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第八章第八章土质路基施工土质路基施工第一节第一节概述概述一、路基施工的重要性一、路基施工的重要性合理的设计需要通过施工得以实现。路基施工质量是路合理的设计需要通过施工得以实现。路基施工质量是路基强度和稳定性的保证,不少公路路基路面病害的重要基强度和稳定性的保证,不少公路路基路面病害的重要原因就是路基施工质量不良,并因此引至大量的养护和原因就是路基施工质量不良,并因此引至大量的养护和维修费用维修费用。二、路基施工的基本方法二、路基施工的基本方法1.人工施工人工施工2.简易机械化施工简易机械化施工3.水力机械化施工水力机械化施工4.机械化施工机械化施工5.爆破施工爆破施工三、路基施工的一般程序和内容三、路基施工的一般程序和内容(一)施工前的准备工作(一)施工前的准备工作主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面 (二)修建小型构造物(二)修建小型构造物 主要是小桥涵、地下排水设施等。主要是小桥涵、地下排水设施等。(三)路基土石方工程(三)路基土石方工程 包括开挖路堑,填路基,压实、整平,建排水沟渠包括开挖路堑,填路基,压实、整平,建排水沟渠及加固工程及加固工程(四)路基工程的检查与验收(四)路基工程的检查与验收 包含各个工序、分项工程、分部工程、单位工程、包含各个工序、分项工程、分部工程、单位工程、整个建设项目的竣工检查验收整个建设项目的竣工检查验收第二节第二节施工前的准备工作施工前的准备工作 一、一、准备工作内容准备工作内容 (一)组织准备(一)组织准备(二)物质准备(二)物质准备(三)技术准备(三)技术准备 建立和健全施工队伍和管理机构,明确施工任务,制定必要的规章制度,建立和健全施工队伍和管理机构,明确施工任务,制定必要的规章制度,确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提 包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存,以及生活后包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存,以及生活后勤供应等。勤供应等。包含全面熟悉设计文件和设计交底、施工现场的勘查、提出修改意见并包含全面熟悉设计文件和设计交底、施工现场的勘查、提出修改意见并报请变更设计、报请变更设计、编制施工组织计划编制施工组织计划(选择施工方案、确定施工方法、布置施选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场、编制施工进度计划、拟订关键工程的技术措施等工现场、编制施工进度计划、拟订关键工程的技术措施等 )、恢复路线,施工、恢复路线,施工放样放样(导线、中线、水准点复测,横断面检查与补测,增设水准点等)导线、中线、水准点复测,横断面检查与补测,增设水准点等)与清除与清除施工场地,临时工程施工施工场地,临时工程施工(施工现场的供电、给水,修建便道、便桥,架设临施工现场的供电、给水,修建便道、便桥,架设临时通讯设施,设置施工用房等)时通讯设施,设置施工用房等)、施工前的复查和试验、施工前的复查和试验等各项前期工作等各项前期工作二、施工测量二、施工测量(一)导线复测、加密,水准点的复测、加密。(一)导线复测、加密,水准点的复测、加密。(二)恢复中线。(二)恢复中线。(三)横断面复测。(三)横断面复测。(四)水系调查,小型构造物调查。(四)水系调查,小型构造物调查。三、场地清理三、场地清理 (一)公路用地划界(一)公路用地划界 (二)地物拆迁与处理(二)地物拆迁与处理 (三)植被与表土清理(三)植被与表土清理 (四)施工场地临时排水(四)施工场地临时排水 四、临时工程建设四、临时工程建设- 三通一平(水电路三通,场地平整)三通一平(水电路三通,场地平整) 临时场地、施工便道、临时电力与通讯、临时生活给排水。临时场地、施工便道、临时电力与通讯、临时生活给排水。五、施工复查和试验五、施工复查和试验 (一)施工地点工程地质复查(一)施工地点工程地质复查(二)路基材料物理力学指标试验(二)路基材料物理力学指标试验(三)试验路段修筑(三)试验路段修筑七、安全保障工作七、安全保障工作 第三节第三节路基施工的主要机械路基施工的主要机械 一、一、挖运主要机械挖运主要机械 1.推土机推土机(1)分类)分类按行走装置分为履带式、轮胎式;按行走装置分为履带式、轮胎式;按推土板操纵方式分为机械式、液压式;按推土板操纵方式分为机械式、液压式;按发动机功率大小分为小型按发动机功率大小分为小型(37kw以下)以下)、中型、中型(37250kw)、重型重型(大于(大于250kw)(2)适用范围)适用范围适用于适用于50100m短距离土或软石的挖运作业短距离土或软石的挖运作业2.铲运机铲运机适用于中短距离的土体挖运。适用于中短距离的土体挖运。3.平地机平地机适用范围:适用范围:从路线两侧取土、填筑不高于从路线两侧取土、填筑不高于1m的路堤;修整路堤横断面、旁刷边坡、的路堤;修整路堤横断面、旁刷边坡、开挖路槽和边沟、现场拌合、摊铺路基路面材料、清理路肩杂草、冬季开挖路槽和边沟、现场拌合、摊铺路基路面材料、清理路肩杂草、冬季清雪、砂石路面养护清雪、砂石路面养护4.挖掘机挖掘机(1)分类)分类按运行方式分为轮胎式、履带式、步履式、轨行式;按运行方式分为轮胎式、履带式、步履式、轨行式;按照操纵方式分为液压式、机械式;按照操纵方式分为液压式、机械式;按挖土方式分为正铲式、反铲式。按挖土方式分为正铲式、反铲式。(2)适用范围)适用范围用于各种场合挖掘各种土体和软石用于各种场合挖掘各种土体和软石反铲5.装载机装载机适用范围:适用范围:挖掘松土、铲土、装载、短距离运土挖掘松土、铲土、装载、短距离运土5.工程运输车辆工程运输车辆适用范围:适用范围:中、远距离土方和各种设备运输中、远距离土方和各种设备运输二、二、压实主要机械压实主要机械 (一)分类(一)分类碾压式:光面碾(普通的两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾碾压式:光面碾(普通的两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾振动式:振动器、振动压路机(单驱单振、双驱双振)振动式:振动器、振动压路机(单驱单振、双驱双振)夯击式:夯锤、夯板、风动夯、蛙式夯机夯击式:夯锤、夯板、风动夯、蛙式夯机、夯击压路机、夯击压路机(二)适用性(二)适用性 A代表适用;B代表无适当机械时可用;C代表不适用 第三节第三节土质路基施工要点土质路基施工要点一、填方路基施工一、填方路基施工(一)应注意的问题(一)应注意的问题1.地表的处理地表的处理(1)清表应按设计要求进行,应将路基填土范围内原地面表层的种植土、)清表应按设计要求进行,应将路基填土范围内原地面表层的种植土、草皮等予以清除。清表后对原地面进行压实,压实度不小于草皮等予以清除。清表后对原地面进行压实,压实度不小于85%(2)经过水田、池塘、洼地时,应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳)经过水田、池塘、洼地时,应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土、抛石挤淤等处理措施,确保路堤的基底具有足够的稳定性。性好的土、抛石挤淤等处理措施,确保路堤的基底具有足够的稳定性。(3) 地面横坡为地面横坡为1:5一一1:2.5时,原地面应挖成台阶,台阶宽度不小于时,原地面应挖成台阶,台阶宽度不小于2m;(4)地面横坡度陡于地面横坡度陡于1:2.5时,应作特殊处理,防止路堤沿基底滑动。可时,应作特殊处理,防止路堤沿基底滑动。可设挡土墙支撑。设挡土墙支撑。2.土场的选择土场的选择必须在进场后尽快对取土场进行调查,对包括利用方在内的土必须在进场后尽快对取土场进行调查,对包括利用方在内的土测定含水量、塑性指数、液限;做标准击实试验,确定最佳含测定含水量、塑性指数、液限;做标准击实试验,确定最佳含水量、最大干密度;测水量、最大干密度;测CBR。液限大于液限大于50%、塑性指数大于、塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,不得直的土,以及含水量超过规定的土,不得直接作为路堤填料。需要应用时,必须采取满足设计要求的技术措施,经检查接作为路堤填料。需要应用时,必须采取满足设计要求的技术措施,经检查合格方可使用。合格方可使用。浸水路堤、桥涵台背及挡土墙应选用渗水性良好的填料。浸水路堤、桥涵台背及挡土墙应选用渗水性良好的填料。 各级公路路基填方材料最小强度和最大粒径应满足下表各级公路路基填方材料最小强度和最大粒径应满足下表 注:三、四级公路采用高级路面时,应按二级公路的规定注:三、四级公路采用高级路面时,应按二级公路的规定当路基填料的当路基填料的CBR值达不到本表要求时,可掺入石灰或其他稳定材料处理值达不到本表要求时,可掺入石灰或其他稳定材料处理(二)填筑方案与施工方法(二)填筑方案与施工方法1.分层填筑法分层填筑法水平分层填筑水平分层填筑纵坡分层填筑纵坡分层填筑2.竖向填筑法竖向填筑法3.混合填筑法混合填筑法在原地面纵坡较大,运土困难的断面采用该法施工,沿纵坡分层,逐层在原地面纵坡较大,运土困难的断面采用该法施工,沿纵坡分层,逐层填筑填筑(三)不同土质填筑路堤的规定(三)不同土质填筑路堤的规定1.不同性质的填料要分别分层填筑,不得混填;不同性质的填料要分别分层填筑,不得混填;2.路堤上部受车辆荷载的作用影响较大,一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤上部受车辆荷载的作用影响较大,一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤的上部;路堤的上部;3.透水性大的土填在透水性小的土之下时,如果两者粒径相差悬殊,应在透水性大的土填在透水性小的土之下时,如果两者粒径相差悬殊,应在层间加铺过渡层;如果相反时,其顶面应作成层间加铺过渡层;如果相反时,其顶面应作成4%的双向向外横坡,以免的双向向外横坡,以免积水;积水;4.沿纵向同层次要改变填料这种类时,应作成斜面衔接,且将透水性好的沿纵向同层次要改变填料这种类时,应作成斜面衔接,且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。填料放在斜面的上方为宜。 正确方案正确方案错误方案错误方案弱透水性土弱透水性土透水性土透水性土不同土质路堤接头不同土质路堤接头透水性土透水性土弱透水性土弱透水性土(四)土石混填路堤(四)土石混填路堤1.石块的最大粒度不得超过压实层厚的石块的最大粒度不得超过压实层厚的2/3,超过的应清除或,超过的应清除或二次破解。二次破解。2.土石路堤不得采用倾填方法,均应分层填筑,分层压实每层土石路堤不得采用倾填方法,均应分层填筑,分层压实每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过40cm。3.土石混合填料中,当石料含量超过土石混合填料中,当石料含量超过70%时,应先铺填大块石时,应先铺填大块石料,且大面向下,放置平稳,再铺小块石料、石渣或石屑嵌料,且大面向下,放置平稳,再铺小块石料、石渣或石屑嵌缝找平,然后碾压;当石料含量小于缝找平,然后碾压;当石料含量小于70%时,土石可混合铺时,土石可混合铺填,但应避免硬质石块填,但应避免硬质石块集中。集中。4.高速及一级公路土石路堤的路床顶面以下高速及一级公路土石路堤的路床顶面以下3050cm范围内范围内填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不大于填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不大于10cm。其他公路填筑符合路床要求的土厚度其他公路填筑符合路床要求的土厚度30cm,最大粒最大粒径不大于径不大于15cm。5.压实度的检测问题。压实度的检测问题。(五)填石路堤(五)填石路堤1.填石路堤的石料强度不应小于填石路堤的石料强度不应小于15MPa(用于护坡的不应小于用于护坡的不应小于20MPa)。填石填石路堤石料最大粒径不宜超过层厚的路堤石料最大粒径不宜超过层厚的2/3。2.高速、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤均应分层填筑,高速、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤均应分层填筑,分层压实。二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡段施工特别困难分层压实。二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡段施工特别困难或大量爆破以挖作填时,可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部,但倾填堤在或大量爆破以挖作填时,可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部,但倾填堤在路床底面下不小于路床底面下不小于1.0m范围内仍应分层填筑压实。范围内仍应分层填筑压实。3.高速及一级公路分层松铺厚度不宜大于高速及一级公路分层松铺厚度不宜大于0.5m;其他公路不宜大于其他公路不宜大于1.0m。4.填石路堤倾填前,路堤边坡坡脚应用粒径大于填石路堤倾填前,路堤边坡坡脚应用粒径大于30cm的硬质石料码砌。的硬质石料码砌。5.逐层填筑时,应按水平分层,先低后高、先两侧后中央卸料,并用大型推逐层填筑时,应按水平分层,先低后高、先两侧后中央卸料,并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。6.人工铺填粒径人工铺填粒径25cm以上石料时,应先铺填大块石料,大面向下,小面向上,以上石料时,应先铺填大块石料,大面向下,小面向上,摆平放稳,再用小石块找平,石屑塞缝,最后压实。人工铺填块径摆平放稳,再用小石块找平,石屑塞缝,最后压实。人工铺填块径25cm以下以下石料时,可直接分层摊铺,分层碾压。石料时,可直接分层摊铺,分层碾压。7.高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不得大于求的土并分层压实,填料最大粒径不得大于10cm。其他公路填石路堤路床顶其他公路填石路堤路床顶面以下面以下30cm范围内宜填筑符合路床要求的土压实,填料最大粒径不应大于范围内宜填筑符合路床要求的土压实,填料最大粒径不应大于15cm。(六)台背回填(六)台背回填1.尽量采用透水性强、水稳性好的粗粒土。尽量采用透水性强、水稳性好的粗粒土。2.尽量用压路机碾压,边角压不到的部分用小型尽量用压路机碾压,边角压不到的部分用小型机具夯实。机具夯实。8.回填土应分层填筑并严格控制含水量,分层回填土应分层填筑并严格控制含水量,分层松铺厚度宜小于松铺厚度宜小于20cm。当采用小型夯具时,一当采用小型夯具时,一级以上的公路松铺厚度不宜大于级以上的公路松铺厚度不宜大于15cm。压实度压实度可按可按96%控制。控制。二、挖方路基施工二、挖方路基施工(一)路堑开挖应注意的问题(一)路堑开挖应注意的问题1.路堑排水路堑排水1)在路堑开挖前作好截水沟,并视土质情况作好防渗工作。)在路堑开挖前作好截水沟,并视土质情况作好防渗工作。土方工程施工期间应修建临时排水设施。土方工程施工期间应修建临时排水设施。2)临时排水设施应与永久性排水设施相结合,流水不得)临时排水设施应与永久性排水设施相结合,流水不得排入农田、耕地、污染自然水源,也不得引起淤积和冲刷。排入农田、耕地、污染自然水源,也不得引起淤积和冲刷。2.废方的处理废方的处理尽量利用,确有弃土按设计的弃土堆堆放,做边坡防护。尽量利用,确有弃土按设计的弃土堆堆放,做边坡防护。3.支挡与防护工程支挡与防护工程注意边坡的稳定,及时设置必要的支挡与防护工程注意边坡的稳定,及时设置必要的支挡与防护工程4.雨季施工时,不能一次挖到位,留雨季施工时,不能一次挖到位,留30cm的保护层。的保护层。(二)挖方路基施工方法(自学)(二)挖方路基施工方法(自学)1.纵向全宽掘进纵向全宽掘进a)单层;单层;b)双层双层1横剖面;横剖面;2纵剖面;纵剖面;3平面平面从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖,适宜短而深的路堑从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖,适宜短而深的路堑2.横向通道掘进横向通道掘进3.纵横通道混合掘进纵横通道混合掘进双层横向双层横向双层混合双层混合沿路堑纵向挖掘工作通道再逐渐向两侧横挖。本沿路堑纵向挖掘工作通道再逐渐向两侧横挖。本法便于安排土方运输和展开工作断面,当开挖深法便于安排土方运输和展开工作断面,当开挖深度较大时,可将高度分成几个层次安排多组台班度较大时,可将高度分成几个层次安排多组台班在不同层次和前后错开的作业面上开挖,适用于在不同层次和前后错开的作业面上开挖,适用于开挖量大、较长的路堑。开挖量大、较长的路堑。若开挖断面宽,开挖量大,可在开挖纵向通道的若开挖断面宽,开挖量大,可在开挖纵向通道的基础上再在横向开挖通道,提高工作效率。基础上再在横向开挖通道,提高工作效率。4.分段掘进分段掘进若开挖长大的路堑,可以沿路堑纵向选择一个或若开挖长大的路堑,可以沿路堑纵向选择一个或几个适宜处,将较薄的一侧路堑横向挖穿,将路几个适宜处,将较薄的一侧路堑横向挖穿,将路堑在纵向分成几段,安排多组开挖断面,同时掘堑在纵向分成几段,安排多组开挖断面,同时掘进。进。(三)填挖交界处的处理(三)填挖交界处的处理1.提高对填方部分压实标准,尽量减小填挖间的沉提高对填方部分压实标准,尽量减小填挖间的沉降差异降差异2.当挖方区为土质时,应优先采用透水性好的材料当挖方区为土质时,应优先采用透水性好的材料填筑填方区,同时对挖方区路床填筑填方区,同时对挖方区路床0.8m范围内超挖范围内超挖回填或换填压实;也可在填挖交界处路床范围铺设回填或换填压实;也可在填挖交界处路床范围铺设土工格栅。挖方区为岩石时,宜于在填方区使用填土工格栅。挖方区为岩石时,宜于在填方区使用填石路堤。石路堤。3.纵向填挖交界处宜设置优良路基填料的过渡段。纵向填挖交界处宜设置优良路基填料的过渡段。4.注意交界处必须挖台阶,宽度不宜小于注意交界处必须挖台阶,宽度不宜小于2m。第四节第四节土路基压实土路基压实一、路基压实的意义与机理一、路基压实的意义与机理二、影响压实的因素二、影响压实的因素土质,含水量,压实功,分层厚度。土质,含水量,压实功,分层厚度。减小孔隙比,强度提高,压缩性减小,水稳性提高。减小孔隙比,强度提高,压缩性减小,水稳性提高。(一)含水量对压实的影响(一)含水量对压实的影响(二)土质对压实效果的影响(二)土质对压实效果的影响w0亚砂土亚砂土亚粘土亚粘土粘土粘土(三)压实功对压实效果的影响(三)压实功对压实效果的影响600 KNm1150 KNm2300 KNm3400 KNm三、压实质量控制三、压实质量控制(一)土质路基(一)土质路基1.压实度压实度填填 挖挖 类 型型路路 面面 底底 面面 计 起起压 实 度度 (%)深度范深度范围 (cm)高速、一高速、一级公路公路其其 它它 公公 路路路路堤堤上上 路路 床床0309694下下 路路 床床30809694上上 路路 堤堤801509493下下 路路 堤堤1509390零填及路零填及路堑路床路床03096943080962.压实标准压实标准1.表列压实度是以交通部颁发的表列压实度是以交通部颁发的公路土工试验规程公路土工试验规程重型击实试验法为准;重型击实试验法为准;2.三、四级公路铺筑高级路面时,压实度采用二级路标准;三、四级公路铺筑高级路面时,压实度采用二级路标准;3.路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时,压实度标准可根据试验的论证路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时,压实度标准可根据试验的论证在保证路基强度要求的在保证路基强度要求的前提下适当降低。前提下适当降低。(二)填石路基(二)填石路基分分区区深度深度(m)摊铺厚度厚度(mm)最大粒径最大粒径(mm)干容重(干容重(KN/m3)孔隙率()孔隙率()硬硬质石石料料中中硬硬石石料料软质石石料料硬硬质石石料料中中硬硬石石料料软质石石料料硬硬质石石料料中中硬硬石石料料软质石石料料硬硬质石石料料中中硬硬石石料料软质石石料料上上路路堤堤0.81.5400小于小于层厚厚2/3小小于于层厚厚由由试验确定确定 23 22 20下下路路堤堤1.5600500400小于小于层厚厚2/3小小于于层厚厚由由试验确定确定 25 24 22填石路堤的压实质量控制宜采用施工参数(压实功率、碾压速度、压实填石路堤的压实质量控制宜采用施工参数(压实功率、碾压速度、压实遍数、松铺厚度等)与压实质量检测联合控制。遍数、松铺厚度等)与压实质量检测联合控制。填石路堤压实质量可以采用压实沉降差或孔隙率(水袋法)进行检测填石路堤压实质量可以采用压实沉降差或孔隙率(水袋法)进行检测四、压实机具的选择与操作四、压实机具的选择与操作 机具名称机具名称最大有效最大有效压实厚(厚(m)碾碾压行程次数行程次数适宜的土适宜的土类粘性土粘性土亚粘土粘土粉砂土粉砂土砂粘土砂粘土人工夯人工夯实0.1034342323粘性土与砂性土粘性土与砂性土牵引式光面碾引式光面碾0.1575粘性土与砂性土粘性土与砂性土羊足碾(羊足碾(2个)个)0.201086粘性土粘性土自自动式光面碾式光面碾5t0.1512107粘性土与砂性土粘性土与砂性土自自动式光面碾式光面碾10t0.251086粘性土与砂性土粘性土与砂性土气胎路碾气胎路碾25t0.4556453423粘性土与砂性土粘性土与砂性土气胎路碾气胎路碾50t0.7056453423粘性土与砂性土粘性土与砂性土夯夯击机机0.5t0.404321砂性土砂性土夯夯击机机1.0t0.605432砂性土砂性土夯板夯板1.5t落高落高2m0.656521砂性土砂性土履履带式式0.256868粘性土与砂性土粘性土与砂性土振振动式式0.4023砂性土砂性土(一)机具选择(一)机具选择(二)机具操作(二)机具操作先轻后重、先慢后快、从低到高分层逐次压实。先轻后重、先慢后快、从低到高分层逐次压实。施工准备施工准备填筑前基底处理填筑前基底处理基底检测基底检测填料分层填筑填料分层填筑推土机摊平推土机摊平平地机整平平地机整平洒水或晾晒洒水或晾晒碾压碾压检测检测做好记录检查签证做好记录检查签证路基成型路基成型检查松铺厚度检查松铺厚度检测下层填土检测下层填土中线和边线中线和边线填料选定与检测填料选定与检测路基分层填筑压实程序路基分层填筑压实程序 附录现场密度试验检测方法现场密度主要检测方法及各方法的适用范围见下表。(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:需要携带较多的量砂,而且称量次数较多,因此它的测试速度较慢。1 目的和适用范围 11 本试验法适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度,也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。 12 仪具与材料 本试验需要下列仪具与材料: (1)灌砂筒:有大小两种,根据需要采用。型式和主要尺寸表9-3。当尺寸与表中不一致,但不影响使用时,亦可使用。储砂筒筒底中心有一个圆孔,下部装一倒置的圆锥形漏斗,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。在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。开关为一薄铁板,一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起,另一端伸出筒身外。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500600mm的方形板。(5)试样盘:小筒挖出的试样可用饭盒存放,大筒挖出的试样可用300mm 500mm40mm的搪瓷盘存放。(6)天平或台秤:称量1015kg,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)含水量测定器具:如铝盒、烘箱等。 (8)量砂:粒径0.300.60mm或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)其它:凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。 3 方法与步骤 31 按现行试验方法用与检测对象相同的材料进行击实试验,得到最大干密度(c)及最佳含水量。 32 按1. 2的规定选用适宜的灌砂筒。 3. 3 按下列步骤标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量: (1)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。称取装入筒内砂的质量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。 (2)将开关打开,使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准,让砂自由流出,并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(或等于标定罐的容积),然后关上开关。 (3)不晃动储砂筒的砂,轻轻地将罐砂筒移至玻璃板上,将开关打开,让砂流出,直到筒内砂不再下流时,将开关关上,并细心地取走灌砂筒。 (4)收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂,准确至1g。玻璃板上的砂就是填满筒下部圆锥体的砂(m2)。 (5)重复上述测量三次,取其平均值。 3. 4 按下列步骤标定量砂的单位质量(即量砂的密度) s (gcm3) : (1)用水确定标定罐的容积V,准确至1mL。 (2)在储砂筒中装入质量为m1的砂,并将灌砂筒放在标定罐上,将开关打开,让砂流出。在整个流砂过程中,不要碰动灌砂筒,直到储砂筒内的砂不再下流时,将开关关闭。取下灌砂筒,称取筒内剩余砂的质量(m3),准确至1g。 (3)按式(A-1)计算填满标定罐所需砂的质量ma (g): ma = m1 m2 m3 (A-1)式中: ma 标定罐中砂的质量(g); m1 装入灌砂筒内的砂的总质量(g); m2 灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g); m3 灌砂入标定罐后,筒内剩余砂的质量(g)。 (4)重复上述测量三次,取其平均值。 (5)按式(A-2)计算量砂的单位质量s:(A-2)式中:s 量砂的单位质量(gcm3); V 标定罐的体积(cm3)。3. 5 试验步骤 (1)在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不得小于基板面积。(2)将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时,则将盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上,将灌砂筒的开关打开,让砂流入基板的中孔内,直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒,并称量筒内砂的质量(m6),准确至1g。 注:当需要检测厚度时,应先测量厚度后再进行这一步骤。 (3)取走基板,并将留在试验地点的量砂收回,重新将表面清扫干净。 (4)将基板放回清扫干净的表面上(尽量放在原处),沿基板 中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞过程中,应注意不使凿出的材料丢失,并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中,不使水分蒸发。也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度, 但不得有下层材料混入,最后将洞内的全部凿松材料取出。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。 (5)从挖出的全部材料中取有代表性的样品,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200g;对于各种中粒土,不少于1000g;对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料,宜将所取出的全部材料都收集起来烘干,且不少于2000g,称其质量(md),准确至1g。 注:当为沥青表面处治或沥青贯入式结构类材料时,则省去测定含水量步骤。 (6)将基板安放在试坑上,将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂到要求质量m1),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。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。仔细取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量(m4),准确至1g。 (7)如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大,也可省去(2)和(3)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。仔细取走灌砂筒,并称量剩余砂的质量(m4),准确至1g。 (8)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,使其与空气的湿度达到平衡后再用。 41 按式(A-3)或(A-4)计算填满试坑所用的砂的质量mb(g): 灌砂时,试坑上放有基板时: mb = m1 m4 (m5 m6 ) (A-3) 灌砂时,试坑上不放基板时: mb = m1 m4 m2 (A-4) 式中:mb 填满试坑的砂的质量(g); m1 灌砂前灌砂筒内砂的质量(g); m2 灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g); m4 、m4 灌砂后,灌砂筒内剩余砂的质量(g);(m5 m6 )灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的合计质量(g)。42 按式(A-5)计算试坑材料的湿密度w(gcm3) (A-5)式中:mw 试坑中取出的全部材料的质量(g); s 量砂的密度(gcm3)。43 按式(A-6)计算试坑材料的干密度d (gcm3): (A-6)式中:w 试坑材料的含水量()。4. 4 对水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土,可按式(A-7)计算干密度d (gcm3): (A-7)式中:md 试坑中取出的稳定土的烘干质量(g)。 45 按式(A-8)计算施工压实度:(A-8)式中:K 测试地点的施工压实度(%); d 试样的干密度(gcm3); c 由击实试验得到的试样的最大干密度(gcm3)。 注:(1)当试坑材料组成与击实试验用的材料有较大差异时,可以试坑材料作标准击实、求取实际的最大干密度.(2) 各种材料的干密度均应准确至0.01 gcm3。 (二)核子密度湿度仪法 该法利用放射性元素测量土或路面材料的密度和含水量.1 目的和适用范围:11 本方法适用于现场用核子密度湿度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水量,并计算施工压实度。12 本方法适用于施工质量的现场快速评定,不宜用作仲裁试验或评定验收的依据。 2 仪具与材料 本试验需要下列仪具与材料: (1)核子密度湿度仪:符合国家规定的关于健康保护和安全使用标准,密度的测定范围为1.122.73gcm3,测定误差不大于0.03 gcm3。含水率测量范围为00.64 gcm3,测定误差不大于0.015 gcm3。它主要包括下列部件: 射线源:双层密封的同位素放射源,如铯137或镭226等。 中子源:如镅(241)、铍等。 探测器:射线探测器,如GM计数管、氦3管、闪烁晶体或热中子探测器等。 读数显示设备:如液晶显示器、脉冲计数器、数率表或直接读数表。 标准板:提供检验仪器操作和散射计数参考标准用。 安全防护设备:符合国家规定要求的设备。 刮平板、钻杆、接线等。 (2)细砂:0.150.3mm。 (3)天平或台秤。 (4)其它:毛刷等。 3 方法与步骤31 本方法用于测定沥青混合料面层的压实密度时,在表面用散射法测定,所测定沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。用于测定土基或基层材料的压实密度及含水量时,打洞后用直接透射法测定,测定层的厚度不宜大于20cm。32 准备工作 (1)每天使用前按下列步骤用标准板测定仪器的标准值: 接通电源,按照仪器使用说明书建议的预热时间,预热测定仪。 在测定前,应检查仪器性能是否正常。在标准板上取34个读数的平均值建立原始标准值,并与使用说明书提供的标准值核对,如标准读数超过仪器使用说明书规定的限界时,应重复此项标准的测量;若第二次标准计数仍超出规定的限界时,需视作故障并进行仪器检查。 (2)在进行沥青混合料压实层密度测定前,应用核子仪对钻孔取样的试件进行标定;测定其它材料密度时,宜与挖坑灌砂法的结果进行标定。标定的步骤如下: 选择压实的路表面,按要求的测定步骤用核子仪测定密度,读数; 在测定的同一位置用钻机钻孔法或挖坑灌砂法取样,量测厚度,按规定的标准方法测定材料的密度; 对同一种路面厚度及材料类型,在使用前至少测定15处,求取两种不同方法测定的密度的相关关系,其相关系数应不小于0.9。 (4)按照规定的时间,预热仪器。 (3)测试位置的选择 按照随机取样的方法确定测试位置,但与距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。核子仪距其他的射线源不得少于10cm; 当用散射法测定时,应用细砂填平测试位置路表结构凸凹不平的空隙,使路表面平整,能与仪器紧密接触; 当使用直接透射法测定时,应在表面上用钻杆打孔,孔深略深于要求测定的深度,孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。 33 测定步骤 (1)如用散射法测定时,应将核子仪平稳地置于测试位置上。 (2)如用直接透射法测定时,应将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。 (3)打开仪器,测试员退出仪器2m以外,按照选定的测定时间进行测量,到达测定时间后,读取显示的各项数值,并迅速关机。 注:有关各种型号的仪器在具体操作步骤上略有不同,可按照仪器使用说明书进行。 4 计算 按式(B-1)、(B-2)计算施工干密度及压实度: (B-1) (B-2) 式中:K测试地点的施工压实度(); w 含水量,以小数表示; w试样的湿密度(gcm3); d试样的干密度(gcm3); c 由击实试验得到的试样的最大干密度(gcm3)。5 报告 测定路面密度及压实度的同时,应记录气温、路面的结构深度、沥青混合料类型、面层结构及测定厚度等数据和资料。6 使用安全注意事项 61 仪器工作时,所有人员均应退至距离仪器2m以外的地方。 62 仪器不使用时,应将手柄置于安全位置,仪器应装入专用的仪器箱内,放置在符合核幅射安全规定的地方。 63 仪器应由经有关部门审查合格的专人保管,专人使用。对从事仪器保管及使用的人员,应遵照有关核幅射检测的规定,不符合核防护规定的人员,不宜从事此项工作。
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