《土木工程檢測技術》試驗
指導書山東交通學院土木工程系編
2009.12
試驗一灌砂法測定路基壓試度（灌砂法）
一、試驗目的
該試驗主要是現場測定路面基層、底基層、砂石路面及路基土的各種材料壓實層的密度和壓實度；也可以測定瀝青表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實度；主要應用在路基路面工程施工質量控制。
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和壓實度的主要方法。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量的砂，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φ150mm的大型灌砂筒測試。
二、試驗要求
通過試驗，要求掌握灌砂法的兩個標定、試驗方法和資料處理，掌握壓實度的評定方法，同時了解其它測定壓實度方法和原理（核子密度儀法、環刀法、鑽芯取樣法、灌水法）。
三、儀器裝置
1、灌砂筒：儲砂筒筒層中心有乙個圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲砂筒的圓孔相同，儲砂筒筒底與漏斗之間設有開關，
2、標定罐、基板
1、 量砂：粒徑0.3～0.6mm及0.25～0.5mm清潔乾燥的均勻砂，使用前須洗淨、烘乾，並放置使其與空氣的濕度達到平衡。
4、天平或台稱：
5、盛砂的容器、鑿子、改錐、鐵鎚、長把勺、小簸箕、毛刷等。
四、試驗步驟
1、按試驗規程通過擊實試驗確定無機結合料混合料的最佳含水量和最大幹密度。
2、灌砂法兩個標定
（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。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開啟開關，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，然後關上開關，稱灌砂筒內剩餘砂質量m5，準確至1g。
③將灌砂筒移至玻璃板上，開啟開關，讓砂流出，直到筒內砂不再下流時，關上開關，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lml。
②裝入灌砂筒砂的質量為m1，並將灌砂筒放在標定罐上，開啟開關，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，關閉開關，稱取筒內剩餘砂質量m3，準確至1g。
③計算填滿標定罐所需砂的質量ma ：
ma = m1 - m2 - m3
式中：ma——標定罐中砂的質量，g；
m1——裝入灌砂筒內的砂的總質量，g；
m2——灌砂筒下部圓錐體內砂的質量，g；
m3——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計算量砂的單位質量：
式中：——量砂的單位質量，g/cm3；
v——標定罐的體積，cm3
3、試驗步驟
（1）選點：按隨機選點的方法進行選點。
（2）標定：現場標定灌砂筒下部圓錐體內及基板和粗糙表面間砂的合計質量砂的質量m2『，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，稱量筒內砂的質量m6，準確至1g。則m2 『= m5- m6
（3）鑿洞：將基板放回測點上，沿基板中孔鑿洞，洞的直徑與灌砂筒一致，洞的深度應等於測定層厚度，全部取出洞內材料稱其總質量為mw，準確至1g，從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品，測定其含水量（ω，％計）。
（4）有基板灌砂：將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在洞上（筒內砂質量m1），使灌砂筒的下口對準試洞，開啟開關，讓砂流入試坑內。直到灌砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。
稱量筒內剩餘砂的質量m4，準確到1g。
（5）無基板灌砂：如清掃乾淨的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述（2）的操作。在試洞挖好後，取走基板，將灌砂筒直接放在試坑上，開啟開關，讓砂流入試坑內。
直到灌砂筒內的砂不再下流時，關閉開關，取走灌砂筒，並稱量餘砂的質量m4『，準確至1g。
（6）仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用。
4、結果處理
（1）計算填滿試坑所用的砂的質量mb：
灌砂時，試坑上放有基板時
灌砂時，試坑上不放基板時
式中： mb——填滿試坑的砂的質量，g；
m1——灌砂前灌砂筒內砂的質量，g；
m2——灌砂筒下部圓錐內砂的質量，g；
m4、m4『——有、無灌砂後，灌砂筒內剩餘砂的質量，g；
m2 『= m5- m6 ——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ρw：
式中：mw——試坑中取出的全部材料的質量，g；
rs——量砂的單位質量，g/cm3。
（3）按下式計算試坑材料的幹密度ρd
式中：w——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ρd：
式中：md——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試驗，求取實際的最大幹密度。
五、注意事項
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。量砂的濕度已發生變化或量砂中混雜質，則應該重新烘乾、過篩，並放置一段時間，使其與空氣的濕度達到平衡後再用。
2、每換一次量砂，都必須進行兩次標定，漏斗中砂的數量也應該每次重做。因此量砂宜較多數量。切勿到試驗時臨時找砂，又不做試驗，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lmm），使整個表面高出一薄層，其體積坑中去了，會影響試驗結果。因此本方法一般宜採用放上基板先測定一次粗糙表面砂，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，這樣就會影響密度大小。
5、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。
6、整個灌砂過程，不要碰動灌砂筒，應使量砂自由流出。
7、為防止試樣盤內材料的水分蒸發，將洞內鑿松材料取出放入塑膠袋內。
六、試驗報告
壓實度試驗報告（灌砂法）
試驗二石灰土的無側限抗壓強度試驗
一、試驗目的
該試驗主要測定路面基層穩定材料（穩定細粒土、中粒土、粗粒土）7天無側限抗壓強度 ，主要應用在路面基層穩定材料配合比設計和工程施工質量控制。
室內配合比設計試驗和現場檢測兩者在試料準備和結果處理上是不同的，前者根據設計配合比稱取試料並拌和，按要求製備試件，結果處理是按rc0.95=rc-1.645s＞rd；後者則在工地現場取拌和的混合料作試料，並按要求製備試件，結果處理是按
rc＞rd/（1-zacv）。
二、試驗要求
通過試驗，要求掌握無側限抗壓強度的試驗方法和資料處理，掌握無側限抗壓強度在路面基層穩定材料配合比設計和在工程施工質量控制中的具體應用 。
三、儀器裝置
1、圓孔篩：孔徑40mm、25mm及5mm的篩各乙個。
2、試模：適用於下列不同土的試模尺寸為：
細粒土（最大粒徑不超過10mm）：試模的直徑×高=50mm×50mm；
中粒土（最大粒徑不超過25mm）：試模的直徑×高=100mm×l00mm；
粗粒土（最大粒徑不超過40mm）：試模的直徑×高=150mm×150mm。
3、反力框架、液壓千斤頂（或壓力機）
4、路面材料強度試驗儀或其他合適的壓力機，但後者的規格應不大於200kn。
5、養護箱、水槽、天平、台秤、量筒、拌和工具、脫模器、大小鋁盒、烘箱等。
四、試驗步驟
1、試料準備
將具有代表性的風乾試料，將土過篩並進行分類。粗粒土，除去大於40mm的顆粒備用；中粒土則除去大於25mm或20mm的；細粒土則除去大於10mm的。並測定其風乾含水量。
細粒土，試樣應不少於100g；粒徑小於25mm的中粒土，試樣應不少於1000g；粒徑小於40mm的粗粒土，試樣的質量應不少於2000g。
2、按《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》確定無機結合料混合料的最佳含水量和最大幹密度。
3、配製混合料
（1）平行試驗製件數量：穩定細粒土，至少制6個試件；穩定中粒土和粗粒土，至少分別制9個和13個試件。
土木工程檢測技術實驗指導
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