轮胎的气压等原因,造成测试车横梁高度的变化,产生
22、数据偏差。这就要求保证测试时车辆的荷载,一般仅由驾驶员和操作手两人为宜。 (5)在雨天或路面潮湿有水的情况下不能进行检测。以五激光断面仪为例,当路面有水时激光发射到地面后会产生散射,因此测得的数据就不准确。其它各仪器也普遍存在这个问题 (6)在测试过程中,应合理的将测试距离进行分段,根据主管部门或施工单位等的要求,可以按标段、不同管辖路段及公桩等进行分段,以便在检测报告中更好地反映出结果,满足受检部门的需要。 3.2.4 车载式颠簸累积仪 测定时测试车以一定的速度在路面上行使,路面的凹凸不平引起汽车的激振,通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI,以cm/km计。VBI越大,说
23、明路面平整度越差。 车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快,价格低廉,操作简便。可用其检测的结果评定路面的施工质量和使用期的舒适性。3.3平整度检测的发展趋势我国高等级公路起步较晚。但建设速度之快,在本世纪初,骨架路网络基本形成。因此,不单要对施工过程质量控制进行检测,对交工验收质量评定检测,而且要对公路的长期服务进行检测评定。我国已开展的路面管理系统(CPMS)就是一种科学的养护管理系统、CPMS系统内最基础的数据就是平整度指标。正在进行开发研究的GIS系统正是下一步公路信息向全社会开放与服务的前期研究。由此可见公路路面检测的重要性。 从检测设备来看,由于使用条件与使用目的的不同,所以使用的设
24、备也不尽相同,三米直尺、五米直尺、水平仪等传统的检测方法在施工过程中仍然有一定的作用,例如对路面面层以下各结构层的检测,方法简便易行,对业主、监理、施工单位来说,均不失为一种较好的方法。但近年来由于各种车载高效检测设备拥有测试精度等级高,人为因素少,不用中断交通等优点,这种方法正在为各省市的质监部门所采用,高等级公路的平整度检测事业也正朝着精确、快速、高效的方向发展。 第四章 路面抗滑性能检测方法4.1 概述 路面抗滑性能是指轮胎沿路面表面滑动时,所承受的摩擦阻力的大小。对行驶在路面的车辆而言,是指在一定条件下车辆的紧急制动距离。路面抗滑性能是反映路面安全的重要指标之一。从路面管理角度来看,抗
25、滑性也是对路面耐久性的一个量度指标。当抗滑性衰减到最低可接受水平,将大幅度降低路面所期望的服务功能。4.2路面抗滑性检测方法抗滑性能测试方法有:盘转轮拖车法、制动距离法、摆式仪法、构造深度测试法。1.制动距离法:测试指标为摩擦系数。令一辆四轮小客车或轻货车以一定速度在潮湿路面上行驶,当四个车轮被制动是,测试出从车辆减速滑移到停止的距离,运用动力学原理,算出摩擦系数。此法测试速度快,但在检测时,必须中断交通。2.手工舖砂法:测试指标为构造深度。将已知体积的砂,摊铺在所要测试的路面的测试点上,量取摊平后覆盖的面积。砂的体积与所覆盖的平均面积的比值,即为构造深度。此法定点测量,原理简单,且便于携带,
26、结果很直观。适宜于测定沥青混凝土路面及水泥混凝土路面表面的构造深度,用以评定路面表面的宏观粗糙度排水性能及抗滑性能。3.摆式仪法:测定指标为摩擦摆值。摆式仪的摆锤底面装一橡皮滑块,当摆锤从一高度自由下落时。滑块面和实验表面接触。由于二者间的摩擦损失部分能量,使摆锤只能回到一定高度。表面摩擦阻力越大,回摆高度就越小。由于此法定点测量,原理简单,不仅可以用与室内,而且还可以用于野外测试沥青路面及水泥混凝土路面的抗滑性能。4.激光构造深度测试法:测试指标为构造深度。由中子源发射的许多束光线,照射的路表面不同深度处,用200多个二极管接受返回的光束,利用二极管被点亮的时间差算出所测路面的构造深度。此法
27、测试速度快,适宜于测定沥青路面干燥表面的干燥深度,用以评价路面抗滑性及排水能力,但不适宜于较多坑槽、显著不平或裂缝过多的路面。5.摩擦系数测定车:测横向摩擦系数。测试车上装有两只标准试验轮胎,它们对车辆行驶方向偏转一定角度。汽车以一定速度在潮湿路面上行驶时,试验轮胎受到的横向摩阻作用。此摩擦阻力除以试验轮上的载重,即为横向摩擦系数。4.3 抗滑性能检测中应注意的问题(1)在使用摆式仪前必须按照说明书或者按照公路工程集料试验规程中的方法对摆式仪进行标定,否则所测数据缺乏可靠性。(2)用摆式仪法测定时“标定滑动长度”是一个非常重要的环节,标定时应取滑溜块与路面正好轻轻接触的点进行量取。切不可给摆锤
28、一个力,让它有后再量取,这样标定,则滑动长度偏长,所测摆值偏大。(3)在用手工铺砂法测路面构造深度时,不同的人进行测试,所测结果往往差别较大,其原因较多,例如装砂的方法不标准,摊砂用的推平板不标准,最主要的是砂摊开到多大程度为止,各人掌握得不一。为了使测试结果准确可靠,在前面介绍时对容易产生误差的地方都有明确的规定,且摊开时用“尽可能向外摊平使砂填入凹凸不平的路表面空隙中,在地表面上形成一薄层”的提法。测试时应严格掌握操作方法中的细节问题。第五章 路面压实度检测方法5.1压实的意义与机理 压实,就是把一定体积的路基土基层材料或路面沥青混凝土压缩到更小的体积的过程。在此过程中,使颗粒相互挤压到一
29、起,减少孔隙,由此提高材料密度。高标准压实,是保证路基、路面应有强度和稳定性一项最经济有效的技术措施。 压实可以充分发挥路基土和路面材料的强度,可以减少路基、路面在行车荷载作用下产生的永久形变,还可以增加路基土和路面材料的不透水性和强度稳定性,对于增强道路路基路面的使用性能和延长寿命是非常重要的。如果路基、底基层、基层或 面层材料压实不足,在使用过程 中,路面上就可能产生车辙、裂缝、沉 陷和水损坏,也可能使整个路面产生剪切破坏。 对于高等级沥青混凝土路面工程来说,成功的压实应能使面层达到最佳孔隙率和密实度。如果压实不够,孔隙常趋于相互连通,此时空气和水分就容易浸入致使道路易遭到破坏;此外,在冰
30、冻气温下,路面 中的水分发生冻胀也将造成道路 的早期破坏。但对压实的沥青混合料中需要留有一定量的孔隙,否则 由于孔隙量过分减少,在沥青含量稍多时,路面在轴载的作用下,将出现泛油和失稳现象。对于密级配混合料路面理想的孔隙量为 !或更低一些,此时孔隙之间一般并不连通;孔隙量过高,沥青路面容易产生剥落、松散、坑洞等水毁现象。 我们通常用压实度来衡量现场压实的质量,对于路基土及路面基层,压实度是指工地实际达到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,压实度是指现场实际达到的密度与标准密度的比值。 5.2. 路面压实度检测试验方法 现场压实质量用压实度表示,对于路基土及路面基层,压实
31、度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大于密度的比值;对沥青路面,压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。(1)标准密度(最大干密度)和最佳含水量的确定方法 由于筑路材料结构层次等因素的不同,确定室内标准密度的方法也多样化,有些方法需在实践中进一步完善。最大干密度是指在标准击实曲线(驼峰曲线)上最大的干密度值,该值对应的含水量即为最佳含水量。(一)路基土的最大子密度和最佳含水量确定方法 路基受到的荷载应力,随深度而迅速减少,所以路基上部的压实度应高一些;另外,公路等级高,其路面等级也高,对路基强度的要求则相应提高,所以对路基压实度的要求也应高一些。因此,高速、一级公路路
32、基的压实度标准,对于路床080cm应不小于95%,路堤80150cm应不小于93,150cm以下应不小于90%;对于零填及路堑、路槽底面以下030cm应不小于95% 。 在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地区(相当于潮湿系数 0.25地区)的压实度标准可降低23。因为这些地区雨量稀少,地下水位低,天然土的含水量大大低于最佳含水量,要加水到最佳含水量情况下进行压实确有很大困难,压实度标准适当降低也不致影响路基的强度和稳定性。在平均年降雨量超过2000mm,潮湿系数2的过湿地区和不能晾晒的多雨地区,天然土的含水量超过最佳含水量5时,要达到上述的要求极为困难,应进行稳定处理后再压实。
33、由于上的性质、颗粒的差别,确定最大干密度的方法也有区别,除了一般上的“击实法”以外,还有粗粒上和巨粒上最大干密度的确定方法。击实试验由于击实功的不同,可分为重型和轻型击实,两个试验的原理和基本规律相似,但重型击实试验的击实功提高了4.5倍。击实试验中按采集土样的含水量,分湿土法和干土,法;按土能杏重复使用,也分为两种,即土能重复使用和不能重复使用。选择时应根据下列原则进行:根据工程的具体要求,按击实试验方法种类中规定选择轻型或重型试验方法;根据土的性质选用于土法或湿土方法,对于高含水量上宜选用湿土法;对于非高含水量土则选用于土法;除易击碎的试样外)试样可以重复使用。振动台法与表面振动压实仪法均
34、是采用振动方法测定土的最大干密度。前者是整个土样同时受到垂直方向的振动作用,而后者是振动作用自上体表面垂直向下传递的。研究结果表明,对于元粘聚性自由排水上这两种方法最大干密度试验的测定结果基本一致,但前者试验设备及操作较复杂,后者相对容易,且更接近于现场振动碾压的实际状况。因此,使用时可根据试验设备拥有情况择其一即可,但推荐优先采用表面振动压实仪法。已有的国内外研究结果表明,对于砂、卵、漂石及堆石料等无粘聚性自由排水上而言,一致公认采用振动方法而不是普通击实法。因此,建议采用振动方法测定无粘聚性自由排水土的最大干密度。 各试验方法的仪器设备、试验步骤等详见公路土工试验规程(JTJI051-93
35、)。(2)路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法 常见的路面基层材料有半刚性基层及粒料类基层,粒料类基层最大干密度的确定可参照粗粒土和巨粒土的振动法下面是一种确定最大干密度和最佳含水量的方法,即理论计算法。 1石灰土、二灰稳定粒料 根据室内试验测得结合料的最大干密度 1 和集料的相对密度 ,把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比V1 :V2 ,则可计算混合料的最大干密度。石灰土、二灰稳定粒料的最佳含水量w0 是结合料的最佳含水量w1 和集料饱水裹覆含水量W2 的加权值。饱水裹覆含水量是指把集料浸水饱和后取出,不擦去表面裹覆水时的含水量。除吸水率特大的集料外,此值对于砾石可以取3%,碎
36、石可取4%。2水泥稳定粒料此类材料的最大干密度0 与集料的最大干密度G 和水泥硬化后的水泥质量有关。水泥加水拌匀后,在105烘箱中烘干,称试验前水泥质量和烘干后硬化的水泥质量,即可求得水泥水化的水增量。因水泥中含有水化水,故用烘箱法不能正确测出水泥稳定粒料的最佳含水量。根据对比试验,水泥稳定粒料的最佳含水量w0 由水泥的水化水、集料的饱水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水(水灰比为0.5)三者组成。(3)沥青混合料标准密度确定方法沥青混合料标准密度,以沥青拌和厂取样试验的马歇尔密度或者试验段密度为准,当采用前者方法时,压实度标准比后者高(详见第二章),无论是用哪种方法,均存在对试件(马氏试件或芯样
37、试件)测密度的问题,在进行密度试验时应根据混合料本身的特点,可采用下列方法之一:(1)水中重法:本法仅适用于密实的型沥青混凝土试件,不适用于采用了吸水性大的集料的沥青混合料试件。(2)表干法,本法适用于表面较粗但较密实的 型或 型沥青混凝土试件:但不适用于吸水率大于2的沥青混合料试件。(3)蜡封法:本法适用于吸水率大于2的 型或 型沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件,不能用水中重法或表干法测密度时,应用蜡封法测定。(4)体积法:本法适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料试件。 具体的试验方法见公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052一93)。5.2.1现场密度试
38、验检测方法(一)灌砂法灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积,它是当前最通用的方法,很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度,它的缺点是:需要携带较多量的砂,而且称量次数较多,因此它测试速度较慢。 采用此方法时,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100mm的小型灌砂筒测试。(2)当集料的粒径等于或大于15mm,但不大于40mm,测定层的厚度超过150mm,但不超过2oomm时,应用150mm的大型灌砂筒测试1仪具与材料(1)灌砂筒:有大小两种,根据需要采用。储砂筒筒底中心有一个圆孔,下部装一
39、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,储砂筒筒底与漏斗之间没有开关。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5m6oomm的方形板。(5)试样盘:小筒挖出的试样可用铝盒存放,大筒挖出的试样可用3oomm x 5oomm x 40mm的搪瓷盘存放。(6)天平或台称: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
40、量测定器具:如铝盒、烘箱等。(8)量砂:粒径0300.60mm 及0.250.50mm清洁干燥的均匀砂,约2040kg,使用前须洗净、烘干,并放置足够长的时间,使其与空气的湿度达到平衡。(9)盛砂的容器:塑料桶等。(10)其他:凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等。2试验方法与步骤(1)标定筒下部圆锥体内砂的质量在灌砂筒筒口高度上,向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装人筒内砂的质量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。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。从挖出的全部材料中取出有
41、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2oog;对于各种中粒土,不少于1000g对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元机结合料稳定材料,宜将取出的全部材料烘干,且不少于2oo0g,称其质量m d,准确至1g。当为沥青表面处治或沥青贯人结构类材料时,则省去测定含水量步骤。将基板安放在试坑上,将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂质量m 1),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,让砂流入试坑内匕在此期间,应注意勿碰动灌砂筒,直
42、到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。小心取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量m4 ,准确到1g。如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大,也可省去上述和的操作。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,小心取走灌砂筒,并称量剩余砂的质量m4 ,准确至1g。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,使其与空气的温度达到平衡后再用。3计算并处理结。第六章 结论与建议通过研究与探讨,主要得到了下一结论:6.1公路工程质
43、量的好坏直接影响到公路的使用性能。而公路工程路面检测工作是公路工程质量管理的主要内容之一是公路工程质量科学管理的重要手段。因此,公路质量检测工作在提高工程质量、加快工程进度。降低工程造价、推动道路与桥梁施工技术的进步,将起到极为重要的作用。6.2由于目前国内一些公司在路面检测技术上还是比较落后。 工程在自检方面做得不够好。导致一些工程出现了质量问题。一次应当加强监测工作这一新生力量的建设,把好工程的质量关。6.3在道路和桥梁施工中随意着工程地进行相应的检测工作也应当随之进行。对于比较复杂的检测项目,若采用专用的检测设备,应通过试验确定数据的重复性。对于某些简单的试验检测项目,如果标准规定的很细
44、,能满足上述要求时,可不必制定实施细则。但是在做实验时要秉承谨慎、严肃,一定要按着规范。6.4沥青路面检测的各项技术正在不断。由静态检测向动态检测发展,由手工方式向自动化发展,由有损检测向无损检测发展,由单项检测向集成检测发展。检测的速度也越来越快,效率越来越高,结果越来越精确。因此,一方面应当自己自己不断完善自己在检测方面的技术,另一方面国内的应当多引进一些国外的先进经济技术并在国内的行业中推广开来。6.5作为一门正在迅速发展中的科学,总的发展趋势时。由人工检测向自动化检测技术发展,由破损类检测向无破损检测技术发展,由一般技术向高新技术发展,并逐步向专业化方向转变。高精度、实时化、标准化、智
45、能化、多功能是公路工程检测技术研究者追求的目标致 谢 本文是在 老师精心指导和大力支持下完成的。她以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。她渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。参 考 文 献1 杨文渊.钱绍武 公路工程质检工程师手册. 2005.32 徐培华等 路基路面试验检测技术.人民交通出版社。20023 李宁崎 路基路面工程试验 长沙交通学院 19914 余叔潘 路面设计与施工 北京:人民交通出版社 2002.85 茅梅芬 路基路面工程质量检测.东南大学出版社.19886 邵腊康 路基路面工程检测技术.人民交通出版社.20037 杨金泉