路基路面工程实验指导书(定)

1、路基路面工程实验指导书击实试验一、概述在工程建设中，经常会遇到填土或松软地基，为了改善这些土的工程性质，常采用压实的方法使土变得密实。击实试验就是模拟施工现场压实条件，采用锤击方法使土体密度增大、强度提高、沉降变小的一种试验方法。土在一定的击实效应下，如果含水率不同，则所得的密度也不相同，击实试验的目的是测定试样在一定击实次数下或某种压实功能下的含水率与干密度之间的关系，从而确定土的最大干密度和最优含水率，为施工控制填土密度提供设计依据。击实试验分轻型击实试验和重型击实试验两种方法。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，其单位体积击实功约为592.2kJ/m3；重型击实试验适用于粒径不大于

2、20mm的土，其单位体积击实功约为2684.9kJ/m3。二、压实原理土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有着密切的关系，当压实功能和压实方法不变时，土的干密度先是随着含水率的增加而增加，但当干密度达到某一最大值后，含水率的增加反而使干密度减小。能使土达到最大密度的含水率，称为最优含水率（或称最佳含水率），其相应的干密度称为最大干密度。土的压实特性与土的组成结构、土粒的表面现象、毛细管压力、孔隙水和孔隙气压力等均有关系，所以因素是复杂的。压实作用使土块变形和结构调整并密实，在松散湿土的含水率处于偏干状态时，由于粒间引力使土保持比较疏松的凝聚结构，土中孔隙大都相互连通，水少而气多。因此，在一

3、定的外部压实功能作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于较薄的强结合水水膜润滑作用不明显，以及外部功能不足以克服粒间引力，土粒相对移动便不显著，所以压实效果就比较差。当含水率逐渐加大时，水膜变厚、土块变软，粒间引力减弱，施以外部压实功能则土粒移动，加上水膜的润滑作用，压实效果渐佳。在最佳含水率附近时，土中所含的水量最有利于土粒受击时发生相对移动，以致能达到最大干密度；当含水率再增加到偏湿状态时，孔隙中出现了自由水，击实时不可能使土中多余的水和气体排出，而孔隙压力升高却更为显著，抵消了部分击实功，击实功效反而下降。在排水不畅的情况下，经过多次的反复击实，甚至会导致土体密度不加大而土

4、体结构被破坏的结果，出现工程上所谓的“橡皮土”现象。三、仪器设备1、击实仪，有轻型击实仪和重型击实仪两类，其击实筒、击锤和导筒等主要部件（见图1、2所示）；2、称量200g的天平，感量0.01g；3、孔径为5mm的标准筛；4、称量10kg的台秤，感量1g；5、其他，如喷雾器、盛土容器、修土刀及碎土设备等。 四、操作步骤1、将具有代表性的风干土样，对于轻型击实试验为20kg，对于重型击实试验为50kg。碾碎后过5mm的筛，将筛下的土样拌匀，并测定土样的风干含水率。2、根据土的塑限预估最优含水率，加水湿润制备不少于五个含水率的试样，含水率依次相差为2%，且其中有两个含水率大于塑限，两个含

5、水率小于塑限，一个含水率接近塑限。按式（1）计算制备试样所需的加水量：（a）2.5kg击锤 （b）4.5kg击锤 图2 击锤与导筒1-提手 2-导筒 3-硬橡皮垫 4-击锤（a）轻型击实筒 （b）重型击实筒 图1 击实筒1-套筒 2-击实筒 3-底板 4-垫块 （1）式中 所需的加水量（g）； 风干含水率（%）； 风干含水率时土样的质量（g）； 要求达到的含水率（%）。3、将试样平铺于不吸水的平板上，按预定含水率用喷雾器喷洒所需的加水量，充分搅和并分别装入塑料袋中静置24h。4、将击实筒固定在底座上，装好护筒，并在击实筒内涂一薄层润滑油，将搅和的试样分层装入击实筒内。对于轻型击实试验

6、，分三层，每层25击；对于重型击实试验，分五层，每层56击，两层接触土面应刨毛，击实完成后，超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。5、取下导筒，用刀修平超出击实筒顶部和底部的试样，擦净击实筒外壁，称击实筒与试样的总质量，准确至1g，并计算试样的湿密度。6、用推土器将试样从击实筒中推出，从试样中心处取两份一定量土料（轻型击实试验为1530g，重型击实试验为50100g）测定土的含水率，两份土样的含水率的差值应不大于1%。五、成果整理1、按式（2）计算干密度： （2） 式中 干密度（g/cm3），准确至0.01g/cm3； 密度（g/cm3）； 含水率（%）。2、按式（3）计算饱和含水率： （3）式

7、中 饱和含水率（%）；其余符号同前。3、以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线及饱和曲线，干密度与含水率的关系曲线上峰点的坐标分别为土的最大密度与最优含水率，如不连成完整的曲线时，应进行补点试验。4、轻型击实试验中，当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于试样总质量的30%时，应对最大干密度和最优含水率进行校正。（1）按式（4）计算校正后的最大干密度： （4）式中 校正后试样的最大干密度（g/cm3）； 粒径大于5mm土粒的质量百分数（%）； 粒径大于5 mm土粒的饱和面干比重，饱和面干比重是指当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与相当于土粒总体积的纯水4时质量的比值。（

8、2）按式（5）计算校正后的最优含水率 （5）式中 校正后试样的最优含水率（%）；击实试样的最优含水率（%）；粒径大于5mm土粒的吸着含水率（%）；其余符号同前。5、试验记录击实试验记录见表1表1击实试验记录工程名称 试验者工程编号 计算者试验日期 校核者试验仪器： 土样类别： 每层击数：估计最优含水率： 风干含水率： 土粒比重：试验次数123456干密度加 水 量g        筒加土重g(1)       筒 重g(2)  

9、;     湿 土 重g(3)(1)-(2)      筒 体 积cm3(4)       密 度g/cm3(5)(3)/(4)      干 密 度g/cm3(6)(5)/1+0.001w      含水率盒 号g       

10、 盒加湿土质量g(1)       盒加干土质量g(2)       盒 质 量g(3)       水 质 量g(4)(1)-(2)      干土质量g(5)(2)-(3)      含 水 率%(6)(4)/(5)   &#

11、160;  平均含水率%        压实度试验检测方法(灌砂法) 压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一，表征现场压实后的密实状况，压实度越高，密实度越大，材料整体性能越好。因此，路基路面施工中，碾压工艺成为施工质量控制的关键工序。 对于路基土、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言，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；对沥青面层、沥青稳定基层而言，压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。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

12、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。 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200mm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。型式和主要尺寸见图1及表1。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，直接与储砂筒的圆孔

13、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设有开关。开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。图1 灌砂筒和标定罐（单位mm）（2）金属标定罐：用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。灌砂仪的主要尺寸 表1结 构小型灌砂筒大型灌砂筒储砂筒直径（mm）100150容积（cm3）21204600流砂孔直径（mm）1015金属标定罐内径（mm）100150外径（mm）150200金属方盘基板边长（mm）350400深（mm）4050中孔直径（mm）100150注：如集料的最大粒径超过40mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸。如集料的最大粒径超过60mm，灌砂筒和现

14、场试洞的直径应为200mm。（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铝盒存放，大筒挖出的试样可用300mm×500mm×40mm的搪瓷盘存放。（6）天平或台称：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

15、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。将开关打开，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（可等于标定灌的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量m5，准确至1g。不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，对开关关上，并细心地取走灌砂筒。收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就

16、是填满锥体的砂m2。重复上述测量三次，取其平均值。（2）标定量砂的单位质量用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。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。按式（1）计算填满标定罐所需砂的质量： （1）式中：标定罐中砂的质量，g； 装入灌砂筒内的砂的总质量，g； 灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，g； 灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量，g。重复上述测量三次，取其平均值。按式（2）计算量砂的单位质量： （2）式中：量砂的单位质量，g/cm3； 标定罐的体积，

17、g/cm3。（3）试验步骤在试验地点，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。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。当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。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。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，应注意勿使凿出的材料丢失，并随时将凿出的材料取出装入塑料袋中，不使水分蒸发，也可放在大

18、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。从挖出的全部材料中取出有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量（，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，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量md，准确至1g。当为沥青表面处治

19、或沥青贯入结构类材料时，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。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，准确至1g。仔细取出试筒内的量砂，以备下

20、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（1）按式（3）或（4）计算填满试坑所用的砂的质量：灌砂时，试坑上放有基板时： （3）灌砂时，试坑上不放基板时： （4）式中：填满试坑的砂的质量，g； 灌砂前灌砂筒内砂的质量，g； 灌砂筒下部圆锥内砂的质量，g；灌砂后，灌砂筒内剩余砂的质量，g；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。（2）按下式计算试坑材料的湿密度： （5）式中：试坑中取出的全部材料的质量，g； 量砂的单位质量，g/cm3。（3）按下式计算试坑材料的干密度： （6）式中：试坑材料的含

21、水量，%。（4）水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土，可按下式计算干密度： （7）式中：试坑中取出的稳定土的烘干质量，g。当试坑材料组成与击实试验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。4试验中应注意的问题灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单，但实际操作时常常不好掌握，并会引起较大误差；又因为它是测定压实度的依据，故经常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节，因此应严格遵循试验的每个细节，以提高试验精度。为使试验做得准确，应注意以下几个环节：（1）量砂要规则。量砂如果重复使用，一定要注意晾干，处理一致，否则影响量砂的松方密度。（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做。因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂，又不作试验，仅使用以前的数据。（3）地表面处理要平整，只要表面凸出一点（即使1mm），使整个表面高出一薄层，其体积也算到试坑中去了，会影响试验结果。因此本方法一般宜采用放在基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（3）计算