o、實驗的目的和意義
為了使學生系統的掌握路基路面工程施工質量檢驗與路面使用效能的測試方法，加深理論知識的理解，訓練動手能力，特設路基路面工程實驗課。試驗專案包括：壓實度、回彈彎沉、平整度、抗滑效能和滲水係數等內容。
下面是每個實驗專案的測試儀器、實驗方法與步驟、結果處理以及報告的要求。
一、壓實度試驗檢測方法
壓實度是路基路面施工質量檢測的關鍵指標之一，表徵現場壓實後的密實狀況，壓實度越高，密實度越大，材料整體效能越好。因此，路基路面施工中，碾壓工藝成為施工質量控制的關鍵工序。
對於路基土、路面半剛性基層及粒料類柔性基層而言，壓實度是指工地實際達到的幹密度與室內標準擊實試驗所得的最大幹密度的比值；對瀝青面層、瀝青穩定基層而言，壓實度是指現場實際達到的密度與室內標準密度的比值。
（一）灌砂法
灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，它是當前最通用的方法，很多任務程都把灌砂法列為現場測定密度的主要方法。該方法可用於測試各種土或路面材料的密度，它的缺點是：需要攜帶較多的量砂，而且稱量次數較多，因此它的測試速度較慢。
採用此方法時，應符合下列規定：
（1）當集料的最大粒徑小於15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜採用φ100mm的小型灌砂筒測試。
（2）當集料的粒徑等於或大於15mm，但不大於40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應用150mm的大型灌砂筒測試。
1．儀具與材料
（1）灌砂筒：有大小兩種，根據需要採用。型式和主要尺寸見圖1及表1。
儲砂筒筒底中心有乙個圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直接與儲砂筒的圓孔相同。漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接。儲砂筒筒底與漏斗之間設有開關。
開關鐵板上也有乙個相同直徑的圓孔。
（2）金屬標定罐：用薄鐵板製作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。
灌砂儀的主要尺寸表1
注：如集料的最大粒徑超過40mm，則應相應地增大灌砂筒和標定罐的尺寸。如集料的最大粒徑超過60mm，灌砂筒和現場試洞的直徑應為200mm。
（3）基板：用薄鐵板製作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。
（4）玻璃板：邊長約500～600mm的方形板。
（5）試樣盤：小筒挖出的試樣可用鋁盒存放，大筒挖出的試樣可用300mm×500mm×40mm的搪瓷盤存放。
（6）天平或台稱：稱量10～15kg，感量不大於1g。用於含水量測定的天平精度，對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。
（7）含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。
（8）量砂：粒徑0.30～0.60mm及0.25～0.50mm清潔乾燥的均勻砂，約2040kg，使用前須洗淨、烘乾，並放置足夠長的時間，使其與空氣的濕度達到平衡。
（9）盛砂的容器：塑料桶等。
（10）其他：鑿子、改錐、鐵鎚、長把勺、小簸箕、毛刷等。
2．試驗方法與步驟
（1）標定筒下部圓錐體內砂的質量
①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內砂的質量m1，準確至1g。以後每次標定及試驗都應該維持裝砂高度與質量不變。
②將開關開啟，讓砂自由流出，並使流出砂的體積與工地所挖試坑內的體積相當（可等於標定灌的容積），然後關上開關，稱灌砂筒內剩餘砂質量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，將開關開啟，讓砂流出，直到筒內砂不再下流時，對開關關上，並細心地取走灌砂筒。
④收集並稱量留在板上的砂或稱量筒內的砂，準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2。
⑤重複上述測量三次，取其平均值。
（2）標定量砂的單位質量
①用水確定標定罐的容積v，準確至1ml。
②在儲砂筒中裝入質量為m1的砂，並將灌砂筒放在標定罐上，將開關開啟，讓砂流出，在整個流砂過程中，不要碰動灌砂筒，直到砂不再下流時，將開關關閉。取下灌砂筒，稱取筒內剩餘砂的質量m3，準確至1g。
③按式（1）計算填滿標定罐所需砂的質量：
1）式中：——標定罐中砂的質量，g；
——裝入灌砂筒內的砂的總質量，g；
——灌砂筒下部圓錐體內砂的質量，g；
——灌砂入標定罐後，筒內剩餘砂的質量，g。
④重複上述測量三次，取其平均值。
⑤按式（2）計算量砂的單位質量：
2）式中：——量砂的單位質量，g/cm3；
——標定罐的體積，g/cm3。
（3）試驗步驟
①在試驗地點，選一塊平坦表面，並將其清掃乾淨，其面積不得小於基板面積。
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，將灌砂筒的開關開啟，讓砂流入基板的中孔內，直到儲砂筒內的砂不再下流時關閉開關。取下灌砂筒，並稱量筒內砂的質量m6，準確至1g。
當需要檢測厚度時，應先測量厚度後再進行這一步驟。
③取走基板，並將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃乾淨。
④將基板放回清掃乾淨的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應注意勿使鑿出的材料丟失，並隨時將鑿出的材料取出裝入塑膠袋中，不使水分蒸發，也可放在大試樣盒內。試洞的深度應等於測定層厚度，但不得有下層材料混入，最後將洞內的全部鑿松材料取出。
對土基或基層，為防止試樣盤內材料的水分蒸發，可分幾次稱取材料的質量。全部取出材料的總質量為mw，準確至1g。
⑤從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品，放在鋁盒或潔淨的搪瓷盤中，測定其含水量（，以%計）。樣品的數量如下：用小灌砂筒測定時，對於細粒土，不少於100g；對於各種中粒土，不少於500g。
用大灌砂筒測定時，對於細粒土，不少於200g；對於各種中粒土，不少於1000g；對於粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料穩定材料，宜將取出的全部材料烘乾，且不少於2000g，稱其質量md，準確至1g。當為瀝青表面處治或瀝青貫入結構類材料時，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（儲砂筒內放滿砂質量m1），使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，開啟灌砂筒的開關，讓砂流入試坑內。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。
小心取走灌砂筒，並稱量筒內剩餘砂的質量m4，準確到1g。
⑦如清掃乾淨的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述②和③的操作。在試洞挖好後，將灌砂筒直接對準放在試坑上，中間不需要放基板。開啟筒的開關，讓砂流入試坑內。
在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關，小心取走灌砂筒，並稱量剩餘砂的質量，準確至1g。
⑧仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用，若量砂的濕度已發生變化或量砂中混有雜質，則應該重新烘乾、過篩，並放置一段時間，使其與空氣的溫度達到平衡後再用。
3．計算
（1）按式（3）或（4）計算填滿試坑所用的砂的質量：
灌砂時，試坑上放有基板時：
3）灌砂時，試坑上不放基板時：
4）式中：——填滿試坑的砂的質量，g；
——灌砂前灌砂筒內砂的質量，g；
——灌砂筒下部圓錐內砂的質量，g；
——灌砂後，灌砂筒內剩餘砂的質量，g；
——灌砂筒下部圓錐體內及基板和粗糙表面間砂的合計質量，g。
（2）按下式計算試坑材料的溼密度：
5）式中：——試坑中取出的全部材料的質量，g；
——量砂的單位質量，g/cm3。
（3）按下式計算試坑材料的幹密度：
6）式中：——試坑材料的含水量，%。
（4）水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料穩定土，可按下式計算幹密度：
7）式中：——試坑中取出的穩定土的烘乾質量，g。
當試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時，可以試坑材料作標準擊實，求取實際的最大幹密度。
4．試驗中應注意的問題
灌砂法是施工過程中最常用的試驗方法之一。此方法表面上看起來較為簡單，但實際操作時常常不好掌握，並會引起較大誤差；又因為它是測定壓實度的依據，故經常是質量檢測監督部門與施工單位之間發生矛盾或糾紛的環節，因此應嚴格遵循試驗的每個細節，以提高試驗精度。為使試驗做得準確，應注意以下幾個環節：
（1）量砂要規則。量砂如果重複使用，一定要注意晾乾，處理一致，否則影響量砂的松方密度。
（2）每換一次量砂，都必須測定松方密度，漏斗中砂的數量也應該每次重做。因此量砂宜事先準備較多數量。切勿到試驗時臨時找砂，又不作試驗，僅使用以前的資料。
（3）地表面處理要平整，只要表面凸出一點（即使1mm），使整個表面高出一薄層，其體積也算到試坑中去了，會影響試驗結果。因此本方法一般宜採用放在基板先測定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（3）計算填坑的砂量，只有在非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。
（4）在挖坑時試坑周壁應筆直，避免出現上大下小或上小下大的情形，這樣就會使檢測密度偏大或偏小。
（5）灌砂時檢測厚度應為整個碾壓層厚，不能只取上部或者取到下乙個碾壓層中。
（二）環刀法
環刀法是測量現場密度的傳統方法。國內習慣採用的環刀容積通常為200cm3，環刀高度通常約5cm。用環刀法測得的密度是環刀內土樣所在深度範圍內的平均密度。
它不能代表整個碾壓層的平均密度。由於碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環刀取在碾壓層的上部，則得到的數值往往偏大，若環刀取的是碾壓層的底部，則所得的數值將明顯偏小，就檢查路基土和路面結構層的壓實度而言，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，在用環刀法測定土的密度時，應使所得密度能代表整個碾壓層的平均密度。然而，這在實際檢測中是比較困難的，只有使環刀所取的土恰好是碾壓層中間的砂，環刀法所得的結果才可能與灌砂法的結果大致相同。
另外，環刀法適用面較窄，對於含有粒料的穩定土及鬆散性材料無法使用。
路基路面工程課程設計指導書
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