路桥工程检测技术 课件 3灌砂法检测路面压实度

路基路面压实度检测项目3路基路面压实度检测路基路面压实度检测压实度原理与评定挖坑灌砂法测定压实度3环刀法测定压实度钻芯法测定沥青面层压实度核子密度仪法测定压实度3.2挖坑灌砂法测定压实度课程导入1、压实的作用：

压实充足可使路基土和路面材料的强度大大增加；可以减少路基路面在行车荷载作用下产生的形变；也可以增加路基和路面材料的不透水性和强度稳定性；保证其使用质量并能延长使用寿命。若压实不足，则路面容易产生车辙、裂缝、沉陷及整个路面被剪切破坏。路基可提高路基的强度和稳定性；提高路基承载能力；提高道路整体承载能力，减少病害，延长道路的使用寿命。压实课程导入2、什么是压实度？路基与路面基层: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；沥青路面：现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。要求压实度，就是要分别测出分子与分母值，再计算出比值，用百分率来表示。

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。单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级试验方法适用范围土的粒组轻型、重型击实法小试筒适用于粒径不大于25mm的土大试筒适用于粒径不大于25mm的土细粒土粗粒土振动台法①本试验规定采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。②本试验方法适用于通过0.074mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无粘性自由排水粗粒土和巨粒土③对于最大颗粒大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按相似级配法的规定处理.粗粒土巨粒土表面振动压实仪法同上粗粒土巨粒土毛体积密度表观密度毛体积密度毛体积密度毛体积密度：规定条件下，材料单位毛体积（包括材料实体、开口及闭口孔隙）的质量。表观密度：规定条件下，材料单位表观体积（包括材料实体、闭口孔隙，但不包括开口孔隙）的质量，也叫视密度。沥青混合料标准密度确定方法单击此处编辑母版标题样式

适用于采用真空法测定沥青混合料理论最大相对密度，供沥青混合料配合比设计、路况调查或路面施工质量管理计算空隙率、压实度等使用。不适用于吸水率大于3%的多孔性集料的沥青混合料。检测依据：JTG3450-2019判定依据：JTGF80/1-2017灌砂法原理灌砂法原理𝑉砂=𝑉土𝑚土=𝑚砂𝜌土 𝜌砂V砂m土灌砂法是替代法，是用均匀颗粒（或单一粒径）的砂，由一定高度下落到一规定容积的筒或洞内，根据其单位质量不变的原理，来测量试洞的容积，用试洞的容积代表洞中取出材料的体积。适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基上的各种材料压实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压实度检测。一、检测器具与材料灌砂筒金属标定罐基板天平或台秤含水率测定器具量砂等天平：称量1kg，感量0.01g称量15kg，感量1g、托盘、毛刷、凿子、三角刀、锤子、铝盒勺子、砂勺玻璃板标定罐灌砂筒标准砂粒径0.3~0.6mm基板主要仪器设备灌砂设备类型100150200≥≥≥灌砂设备类型小型灌砂设备中型灌砂设备大型灌砂设备灌砂筒储砂筒直径（mm）100150200容积（cm3）212147718482流砂孔直径（mm）101520标定罐金属标定罐内径（mm）100150200外径（mm）150200250基板标定罐边长（mm）350400450深（mm）405060中孔直径（mm）板厚厚（mm）1.0（铁）1.0（铁）1.0（铁）≥1.2（铝合金）≥1.2（铝合金）≥1.2（铝合金）填料最大粒径＜13.2＜31.5＜63适宜的测试层厚度≤150≤200≤300二、准备工作（砂的密度标定）1.标定灌砂设备下部圆锥体内砂的质量m2，重复上述测量三次，取其平均值。①向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm±5mm，称取装入筒内砂的质量m1，精确至1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。并使流出砂的体积约等于标定罐的容积，关上开关，称取装入筒内砂的质量m6。②打开开关，砂自由流下， ③罐砂筒移至玻璃板上，将开关打开，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，取走灌砂筒，称取筒内砂的质量m7，计算m2。（或直接称取m2）m1m1m6m6砂灌砂筒开关标定罐①②m2=m6-m7③150m7玻璃板m2二、准备工作（砂的密度标定）2.标定量砂的松方密度ρs（g/cm3），重复上述测量三次，取其平均值。④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，不要碰到灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流。⑤将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内乘余砂的质量m3，准确至1g。⑥用15~25℃水确定标定罐的容积V，精确至1mL。ma=m1-m2-m3V水=m水/ρ水ρs=ma/V水m1mam1m3m2④⑤⑥V水二、准备工作（砂的密度标定）3.按下式计算量砂的松方密度ma=m1-m2-m3V水=m水/ρ水ρs=ma/V水mam1m3m2V水式中：ρs——量砂的松方密度（g/cm3）；V——标定罐的体积（cm3）。原始记录表砂的标定试验记录表

工程部位/用途路基K1+000~K2+000委托/任务编号试验依据JTG3450-2019样品编号样品描述0.3~0.6mm，干燥清洁样品名称标准砂试验条件25℃试验日期主要仪器设备及编号中型灌砂筒，编号XXXX确定灌砂筒下部圆锥体砂的质量m2筒的质量mg1710筒加砂总质量m1g8787筒内砂流出相当罐体积后剩余砂加筒质量m6g5117砂灌入玻璃板后，灌砂筒内剩余砂加筒的质量m7g4432灌砂筒下部圆锥体内砂的质量m2=m6-m7g685原始记录表确定标定罐内所需砂的质量ma筒加砂总质量m1g8787砂入标定罐后，筒内剩余砂加筒的质量m3g4391标定罐中砂的质量ma=m1＇－m2－m3g3710标定罐中砂的质量平均mag3708用水确定标定罐内水的重量mwg2537标定罐的容积v=mw/水的密度cm32537标定罐的容积v的平均值vcm31710量砂的密度ρ＝ma/vg/cm31.462注：m1为筒口向下15mm高度的砂时的质量。m5为筒口向下165mm高度时砂的质量。3.2挖坑灌砂法测定压实度三、现场检测步骤（1）清扫表面，当表面粗糙度较大时①，安放基板，做位置标识，将盛有量砂m1的灌砂筒放在圆孔上，让砂自由流出。（2）当砂不再流出，关上开关。称取剩余砂m5；取走基板，清扫表面，并将砂收回。（1）（2）（3）m1m1m5m8m8=m1-m5m8≠m2mw（4）将基板放在表面，沿基板中孔凿洞，洞的直径与灌砂筒一致，深度为碾压厚度。凿出材料放塑料袋（或大铝盒）内密封，称取洞内材料质量mw准确到1g。并测含水量②。三、现场检测步骤（4）将基板安放在试坑上，放入质量为m1的砂，将灌砂筒安放在基板中间。（5）打开开关，让砂流入试坑内，直到储砂筒内的砂不再下流时，称取剩余砂的质量m4。（6）回收量砂③，回填洞④。m1m1m8mbm4mb=m1-m4-m8（4）（5）（6）三、现场检测步骤注：①如清扫干净的平坦表面粗糙度不大，也可省去（1）和（2）的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准试坑，中间不需要放基板。打开灌砂筒开关，让砂流入试坑内。在此期间，不应碰灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量（m4'），准确至1g。m1m4m2mbmb=m1-m4＇-m2表面平整不放基板三、现场检测步骤注：②从挖出的全部材料中取有代表性的试样，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，按照《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）的有关规定测试其含水率ω。单组取样数量如下：用小灌砂筒测试时，对于细粒土，不少于100g；对于各种中粒土，不少于500g。用中灌砂筒测试时，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，宜将取出的材料全部烘干，且不少于2000g，称其质量（md）。用大型灌砂筒测试时，宜将取出的材料全部烘干，称其质量（md）。三、现场检测步骤注：③取出储砂筒内的量砂，以备下次试验时再用；回收的量砂烘干、过筛，并放置24h以上，使其与空气的湿度达到平衡后可以继续使用。若量砂中混有杂质，则应废弃。④取走基板，将留在试坑内未混入杂质的量砂收回；将坑内剩余量砂清理干净后，回填与被测结构同材质的填料，并用铁锤分3～4层夯实。m1m4m2mb标定m8时，应在基板确保灌砂时还放在原位置四、注意事项m1掏挖试验用的坑，就按照基板中间的圆圈向下，尽量垂直，坑的深度为一层碾压层厚度或20cm的标准深度。大小四、操作注意事项取出来的土，全部装入塑料袋，袋口扎紧，防止水份蒸发。称取质量后，测定含水量。检测方法：细粒土，酒精燃烧法或微波炉法中、粗粒土，无机结合料，烘干法四、操作注意事项操作过程中，砂自然流出，不得用手或工具拍击筒壁。四、操作注意事项试验结束后，砂必需回收，过筛。试坑用原挖出的材料回填夯实。四、操作注意事项四、操作注意事项1.计算填满试坑所用砂的质量mb（g）（1）灌砂时，试坑上放基板：mb=m1-m4-(m1-m5)（2）灌砂时，试坑上不放基板：mb=m1-m4＇-m2m1m2mbm4sb

试坑砂的质量m湿密度

试坑全部材料的质量mw

砂的标定密度

sd

1

0.01

干密度

2.计算试坑材料的湿密度3.计算施工压实度K（%）最大干密度

c压实度K

试样的干密度

d

100%压实度标准值(%)95量砂密度ρs(g/cm3)1.462取样桩号K1+236具体位置右3.62m筒口向下15mm砂质量m1g8787流满m8后，筒内剩余砂质量m5g8092圆锥体+地表面间隙砂质量m8=m1-m5g695灌试洞前筒加砂总质量m1g8787灌满试洞后砂的质量m4g4298填满试洞所需砂质量mb=m1-m4-m8g3803土或稳定土湿质量mwg5488土或稳定土湿密度ρw=mw*ρs/mbg/cm32.11土或稳定土含水量w%12土或稳定土干密度ρd=ρw/(1+0.01w)g/cm31.88实测石灰剂量%--取用最大干密度ρdmaxg/cm31.97压实度k=ρd/ρdmax%95.6含水量测定盒号盒+湿土重（g)盒+干土重（g)盒重（g)水重（g)干土重（g)含水量（%）平均含水量（%）12检测点数合格点数合格率(%)tα/ 𝑛标准差代表值(%)变异系数(%)结论3.2挖坑灌砂法测定压实度核子仪法利用放射性元素（γ射线和中子射线）测定路基土或路面结构层材料的密度和含水量。1）仪具与材料（1）核子密度湿度仪：密度测定范围1.12-2.73g/㎝3，测定误差不大于±0.03g/㎝3。含水率测定范围是0-0.64g/㎝3，测定误差不大于±0.015g/㎝3。（1）γ射线源：同位素放射源铯—137，钴-60用来测量密度。（2）中子源：镅241—铍，用来测量水分。（3）探测器：γ射线探测器或中子探测器（4）读数显示设备：液晶显示器。（5）标准计数块：密度和含氢量都不变的材料。（6）安全防护设备（7）刮平板2.细砂：0.15～0.3㎜。3.天平或台秤。4.其它：毛刷等。2、准备工作（1）标准计数每天测试前或对测定结果有怀疑时，测定仪器标准计数值，测定时应距其它放射源10m以上的距离，测点应平整。①预热仪器②将仪器置于标准计数块上，进行标准计数。

（2）对比试验在使用核子仪前应采用灌砂法对其测定结果进行标定，求出二者测定结果之间的相关方程。①用核子仪测定密度，读数。②在同一位置用钻机钻孔法或罐砂法取样，量测厚度，按规定方法测定材料的密度。③同一种路面厚度及材料类型，在使用前至少测定15处，求两种测定方法的相关关系，相关系数应不小于0.95。3、测定步骤

散射法：沥青路面

直接透射法：路基及基层材料（1）散射法测定时，核子仪平稳地置于测试位置上，测点位置应随机选择，测定温度与试验段测定时一致，一组不少于13点。（2）直接透射法测定时，将放射源插入已打好的孔内。（3）打开仪器，工作人员退出仪器2m以外，按照选定的测定时间进行测量。单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级使用安全注意事项单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级任务3.1、灌砂法测凌云路压实度一、压实度概述二、任务简介及小组分工三、小组汇报及方案研讨四、方案归纳五、知识拓展压实的概念细粒土路基压实效果内因外因湿度土质压实功能机械性能压实遍数压实速度土层厚度压实效果的评价路基土的干重度γγ越大越密实（干密度）（1）湿度12ω0ωk干重度γ(kN/m3)γ0Ey模量含水率(%)同等条件下，干重度γ随ω的增大，先增大后减小；一定的压实条件下，干重度最大值，称为最大干重度，对应的含水率为最佳含水率。控制土在最佳含水率ω0的条件下压实，压实效果最好影响压实效果的主要因素（1）湿度1212ω0ωkγEγEkEk＇Es＇Eγγ0γsω0%饱水前后压实指标对照示意图1、饱水前；2、饱水后饱水后，γ与E均有所降低，而在ω0时，降低的幅度最小；控制最佳含水率ω0压实的土基，其强度和稳定性最好。影响压实效果的主要因素（2）土质ω土质不同，γ0和ω0数值也不同；粗颗粒越多的土，γ0越大

ω0越小

。γ影响压实效果的主要因素压实厚度对压实效果具有明显影响；相同压实条件下(土质、湿度与功能不变)，密实度随深度递减；不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。（3）压实厚度影响压实效果的主要因素（4）压实功能ω01ω02ω03ω04不同压实功能的压实曲线对照图图中，1、2、3、4曲线的压实功能分别为600、1150、2300、3400(kN·m)压实功能指压实工具的重量、碾压次数或落锤高度、作用时间等。同一种土，随着压实功能，最大干重度，最佳含水率；在相同含水率条件下，压实功，土基的干重度（密实度）。影响压实效果的主要因素

首要关键是控制最佳含水率，在最佳含水量±2%之内；采取分层填土，有效控制土层厚度；必要时，适当增大压实功能。为了达到良好的压实效果，施工中采取如下措施控制：影响压实效果的主要因素（1）压实机具的主要类型按作用力类型不同分，有静力压路机、振动压路机、冲击压路机、摆动压