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一、沥青和沥青混合料★了解:沥青大致的分类,沥青组分的概念。1、沥青大致的分类天然沥青地沥青(地质开采得到)l按采源不同分石油沥青煤沥青焦油沥青(化学加工得到)木沥青页岩沥青直馏沥青l按加工方法溶剂脱沥青氧化沥青裂化沥青石蜡基沥青(石蜡>5%)l按原油成分中石蜡含量分:沥青基沥青(石蜡<5%)混合基沥青(石蜡2%-5%)固体沥青l按常温下稠度分:粘稠沥青液体沥青2、沥青组分的概念将沥青分离成化学性质相近,并且与路用性质有一定联系的几个组,这些组称“组分”★掌握:沥青适用性气候分区原则,分区方法1、对高速公路、一级公路,夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段,尤其是汽车荷载剪应力大的层次,宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青,也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级;49 对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青;对温度日温差、年温差大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。当高温要求与低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。n气候分区的高温指标:采用最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子,并作为气候区划的一级指标。全年高于30℃的积温及连续高温的持续时间可作为辅助参考值。n气候分区的低温指标:采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子,并作为气候区划的二级指标。温降速率、冰冻指数可作为辅助参考值。n气候分区的雨量指标:采用最近30年内的年降水量的平均值作为反映沥青路面受雨(雪)水影响的气候因子。并作为气候区划的三级指标,雨日数可作为辅助参考值。★了解:沥青粘滞性含意,针入度所表示的意义,沥青粘稠性的关系,通过延度指标得到的针入度指数及其针入度指数所代表的含意。1、沥青粘滞性含意是指沥青粘滞性是指沥青材料在外力外力作用下,沥青粒子产生相互位移时抵抗剪切变形的能力。随沥青组分、温度而定,沥青质含量高粘滞性大,随温度升高粘滞性降低。是目前进行沥青标号划分的依据。2、针入度所表示的意义,针入度指数所代表的含意(1)针入度是表示粘稠沥青条件粘度的一种指标。在用于沥青稠度大小的同时,还用于沥青标号划分。针入度愈大,沥青愈软,稠度高的沥青其粘度也就愈高(2)针入度指数是用针入度和软化点试验结果来表征沥青感温性的一种指标,它表示软化点之下的沥青感温性。u假定软化点时的针入度为800来计算的。当不为800时,测定不同温度的针入度回归计算求得。l针入度指数49 愈大,表明沥青对温度的敏感性愈小。表现为高温时沥青不易变软,有一定的抗车辙能力,低温时沥青较硬,开裂的可能性增加。uPI<-2时,温度敏感性大;uPI>+2时,温度敏感性较低。u为兼顾高低温要求,路用沥青PI宜在-1~+1间。★熟悉:影响沥青针入度试验的条件,针入度与沥青标号的关系。1、影响沥青针入度试验最主要的条件是:温度、测试时间、和针的质量。2、针入度与沥青标号的关系l针入度是用于粘稠沥青标号划分主要依据。★掌握:沥青针入度试验操作步骤★了解:软化点所代表的沥青性质,软化点与沥青粘滞性的关系1、软化点既是反映沥青材料热稳定性的一个指标,也是沥青条件粘度的一种表示方式。2、软化点是沥青呈现相同粘度时所要达到的温度,即“等粘温度”。★熟悉:影响软化点试验的因素影响软化点试验的因素主要有试验温度、升温速度等。★掌握:软化点试验操作步骤★了解:延度所表示的沥青性质,沥青三大指标的含意。1、延度所表示的沥青性质沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用下,所能承受的塑性变形能力。是表示沥青内聚力的一种度量。通常用延度表示沥青的条件延性指标。l低温延度(10℃、5℃)大小与沥青在低温时的抗裂性有一定关系,低温延度大,低温环境下沥青的开裂性相对较小。2、沥青三大指标的含意沥青三大指标是指针入度、延度、软化点。★熟悉:影响延度试验的条件影响延度的主要试验条件有温度、拉伸速度。★掌握:延度试验的操作步骤l试验温度:A、B级:10℃、15℃;C级:15℃;49 了解:老化的沥青三大指标的变化规律,经历老化后沥青抗老化能力评价方法,沥青老化试验方法。1、沥青在储运、加热、拌和、摊铺、碾压、交通荷载和自然因素作用下,会产生一系列的物理化学变化,从而使沥青逐渐改变其原有性能而变硬、变脆,使沥青的路用性能明显变差,这种变化称为沥青的老化。2、引起老化的直接因素有:①热的影响;②氧的影响;③光的影响;④水的影响,⑤渗硫硬化。3、老化的沥青三大指标的变化规律沥青变硬、变脆,针入度、延度变小,软化点升高。4、评价沥青抗老化的试验方法有:沥青加热蒸发损失试验薄膜烘箱加热试验(或旋转薄膜烘箱加热试验)。l老化试验后的质量变化,残留针入度比、残留延度比等掌握:沥青密度检测方法。l非经注明沥青密度的标准温度为15℃★了解:蜡对沥青路用性能的影响(1)蜡使沥青的低温延展能力降低;(2)在温度升高时一方面使沥青的粘度降低,增加沥青的温度敏感性;另一方面表现出沥青软化点较高的假象;(3)使沥青与石料表面的粘附性降低,在有水存在的情况下,易引起沥青膜从石料表面脱落,造成水对沥青路面的破坏。★熟悉:蜡含量试验方法的基本概念,操作过程★了解:沥青等级概念,技术标准涵盖的内容l沥青等级划分除根据针入度的大小外,还要以沥青路面使用的气候条件为依据,在同一气候分区内根据道路等级和交通特点再划分为1-3个不同的针入度等级,同时在指标中增加了反映沥青感温性的指标—针入度指数PI、高温性能指标—60动力粘度,并选择较低温度时的延度指标评价沥青的低温性能。★熟悉:沥青标号的划分依据l技术标准涵盖的内容:针入度、针入度指数、延度(10℃、15℃)、49 软化点、60度动力粘度、蜡含量、闪点、溶解度、密度、老化试验(质量变化、残留针入度比、残留延度)。★了解:沥青混合料类型的划分,沥青混合料的结构类型及其特点1、沥青混合料类型的划分由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。l按材料组成及结构分:连续级配、间断级配混合料。l按矿料级配组成及空隙率大小分:密级配、半开级配、开级配混合料。(1)密级配沥青混合料:按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料,与沥青结合料拌和而成,设计空隙率较小(对不同交通及气候情况、层位可作适当调整)的密实式沥青混凝土混合料(以AC表示)和密实式沥青稳定碎石混合料(以ATB表示)。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。。(2)开级配沥青混合料:矿料级配主要由粗集料嵌挤组成,细集料及填料较少,设计空隙率18%的混合料。(3)半开级配沥青碎石混合料:由适当比例的粗集料、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青结合料拌和而成,经马歇尔标准击实成型试件的剩余空隙率在6%~12%的半开式沥青碎石混合料(以AM表示)。(4)间断级配沥青混合料矿料级配组成中缺少1个或几个档次(或用量很少)而形成的沥青混合料。l按公称最大粒径的大小可分:特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径26.5mm)、中粒式(公称最大粒径16或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。l按制造工艺分:热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。l沥青稳定碎石混合料(简称沥青碎石)由矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料,按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少,分为密级配沥青碎石(ATB),49 开级配沥青碎石(OGFC表面层及ATPB基层)、半开级配沥青碎石(AM)。l沥青玛蹄脂碎石混合料:由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配的粗集料骨架的间隙,组成一体形成的沥青混合料,简称SMA。1、沥青混合料的结构类型及其特点(1)悬浮密实结构:密实度高、空隙率低,能有效阻止水的侵入,降低不利环境的影响。具有水稳性好、低温抗裂性和耐久性好,高温稳定性差。(2)悬浮空隙结构:与悬浮密实结构特点相反。水稳性、低温抗裂性和耐久性差,高温稳定性好。(3)骨架密实结构:兼具上述两种结构的优点,是一种优良的路面结构。具有较好的水稳性、低温抗裂性、高温稳定性差和耐久性。★了解:沥青混合料高温稳定性的含意;高温稳定性不好时沥青混合料所反映出的问题。1、沥青混合料高温稳定性的含意是指在高温条件下,沥青混合料抵抗车辆反复作用,不产生显著永久变形,保证沥青路面平装的特性。2、高温稳定性不好时沥青混合料所反映出的问题n形成车撤、或以波浪和拥包等形式表现在路面上。3、评价沥青混合料高温稳定性试验(1)马歇尔试验:马歇尔稳定度和流值。(2)车辙试验:是关键试验。★熟悉:车辙试验。沥青混合料车辙试验是用一块碾压成型的板块试件(通常尺寸为300×300×50mm)在规定温度条件(通常为60℃)下,以一个轮压为0.7MPa的实心橡胶轮胎在其上行走,测量试件在变形稳定期时,每增加1mm变形需要行走的次数,即称为“动稳定度”,以次/mm表示。l动稳定度是评价沥青混凝土路面高温稳定性的一个指标,也是沥青混合料配合比设计时的一个辅助性检验指标。★掌握:沥青混合料马歇尔试验步骤★熟悉:评价沥青混合料耐久性的指标49 l主要包括抗老化、水稳性、抗疲劳性等。l影响因素:空隙率、沥青用量l评价沥青混合料耐久性的指标有:空隙率、饱和度、残留稳定度。★了解:沥青混合料低温抗裂性、抗滑性和施工和易性1、沥青混合料低温抗裂性是要求沥青混合料具有较高的低温强度和较大的低温抗变形能力。2、抗滑性:是保障公路交通安全的重要因素。主要取决于矿料自身或级配形成的表面构造深度、颗粒形状与尺寸、抗磨光性等。同时沥青用量对抗滑性性有较大的影响,沥青用量超过最佳用量的0.5%,抗滑性指标明显降低。3、施工和易性是要求在整个施工的各工序中,尽可能使沥青混合料的集料颗粒以设计级配要求状态分布,集料表面被沥青膜完全覆盖,并能被压实到规定的密度。l影响因素:材料组成、施工条件(温度)l目前还没有成熟的能够直接评价沥青混合料施工和易性的方法和指标★熟悉:沥青混合料各项技术指标定义,所代表的性能。1、沥青混合料各项技术指标定义(1)密度:指压实沥青混合料试件的单位体积质量,表示密实程度。1)理论最大密度,压实沥青混合料试件全部被矿料(包括矿料内部孔隙)和沥青占有,且空隙率为零的密度。2)表观密度(视密度):是指在规定条件下,沥青混合料试件的单位表观体积(混合料实体体积与不吸水闭口孔隙体积之和)的干质量。3)毛体积密度:是沥青混合料试件单位毛体积(混合料实体体积与不吸水闭口孔隙体积和开口空隙体积之和)的干质量。(2)空隙率:是指压实沥青混合料内矿料与沥青体积之外的空隙的(不包括矿料本身及被沥青封闭的空隙)体积占试件总体积的百分率。是反映沥青混合料耐久性的一个指标。(3)沥青体积百分率:指沥青实体体积占试件体积的百分率。49 (4)矿料间隙率:指矿料实体体积以外的空间体积占试件体积的百分率。(5)沥青饱和度:指沥青实体体积占矿料实体体积以外的空间体积的百分率。★掌握:空隙率大小对混合料性能影响(1)空隙率过大增加了水侵入的机会,易造成水损害,同时沥青暴露于不利环境因素的可能性增大,加速老化。(2)空隙率过小,高温稳定性降低。★了解:马歇尔试件材料组成计算方法,马歇尔沥青用量大致范围确定方法。★熟悉:沥青混合料中沥青用量表示方法,沥青含量和油石比的定义及二者之间的换算方法。★掌握:成型马歇尔试件温度控制要求,影响试件制备的关键因素。确定一个标准马歇尔试件拌和物用量计算方法。★熟悉:马歇尔试件不同密度定义,常用密度检测方法及适用性。2、常用密度检测方法及适用性。(1)水中称重法:几乎不吸水时。(2)表干法:吸水率小于2%。(3)蜡封法:吸水率大于2%。(4)体积法:空隙率较大的沥青碎石、开级配沥青混合料。★掌握:马歇尔试件毛体积密度和表观密度及理论密度试验操作过程。★熟悉:稳定度和流值所表达含意,试验结果数据评定方式法。试验影响因素的控制。1、稳定度和流值所表达含意稳定度是指标准尺寸的试件在规定温度和加载速度下,在马氏仪上测得的试件最大破坏荷载(KN);流值是达到最大破坏荷载时试件的径向压缩变形值(0.1mm);稳定度和流值表征混合料的热稳性。2、试验结果数据评定方式法稳定度小于相应技术标准的值,流值在相应标准的范围内。★掌握:稳定度试验操作过程。★了解:车辙试验目的意义用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力,供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验之用。★了解:车辙试验结果所表示的含意是指试件在变形稳定期时,每增加1mm变形需要行走的次数,次/mm。49 ★熟悉:车辙试验操作方法,试验条件。★了解:粘附等级的划分思路按试验后石料表面上沥青膜剥落程度分为5级,剥落面积接近0为5级;剥落面积百分率<10%为4级;剥落面积百分率<30%为3级,剥落面积百分率>30%为2级;石料基本裸露,沥青全部浮在水面上为1级。★熟悉:针对不同粗细粒矿料粘附性的两种试验方法。水煮法:最大粒径>13.2mm的集料;水浸法:最大粒径≤13.2mm的集料;l对同一种料源既有大于又有小于13.2mm不同粒径的集料时,取大于13.2mm水煮法试验为标准,对细粒式沥青混合料以水浸法试验为标准。★掌握:水煮法和水浸法操作步骤★掌握:几种常用沥青含量检测方法1、离心分离法2、回流式抽提仪法3、燃烧法4、脂肪抽提器法5、射线法★了解:沥青混合料配合比设计内容沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证等三个阶段,通过配合比设计决定沥青混合料的材料品种、矿料级配及沥青用量。(1)目标配合比设计阶段:主要用工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例,配合成的矿料级配符合《公路沥青路面施工技术规范》的规定,并通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。此矿料级配及沥青用量应作为目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例,进料速度及试拌使用。(2)49 生产配合比设计阶段:对间歇式拌和机,应从二次筛分后进入各热料仓的材料中取样,并进行筛分,确定各热料仓的材料比例,供拌和机控制室使用。同时,应反复调整冷料进料比例,使供料均衡,并取目标配合比设计的最佳沥青用量和最佳沥青用量±0.3%等三个沥青用量进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳沥青用量。(3)生产配合比验证阶段。拌和机应采用生产配合比进行试拌,铺筑试验段,并用拌和的沥青混合料进行马歇尔试验及路上钻取的芯样检验,由此确定生产用的标准配合比。4、确定施工级配允许波动范围。根据标准级配及规范各筛孔的允许波动范围,制订施工用级配控制范围,用以检验沥青混合料的生产质量。二、无机结合料稳定材料★了解:水泥稳定类材料、石灰工业废渣类材料、石灰稳定类材料的常见类型、级配要求。1、常见类型:l水泥稳定类材料:水泥稳定土、水泥稳定料料(碎石石、砂砾、矿渣等)l石灰工业废渣类材料:石灰、粉煤灰土、石灰、粉煤灰稳定粒料(碎石、砂砾或矿渣等)l石灰稳定类石灰土、石灰稳定粒料(碎石、砂砾或矿渣等)2、半刚性类材料的使用场合水泥稳定类材料、石灰粉煤灰类材料适用于各级公路的基层、底基层,但稳定细颗粒土不能作为高级路面的基层,石灰稳定类适用于各级公路的底基层、也可作为二级及以下公路的基层,但石灰稳定细颗粒土及颗粒料含量少于50%的碎石(砾)石灰土不能用作为高级不能作为高级路面的基层。★新沥青路面设计规范内容l半刚性材料基层、底基层按其组成结构状态分为:骨架密实结构、骨架空隙结构、悬浮密实结构和均匀密实结构四种类型。l半刚性材料基层适用条件1水泥稳定集料类、石灰粉煤灰稳定集料类适用于各级公路的基层、底基层。冰冻地区、多雨潮湿地区石灰粉煤灰稳定类材料用于高速公路、一级公路下基层或底基层。石灰稳定类材料宜用于各级公路的底基层以及三、四级公路的基层。49 2高速公路、一级公路的基层或上基层宜选用骨架密实型集料。3二级及以下公路的基层和各级公路的底基层可采用悬浮密实型混合料。均匀密实型集料混合料适用于高速公路、一级公路的底基层,二级及以下公路的基层。4骨架空隙结构型混合料具有较高的空隙率,适用于需考虑路面内部排水要求的基层。3、柔性类材料的类型及其使用场合(1)有机结合料沥青稳定类材料:热拌沥青混合料、乳化沥青碎石、沥青贯入式等。(2)无机结合料类材料:级配碎(砾)石、泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石、符合级配的天然砂砾等。(3)使用场合:适用于不同公路等级和层位。l沥青稳定类:可用于高速公路、一级公路和二级公路的基层或调平层。l级配碎石适用于各级公路的基层、底基层,也用于沥青面层与半刚性基层之间的过渡层。l级配砾石、级配碎砾石、天然砂砾(符合级配、塑性指数等指标)可用于二级及以下公路的基层、各级公路底基层。l填隙碎石可用于二级以下公路底基层。4、综合稳定类材料的技术要求(1)集料压碎值:基层(底基层)l高速公路和一级公路不大于30%(30%)l二级和二级以下公路不大于35%(40%)(2)土:l有机质含量超过2%的土,必须先用石灰进行处理,闷料一夜后再用水泥稳定。l硫酸盐含量超过0.25%的土,不应用水泥稳定。5、石灰工业废渣类材料的石灰、粉煤灰、土等技术要求(1)石灰质量应符合Ⅲ级消石灰或Ⅲ级生石灰的技术指标。l49 有效钙含量在20%以上的等外石灰、贝壳石灰、珊瑚石灰、电石石灰,当其混合料的强度通过试验满足要求时,可以应用。(2)粉煤灰:粉煤灰中SiO2、AIO3、FeO3的总量>70%,烧失量不超过20%,比表面积宜大于2500cm2/g。湿粉煤灰含水量不宜大于35%。(3)煤渣最大粒径不大于30mm,有一定级配,不宜含杂质。(4)土塑性指数为12-20,土块最大粒径不大于15mm,有机质质含量超过10%不宜选用。(5)集料压碎值:基层(底基层)l高速、一级公路不大于30%,(35%)二级及以下公路不大于35%,(40%)★熟悉:水泥土、水泥稳定粒料、石灰土、石灰稳定粒料、石灰粉煤灰土、石灰粉煤灰稳定粒料、级配碎(砾)石、填隙碎石(矿渣)基层和底基层的基本要求和实测项目。★了解:水泥稳定类混合料组成设计的一般规定、原材料试验;石灰工业废渣类混合料组成设计的一般规定、原材料试验;石灰稳定土类混合料组成设计的一般规定、原材料试验;混合料组成设计的工作要点。1、水泥稳定类混合料组成设计的一般规定、原材料试验(1)7d浸水抗压强度应符合规定要求。(2)组成设计应根据强度标准,通过试验选取最适宜于稳定的土,确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物理力学性质时,还应确定掺加料的比例。(3)各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行。l原材料的试验1)土样:(1)颗粒分析;(2)液限和塑性指数;(3)相对密度;(4)击实试验;(5)碎石或砾石的压碎值;(6)有机质含量(必要时做);(7)硫酸盐含量(必要时做)。2)对级配不良的碎石、碎石土、砂砾、砂砾土、砂等,宜改善其级配。3)应检验水泥的标号和终凝时间。49 2、石灰稳定土类混合料组成设计的一般规定、原材料试验原材料试验1)土样(1)颗粒分析;(2)液限和塑性指数;(3)击实试验;(4)碎石或砾石的压碎值;(5)有机质含量(必要时做);(6)硫酸盐含量(必要时做)。2)如碎石、碎石土、砂砾、砂砾土等的级配不好,宜先改善其级配。3)应检验石灰的有效钙和氧化镁含量。3、混合料组成设计的工作要点(1)按五种不同剂量配制同一种土样、不同剂量的混合料(2)确定混合料的最佳含水量和最大干(压实)密度,至少应做三个不同剂量混合料的击实试验,即最小剂量、中间剂量和最大剂量,其余两个混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。(3)按规定的压实度,分别计算不同剂量的试件应有的干密度。(4)按最佳含水量和计算得的干密度制备试件(6-13个)。(5)试件在规定温度下保温养生6d,浸水24h后,按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057)进行无侧限抗压强度试验。(6)计算试验结果的平均值和偏差系数。(7)根据表强度标准,选定合适的剂量。此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合公式≥Rd/(1-ZaCv)要求。式中:Rd—设计抗压强度(表4.3.1);Cv—试验结果的偏差系数(以小数计);Za—标准正态分布表中随保证率(或置信度a)而变的系数,高速公路和一级公路应取保证率95%,即Za=1.645;其他公路应取保证率90%,即Za=1.282。(8)工地实际采用剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%~1.0%。49 l采用集中厂拌法施工时,可只增加0.5%;采用路拌法施工时,宜增加1%。了解:混合料试验的目的与频度;氧化钙和氧化镁含量测试方法;直读式测钙仪法。熟悉:混合料的试验项目及其试验方法;氧化钙和氧化镁含量测试方法的目的与适用范围;石灰或水泥剂量的测定方法;EDTA滴定法的目的与适用范围,所使用的试剂,试验步骤;烘干法测定无机结合料稳定土含水量的试验目的、适用范围和试验步骤;击实试验的目的、适用范围与类别;无侧限抗压强度试验的目的、适用范围、试验步骤;劈裂试验的目的、适用范围、试验步骤;顶面法测定室内抗压回弹模量的试件制作与准备;CBR值的概念,承载比试验的目的与适用范围,试验步骤与要点。掌握:EDTA滴定法标准曲线的准备;烘干法测定无机结合料稳定土含水量步骤;击实试验步骤、要点与计算;无侧限抗压强度试验试件的制备与养生、强度要求;劈裂试验试件的制备与养生;顶面法测定室内抗压回弹模量的试验步骤。l结果:当强度小于2.0Mpa时,采用两位小数,并用偶数表示;大于2.0Mpa时,采用1位小数。(单选题)三、压实度试验检测方法了解:理论计算法确定半刚性基层材料的最大干密度;灌砂法的特点。1、石灰土、二灰稳定粒料根据室内试验测得结合料的最大干密度ρ1和集料的相对密度γ,把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比V1:V2,则可计算混合料的最大干密度。石灰土、二灰稳定粒料的最佳含水量w0是结合料的最佳含水量w1和集料饱水裹覆含水量W2的加权值。饱水裹覆含水量是指把集料浸水饱和后取出,不擦去表面裹覆水时的含水量。除吸水率特大的集料外,此值对于砾石可以取3%,碎石可取4%。2、水泥稳定粒料此类材料的最大干密度ρ0与集料的最大干密度ρG和水泥硬化后的水泥质量有关。水泥加水拌匀后,在105℃烘箱中烘干,称试验前水泥质量和烘干后硬化的水泥质量,即可求得水泥水化的水增量。因水泥中含有水化水,故用烘箱法不能正确测出水泥稳定粒料的最佳含水量。根据对比试验,水泥稳定粒料的最佳含水量w0由水泥的水化水、集料的饱水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水(水灰比为0.5)三者组成。3、灌砂法的特点。49 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,其缺点是:需要携带较多量的砂,而且称量次数较多,因此它的测试速度较慢。★熟悉:路基土最大干密度的试验方法及其适用范围;半刚性基层材料最大干密度确定试验方法及其特点;粒料类基层材料最大干密度确定试验方法;沥青稳定碎石基层材料标准密度试验方法;现场密度试验检测方法与适用范围;灌砂法试验应注意的问题;核子密度湿度仪试验的适用范围与试验要点;钻芯法测定沥青面层密度的试验步骤与要点,并计算压实度。1、路基土最大干密度的试验方法及其适用范围(1)击实法:击实试验由于击实功的不同,可分为重型和轻型击实,两个试验的原理和基本规律相似,但重型击实试验的击实功提高了4.5倍。击实试验中按采集土样的含水量,分湿土法和干土法;按土能否重复使用,也分为两种,即土能重复使用和不能重复使用。选择时应根据下列原则进行:根据工程的具体要求,按击实试验方法种类中规定选择轻型或重型试验方法;根据土的性质选用于土法或湿土法,对于高含水量上宜选用湿土法;对于非高含水量土则选用于土法;除易击碎的试样外)试样可以重复使用。(2)振动方法:适用于测定无粘聚性自由排水土(砂、卵、漂石及堆石料)的最大干密度。振动台法表面振动压实仪法(推荐优先)2、半刚性基层材料最大干密度确定试验方法及其特点(1)标准击实法:(2)理论计算法:当粒料含量50%以上。3、粒料类基层最大干密度的确定参照粗粒土和巨粒土的振动法。4、沥青混合料标准密度试验方法(1)试验室标准密度l每天取样1~2次实测的马歇尔试件密度,取平均值作为该批混合料铺筑路段压实度的标准密度。其试件成型温度与路面复压温度一致。(2)最大理论密度:以每天实测的最大理论密度作为标准密度。l对普通沥青混合料,沥青拌和厂在取样进行马歇尔试验的同时以真空法实测最大理论密度,平行试验的试样数不少于2个,以平均值49 作为该批混合料铺筑路段压实度的标准密度;l对改性沥青混合料、SMA混合料以每天总量检验的平均筛分结果及油石比平均值计算的最大理论密度为准,也可采用抽提筛分的配合比及油石比计算最大理论密度。(3)试验段密度l用核子密度仪定点检查密度不再变化为止,然后取不少于15个的钻孔试件的平均密度为压实度的标准密度。(4)质量评定时可选其中一个或两个标准进行评定,当选两个标准时,以合格率低的作为评定结果。★现场密度试验检测方法与适用范围;灌砂法试验应注意的问题;核子密度湿度仪试验的适用范围与试验要点;钻芯法测定沥青面层密度的试验步骤与要点,并计算压实度。5、现场密度试验检测方法与适用范围(1)灌砂法:适用于在现场测定基层(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。(2)环刀法:适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度测试。但对无机结合料稳定细粒土,其龄期不宜超过2d,且宜用于施工过程中的压实度检验。(3)核子密度仪法:适用于现场用测定路基或路面材料的密度,并计算施工压实度。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试验。(4)钻芯法:适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度,以评定沥青面层的施工压实度,同时适用于龄期较长的无机结合料稳定类基层和底基层的密度检测。6、灌砂法试验应注意的问题(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。49 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上基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂,按式(6-7)计算填坑的砂量,只有在非常光滑的情况下方可省去此操作步骤。(4)试坑周壁应垂直l上大下小,结果偏大l上小下大,结果偏小。(5)检测厚度应为整个碾压层厚不能只取上部或者取到下一个碾压层中。7、核子密度湿度仪试验的适用范围与试验要点(1)适用于各种土或路面材料的密度和含水量。(2)用于测定沥青面层压实密度时,在表面用散射法测定,所测定沥青面层的层厚应不大于仪器性能决定的最大厚度。(3)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。(4)在测试前应进行标定l沥青混合料与钻孔取样试件的结果进行标定l其它材料密度时与灌砂法的结果进行标定。标定的步骤如下:①选择压实的路表面,按要求的测定步骤用核子仪测定密度,记录读数;②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;③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。(5)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,将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。49 (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。8、钻芯法测定沥青面层密度的试验步骤与要点,并计算压实度1)钻取芯样按“路面钻孔及切割取样方法”钻取路面芯样,芯样直径不宜小于Φ100mm。当一次钻孔取得的芯样包含有不同层位的沥青混合料时,应根据结构组合情况用切割机将芯样沿各层结合面锯开分层进行测定。2)测定试件密度(1)将钻取的试件在水中用毛刷轻轻刷净粘附的粉尘。如试件边角有松散颗粒,应仔细清除。(2)将试件晾干或用电风扇吹干不少于24h,直至恒重。按现行《试验规程(JTJ052-93)》的方法测定试件的视密度或毛体积密度。l当试件的吸水率小于2%时,采用水中重法或表干法测定;当吸水率大于2%时,用蜡封法测定;对空隙率很大的透水性混合料及开级配混合料用体积法测定。★掌握:1、压实度概念l对于路基土及路面基层,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于密度的比值;l对沥青路面,压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。2、轻型与重型击实试验的异同l重型击实试验的击实功提高了4.5倍。l试验方法一样;n按土样的含水量,分湿土法和干土,法;按土能否重复使用,也分为两种,即土能重复使用和不能重复使用。选择时应根据下列原则进行:根据工程的具体要求选择轻型或重型试验方法;n根据土的性质选用干土法或湿土法:(1)对于高含水量上宜选用湿土法(2)对于非高含水量土则选用于干土法,除易击碎的试样外。3、灌砂法标定筒下部圆锥体内砂的质量的步骤与要点49 (1)在储砂筒中装满砂(离筒顶不超过15mm),称筒内砂质量m1。l每次标定及而后的试验都维持m1不变。(2)将灌砂筒放在标定罐上,打开开关,并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(可等于标定罐的容积),然后关上开关,称灌砂筒内剩余砂质量m5。(3)不晃动灌砂筒,轻轻将灌砂筒放在玻璃板上,打开开关,至筒内砂不再下流为止,关上开关,并取走灌砂筒。(4)收集并称量留在玻璃板上的砂m2。(m2就是灌砂筒下部锥体内砂内砂的质量。)l或者称筒剩余内砂质量m2、,m2=m5-m2、(5)重复三次,取平均值。4、灌砂法标定量砂的单位质量的步骤(1)用水确定标定罐上体积①将空罐放在台称上,使罐的上口水平,称罐质量m7。②向罐中注水,注意不要将水弄到台称上及罐外壁。将一直尺放在罐顶,当罐中水快要接近直尺时,用滴管往罐中加水,直到水面接触直尺。移取直尺称罐和水总质量m8。V=m8-m7③重复三次,取平均值(重复仅需用吸管从罐中吸出少量水,并用滴管重新加水到水面接触直尺)。(2)在储砂筒中装满质量为m1的砂,并将灌砂筒放在标定罐上,打开开关,至筒内砂不再下流为止。关上开关,取下灌砂筒,称筒内砂质量m3。(3)重复(2)三次,取平均值m3。(4)计算量砂密度:ρs=(m1-m2-m3)/V5、灌砂法测定现场密度的试验步骤与要点,计算密度(1)在试验地点,选一平坦表面,将其清扫干净。(2)如表面粗糙,用基板:①将盛有量砂m5(g)的49 灌砂筒放在基板中间的圆孔上,打开开关,至筒内砂不再下流为止。关上开关,取下灌砂筒,称筒内砂质量m6。①取走基板,将表面重新清扫干净,将基板重新放在试验点上。②沿基板中心凿洞,洞直径100mm,在凿洞过程中,应注意不使凿出的试样丢失,并随时将凿松的材料取出,放在已知质量的塑料袋内,密封。凿洞完毕,称塑料袋内全部试样的质量mt。(袋+试样重-袋重)③从挖出的试样中取代表性试样测含水量w。l细粒土不少于100g,粗粒土不少于500g。④将基板安放在试洞上,将装有m1(g)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上,打开开关,至筒内砂不再下流为止。关上开关,取下灌砂筒,称筒内砂质量m4。l如试洞中有较大空隙,按试洞外型,松弛地放入一层柔软的纱布,然后再进行灌砂。⑤结果整理l填满试洞所需砂的质量:mb=m1-m4-(m5-m6)放基板:mb=m1-m4-(m5-m6)不放基板:mb=m1-m4-m2l湿密度:ρ=mt×ρs/mbl干密度:ρd=ρ/(1+0.01w)6、注意事项(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Φ100mm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Φ150mm的大型灌砂筒测试。(3)称重准确至1g。6、环刀法测定的现场密度概念,试验步骤与要点,计算密度天平感量0.1g。步骤:1)按工程需要取原状土或扰动土样,整平两端。49 2)环刀内壁涂一薄层凡士林,刀口向下放在土样上。3)用修土刀(钢丝锯)将土样削成略大于环刀的土柱,然后将环刀垂直下压,边压边削,至土样伸出环刀上部为止4)削去两端余土,使余环刀口面齐平,并用剩余土样测定含水量。5)擦净环刀外壁,称土与环刀合质量m1,精确到0.1g。6)结果计算湿密度:m1-m2ρ=-------V干密度:ρρd=--------1+0.01wm1:土与环刀合质量g;m2:环刀质量g;V:环刀体积cm3;w:含水量%。l注意:1、V值受人为因素及土的粒度成分影响很大,现场选择大体积环刀提高精度。2、需进行二次平行试验,平行差不得大于0.03g/cm3。l现场测试注意:取样位于碾压层的中间(上偏大、下偏小)。7、沥青面层施工压实度的概念沥青面层施工压实度是指现场实际密度与标准密度之比×100%.8、压实度评定要点与评分方法(按04标准)四、回弹弯沉测试方法★了解:弯沉值的概念l弯沉是指在规定的标准轴载作用下,路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形(总弯沉)或垂直回弹变形值(回弹弯沉),以0.01mm为单位。49 l通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中心处的最大回弹弯沉值。★熟悉:1、回弹弯沉测试方法与特点l贝克曼梁法:用的最多的是,但测试速度比较慢。测的弯沉是静态回弹弯沉。l自动弯沉仪:接近静态弯沉,静态总弯沉。l落锤式弯沉仪(FWD):测定路面的动态总弯沉,可得到路面测点弯沉及弯沉盆,是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。l应当注意,自动弯沉仪测定的是静态总弯沉,落锤式弯沉仪所测弯沉为动态总弯沉,与贝克曼梁测定的静态回弹弯沉有所不同。可通过与贝克曼梁回弹弯沉对比试验,得到两者相关关系式,换算为回弹弯沉,用于路基、路面强度评定。2、贝克曼梁法测试的目的与适用范围,测试车要求,弯沉仪组成,支点变形修正。l目的和适用范围(1)适用于测定各类路基、路面的回弹弯沉,用以评定其整体承载能力,可供路面结构设计使用。(2)测定的路基、柔性路面的回弹弯沉值可供交工和竣工验收使用。(3)测定的路面回弹弯沉可为公路养护管理部门制定养路修路计划提供依据。(4)沥青路面的弯沉以标准温度20℃时为准,在其他温度(超过20土2℃范围)测试时,对厚度大于5cm的沥青路面,弯沉值应予温度修正。l测试车要求:(1)双轴:后轴双侧4轮的载重车,其标准轴荷载、轮胎尺寸、轮胎间隙及轮胎气压等主要参数应符合要求。(2)高速公路,一级及二级公路应BZZ-100;其他等级公路也可采用BZZ-60。49 标准车参数标准荷载等级BZZ-100BZZ-60后后轴标准载P(KN)100±160±1轮胎充气压力(Mpa)0.70±0.050.50±0.05单轮当量园直径(cm)21.5±0.519.5±0.5轮隙宽度能满足自由插入弯沉仪测头l弯沉仪组成:(1)由贝克曼梁、百分表及表架组成,(2)贝克曼梁由铝合金制成,上有水准泡,其前臂(接触路面)与后臂(装百分表)长度比为2:1。l弯沉仪长度有两种:一种长3.6m,前后臂分别为2.4m和1.2m;另一种加长的弯沉仪长5.4m,前后臂分别为3.6m和1.8m。l当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面上测定时,宜采用长度为5.4m的贝克曼梁弯沉仪、并采用BZZ-100标准车。l支点变形修正(1)适用:采用长度为3.6m的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面等进行弯沉测定时,有可能引起弯沉仪支座处变形,因此测定时应检验支点有无变形。(2)方法:用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用的弯沉仪的后方,其测点架于测定用弯沉仪的支点旁。当汽车开出时,同时测定两台弯沉仪的弯沉读数,如检验用弯沉仪百分表有读数,即应该记录并进行支点变形修正。当在同一结构层上测定时,可在不同的位置测定5次,求平均值,以后每次测定时以此作为修正值。LT=(L1-L2)×2+(L3-L4)×6★掌握:回弹弯沉的表征意义;贝克曼梁法测试的步骤,测试结果计算及温度修正。1、回弹弯沉的表征意义l回弹弯沉值表示路基路面的承载能力,回弹弯沉值越大,承载能力越小,反之则越大。在路表测试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合承载能力。2、贝克曼梁法测试的步骤49 l试验前准备工作:(1)检查并保持测定用车的车况及刹车性能良好;(2)汽车装载使后轴符合标准轴载的要求;(3)测定轮胎接地面积,求出当量圆直径;(4)检查测试用百分表灵敏情况。l测试步骤:(1)布置测点,用粉笔等进行标记l测点应位于行车轮迹带上,其距离随测试需要而定。(1)将测试车后轮轮隙对准测点后约3-5cm处的位置上;(2)将弯沉仪插入汽车后轮轮缝隙处,与汽车行驶方向一致,弯沉仪测头放置测点上(轮隙中心偏前3-5cm处);(3)安装百分表:将百分表安装在弯沉仪测杆上并调零,用手指轻轻叩打弯沉仪,检查百分表是否稳定回零;(4)吹哨指挥汽车缓缓前进,百分表顺着变形的增加顺时针转动,当转动到最大时迅速读取读数L1。汽车仍在前进,表针反时针回转,待汽车驶出弯沉影响半径、表稳定后读取终读数;l汽车前进的速度宜为5km/h左右。(5)结果计算及温度修正①计算测点的回弹弯沉值l当采用3.6m的弯沉仪对半刚性基层沥青路面进行测定时,应进行支点修正,计算路面测点的回弹弯沉值。l沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过(20±2)℃范围时,回弹弯沉值应进行温度修正,温度修正有两种方法(查表法、经验计算法)。②计算平均值和标准差l计算平均值和标准差时,应将超出L±(2~3)S的弯沉特异值舍弃。l用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。③计算代表值:Lr=L+Za·S49 l若在非不利季节测定时,应考虑季节影响系数。五、回弹模量试验检测方法★了解:贝克曼梁法测试的目的、适用范围与试验步骤。l适用于在土基、厚度不小于1m的粒料整层表面,用弯沉仪测试各侧点的回弹弯沉值,通过计算求得该材料的回弹模量值;也适用于在旧路表面测定路基路面的综合回弹模量。l试验步骤1)准备工作(1)选择洁净的路基(面)表面作为测点,在测点处作好标记并编号;(2)无结合料粒料基层的整层试验段(试槽)应符合下列要求:①整层试槽可修筑在行车带范围内或路肩及其他合适处,也可在室内修筑,但均应适于用汽车测定弯沉。②试槽应选择在干燥或中湿路段处,不得铺筑在软土基上。③试槽面积不小于3m×2m,厚度不宜小于lm。l铺筑时,先挖3m×2m×lm(长×宽×深)的坑,然后用欲测定的同一种路面材料按有关施工规定的压实层厚度分层铺筑并压实,直至顶面,使其达到要求的压实度标准。同时应严格控制材料组成,配比均匀一致,符合施工质量要求。④在试槽表面布置测点。l布置在中间2m×lm的范围内,间距25cm,可测定23点。2、测试步骤选择适当的标准车,实测各测点处的路面回弹弯沉值Li。如在旧沥青面层上测定时,应读取温度,并按规定的方法温度修正,得到标准温度20℃时的弯沉值。3、计算:(1)计算全部测定值的算术平均值、单次测量的标准差和自然误差。(2)计算各测点的测定值与算术平均值的偏差值,并计算较大的偏差与自然误差之比di/r0。当某个测点观测值di/r049 的值大于d/r极限值时则应舍弃该测点,然后重新计算所余各测点的算术平均值L及标准差S。(1)计算代表弯沉值。(2)计算土基、整层材料的回弹模量(E1)或旧路的综合回弹模量。★熟悉:回弹模量的常用测试方法;承载板法的目的与适用范围。1、回弹模量的常用测试方法:承载板法、贝克曼梁法、间接测试方法等。2、承载板法的目的与适用范围(1)适用于在现场土基表面,通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法,测出每级荷载下相应的土基回弹变形值,经过计算求得土基回弹模量。(2)测定的土基回弹模量可作为路面设计参数使用。★掌握:承载板法测试步骤与要点1、准备工作(1)根据需要选择有代表性的测点,测点应位于水平的路基上,土质均匀,不含杂物;(2)仔细平整土基表面,撒干燥洁净的细砂填平土基凹处,砂子不可覆盖全部土基表面避免形成一层。(3)安置承载板,并用水平尺进行校正,使承载板置水平状态。(4)将试验车置于测点上,在加劲小梁中部悬挂垂球测试,使之恰好对准承载板中心,然后收起垂球。(5)在承载板上安放千斤顶,上面衬垫钢圆筒,并将球座置于顶部与加劲横梁接触。如用测力环时,应将测力环置于千斤顶与横梁中间,千斤顶及衬垫物必须保持垂直,以免加压时千斤顶倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。(6)安放弯沉仪,将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上,百分表对零或其他合适的初始位置。2、测试步骤49 (1)用千斤顶开始加载,注视测力环或压力表,至预压0.05MPa、稳压1min,使承载板与土基紧密接触,同时检查百分表的工作情况是否正常,然后放松千斤顶油门卸载,稳压1min,将指针对零或记录初始读数。(2)测定土基的压力一变形曲线。l用千斤顶加载,采用逐级加载卸载法,用压力表或测力环控制加载量,荷载小于0.1MPa时,每级增加0.02MPa,以后每级增加0.04MPa左右。为了使加载和计算方便,加载数值可适当调整为整数。每次加载至预定荷载后,稳定1min,立即读记两台弯沉仪百分表数值,然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0,待卸载稳定1min后,再次读数,每次卸载后百分表不再对零。当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的30%时,取平均值。如超过30%,则应重测,当回弹变形值超过1mm时,即可停止加载。(3)各级荷载的回弹变形和总变形,按以下方法计算:回弹变形L=(加载后读数平均值一卸载后读数平均值)×弯沉仪杠杆比总变形L‘=(加载后读数平均值一加载初始前读数平均值)×弯沉仪杠杆比(4)测定汽车总影响量a。最后一次加载卸载循环结束后,取走千斤顶,重新读取百分表初读数,然后将汽车开出10m以外,读取终值数,两只百分表的初、终读数差之平均值乘弯沉仪杠杆比即为总影响量a。(5)在试验点下取样,测定材料含水量。取样数量如下:最大粒径不大于5mm,试样数量约120g;最大粒径不大于25mm,试样数量约250g;最大粒径不大于40mm,试样数量约500g。(6)在紧靠试验点旁边的适当位置,用灌砂法或环刀法或其他方法测定土基的密度。3、计算(1)各级压力的回弹变形加上该级的影响量后,则为计算回弹变形值。l后轴重60KN的标准车的各级荷载影响量系数可查《规程》。当使用其它类型测试车时,计算各级压力下的影响量ai。(2)将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上,排除显著偏离的异常点并绘出顺滑的P-L曲线,如曲线起始部分出现反弯,应修正原点。49 (3)计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值。(4)取结束试验前的各回弹变形值按线形回归方法计算土基回弹模量值。πD∑PiE0=-------------·------------(1-μ2)4∑Li六、水泥混凝土芯样劈裂强度试验方法★熟悉:水泥混凝土芯样劈裂强度试验的目的与适用范围;水泥混凝土芯样劈裂强度试验步骤与要点。1、目的与适用范围:从硬化混凝土结构物中钻取和检查芯样,测定芯样的劈裂抗拉强度,作为评定结构品质的主要指标。2、水泥混凝土芯样劈裂强度试验步骤与要点。(1)试件的制作:l试件两端平面应与它的轴线相垂直,误差不应大于±10,端面凹凸每100mm不超过0.05mm,承压线凹凸不应大于0.25mm。(2)外观检查(3)湿度控制:l试验前试件应在(20±2)℃的水中浸泡40h,从水中取出后立即进行试验。如有专门要求,可用其他养护或湿度控制条件。(4)劈裂试验①将试件、劈裂垫条和垫层放在压力机上,借助夹具两侧杆,将试件对中。②开动压力机,当压力机压板与夹具垫条接近时调整球座使压力均匀接触试件。当压力加到5kN时,将夹具的侧杆抽出,以(60±4)N/s的速度连续、均匀加荷,直至试件劈裂为止,记下破坏荷载,精确至0.01KN。(4)计算计算芯样劈裂抗拉强度Ra49 2PRa=-------------------π·Dm·Lm★掌握:芯样检查内容(1)外观检查:每个芯样应详细描述有无裂缝、接缝、分层、麻面或离析等情况,必要时应记录以下事项:①集料情况:估计集料的最大粒径、形状及种类,粗细集料的比例与级配。②密实性:检查并记录存在的气孔及其位置、尺寸与分布情况。必要时应拍下照片。(1)测量①测平均直径dm:在芯样的中间及两面各1/4处按两个垂直方向测量三对数值确定芯样的平均直径dm,精确到1.0mm。②测平均长度Lm:取芯样直径两端侧面测定钻取后芯样的长度及端面加工后的长度,精确至1.0mm。(3)表面密度:如有必要,应测定芯样的表观密度。七、平整度试验检测方法★了解:平整度指标的意义l平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一。它是指以规定的标准量规,间断地或连续地量测路表面的凹凸情况,即不平整度的指标。l路面的平整度与路面各结构层次的平整状况有着一定的联系,即各层次的平整效果将累积反映到路面表面上。l不平整的表面将会增大行车阻力,并使车辆产生附加振动作用、造成行车颠簸,影响行车的速度和安全及驾驶的平稳和乘客的舒适,同时,振动作用还会对路面施加冲击力,从而加剧路面和汽车机件损坏和轮胎的磨损,并增大油耗。而且,不平整的路面会积滞雨水,加速路面的破坏。因此,平整度的检测与评定是公路施工与养护的一个非常重要的环节。49 ★熟悉:平整度测试设备的分类及其指标;平整度常见测试方法及其特点;3米直尺测定法的测定种类,目的与适用范围;连续式平整度仪法的目的与适用范围,仪器设备,试验结果处理;车载式颠簸累积仪法的目的与适用范围,工作原理,使用技术要点,注意事项;国际平整度指数概念。1、平整度测试设备的分类及其指标(1)断面类:实际上是测定路面表面凹凸情况的,如最常用的3m直尺及连续式平整度仪,还可用精确测定高程得到;(2)反应类:测定路面凹凸引起车辆振动的颠簸情况。反应类指标是司机和乘客直接感受到的平整度指标,因此它实际上是舒适性能指标,最常用的测试设备是车载式颠簸累积仪。现已有更新型的自动化测试役备,如纵断面分析仪,路面平整度数据采集系统测定车等。国际上通用国际平整度指数IRI衡量路面行驶舒适性或路面行驶质量,可通过标定试验得出IRI与标准差ó或单向累计值VBI之间的关系。2、平整度常见测试方法及其特点(1)3m直尺法l测定距离路表面的最大间隙(H)表示路面平整度,以mm计。l不适用于高速公路、一级公路路面面层检测。(2)连续式平整度仪法l路面不平整度的标准差(σ)表示路面平整度,以mm计。l不适用于在己有较多坑槽、破损严重的路面上测定。(3)车载式颠簸累积仪法l本方法规定用车载式颠簸累积仪测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI表示路面的平整度,以cm/km计。l不适用于已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。3、3米直尺测定法的测定种类,目的与适用范围l49 3m直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离(1.5m)连续测定两种。两种方法测定的路面平整度有较好的相关关系。前者常用于施工质量控制与检查验收,单尺测定时要计算出测定段的合格率;等距离连续测试也可用于施工质量检查验收,要算出标准差,用标准差来表示平整程度。l目的与适用范围:用于测定压实成型的路基、路面各层表面的平整度,以评定路面的施工质量及使用质量。4、连续式平整度仪法目的与适用范围,仪器设备,试验结果处理l目的与适用范围:用于测定路表面的平整度,评定路面的施工质量和使用质量,但不适用于在己有较多坑槽、破损严重的路面上测定。l仪器设备:(1)连续式平整度仪:除特殊情况外,连续式平整度仪的标准长度为3m。(2)牵引车:小面包车或其他小型牵引汽车。(3)皮尺或测绳。l试验结果处理(1)连续式平整度测定仪测定后,可按每10cm间距采集的位移值启动计算:100m计算区间的平整度标准差,还可记录测试长度、曲线振幅大于某一定值(3mm、5mm、8mm、10mm等)的次数、曲线振幅的单向(凸起或凹下)累计值及以3m机架为基准的中点路面偏差曲线图。当为人工计算时,在记录曲线上任意设一基准线,每隔一定距离(宜为1.5m)读取曲线偏离基准线的偏离位移值di。(2)每一计算区间的路面平整度以该区间测定结果的标准差表示。(3)计算一个评定路段内各区间平整度标准差的平均值、标准差、变异。5、车载式颠簸累积仪法的目的与适用范围,工作原理,使用技术要点,注意事项l目的和适用范围(1)用车载式颠簸累积仪测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI表示路面的平整度,以cm/km计。(2)本方法适于测定路面表面的平整度,以评定路面的施工质量和使用期的舒适性。但不适用于已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。l工作原理49 测试车以一定的速度在路面上行驶,由于路面上的凹凸不平状况,引起汽车的激振,通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI,以cm/km计。lVBI越大,说明路面平整性越差。l使用技术要点(1)仪器安装应准确、牢固、便于操作。(2)测试速度以32km/h为宜,一般不宜超过40km/h。l注意事项:(1)检测结果与测试车机械系统的振动特性和车辆行驶速度有关。减振性能好,则VBI测值小;车速越高,VBI测值越大。因此必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性。(2)用车载式颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBI,与用连续式平整仪测出的标准差ó概念不同,可通过对比试验,建立两者的相关关系,将VBI值换算为ó,用于路面平整度评定。(3)通过标定试验,建立VBI与IRI的相关关系,将颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBI换算为国际平整度指数IRI。6、国际平整度指数概念(IRI):国际平整度指数是衡量路面行驶舒适性或路面行驶质量的指数,是一项标准化的平整度指标。★掌握:3米直尺测定法的测点选择、测试要点与计算;连续式平整度仪法测试要点;VBI与其他平整度指标相关关系的建立。1、3米直尺测定法的测点选择、测试要点与计算l测点选择:①当为施工过程中质量检测需要时,测试地点根据需要确定,可以单杆检测;②当为路基、路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时,应首尾相接连续测10尺。除特殊需要外,应以行车道一侧车轮轮迹带(距车道线80~100cm)作为连续测定的标准位置。③对旧路面已形成车辙的路面,应取车辙中间位置为测定位置,用粉笔在路面上作好标记。49 l测试要点①在施工过程中检测时,按根据需要确定的方向,将3m直尺摆在测试地点的路面上。②目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况,确定间隙为最大的位置。③用有高度标线的塞尺塞进间隙处,量记最大间隙的高度,精确至0.2mm。④施工结束后检测时,按《公路工程质量检验评定标准》的规定,每1处连续检测10尺,按上述步骤测记10个最大间隙。l计算(1)单杆检测:以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果。(2)连续10尺时:判断每个测定值是否合格,计算合格率,并计算10个最大间隙的平均值。1、连续式平整度仪法测试要点(1)选择测试路段路面测试地点,同3m直尺法。(2)将连续式平整度测定仪置于测试路段路面起点上。(3)在牵引汽车的后部,将平整度的挂钩挂上后,放下测定轮,启动检测器及记录仪,随即启动汽车,沿道路纵向行驶、横向位置保持稳定,并检查平整度检测仪表上测定数字显示、打印、记录的情况。如检测设备中某项仪表发生故障,即停车检测,l牵引平整度仪的速度应均匀,速度宜为5km/h,最大不得超过12km/h。l在测试路段较短时,亦可用人力拖拉平整度仪测定路面的平整度。但拖拉时应保持匀速前进。2、VBI与其他平整度指标相关关系的建立用车载式颠簸累积仪测定的VBI值需要与其他平整度指标(如连续式平整度仪测出的标准差、国际平整度指数IRI等)进行换算时,应将车载式颠簸累积义的测试结果进行标定,即与相关的平整度仪测量结果建立相关关系,相关系数均不得小于0.90。l为与其他平整度指标建立相关关系,选择的标定路段应符合下列要求:(1)有5~49 6段不同平整度的现有道路,从好到坏不同程度的都应各有一段。(2)每段路长宜为250~300m。(3)每一段中的平整度应均匀,段内应无大大差别。(4)标定路段应选纵坡变化较小的平坦、直线地段。(5)选择交通量小或可以疏导的路段)减少标定时车辆的干扰。标定路段起迄点用油漆作好标记,并每隔一定距离作中间标记,标定宜选择在行车道的正常轮迹上进行。1)用连续式平整度仪进行标定(1)用于标定的仪器应按规定进行校准,能准确测定路面平整度。(2)按现行操作规程用连续式平整度仪沿选择的每个路段全程连续测量平整度3~5次,取其平均值作为该路段的测试结果(以标准差表示)。(3)用车载式颠簸累积仪沿各个路段进行测量,重复3~5次后,取其各次颠簸累积值的平均值作为该路段的测试结果,与平整度仪的各段测试结果相对应。标定时的测试车速应在30~50km/h范围内选用一种或两种稳定的车速分别进行,记录车速及搭载量,以后测试时的情况应与标定时的相同。(4)整理相关关系将连续式平整度仪测出的标准差ó及车载式颠簸累积仪测出的颠簸累积值VBIv绘制出曲线并进行回归分析,建立相关关系。2)将车载式颠簸累积仪测定结果换算成国际平整度指数的标定方法(1)将所选择的标定路段在标记上每隔0.25m作出补充标记。(2)在每个路段上用经过校准的精密水平仪分别测出每隔0.25m标点上的标高,计算国际平整度指数IRI。(3)用车载式颠簸累积仪测试得到各个路段的测试结果。(4)将各个路段的国际平整度指数IRIv与颠簸累积值绘制出曲线并进行回归分析,建立相关关系。八、路面抗滑性能试验检测方法★了解:电动铺砂法的试验步骤与计算。1、准备工作49 (1)量砂准备:取洁净的细砂,晾干、过筛,取0.15~0.3的砂置适当的容器中备用。已在路面上使用过的砂如回收重复使用时应重新过筛并晾干。(2)测点选择:对测试路段按随机取样选点的方法,决定测点所在横断面的位置,测点应选在行车道的轮迹带上,距路面边缘不应小于1m。2、电动铺砂器标定(1)将铺砂器平放在玻璃板上,将砂漏移至铺砂器端部。(2)将灌砂漏斗口和量筒口大致齐平。通过漏斗向量筒中缓缓注入准备好的量砂至高出量筒成尖顶状,用直尺沿筒口一次刮平,其容积为50mL。(3)将漏斗口与铺砂器砂漏上口大致齐平。将砂通过漏斗均匀倒人砂漏,漏斗前后移动,使砂的表面大致齐平。但不得用任何其他工具刮动砂。(4)开动电动马达,使砂漏向另一端缓缓运动,量砂沿砂漏底部铺成宽5cm的带状,待砂全部漏完后停止。(5)L1及L2的平均值决定量砂的摊铺长度L0,精确至1mm:(6)重复标定3次,取平均值决定L0,精确至1mm。标定应在每次测试前进行,用同一种量砂,由同一试验员承担测试。3、测试步骤(1)将测试地点用毛刷刷净,面积大于铺砂仪。(2)将铺砂仪沿道路纵向平稳地放在路面上,将砂漏移至端部。(3)按上述电动铺砂器标定(2)~(5)相同的步骤,在测试地点摊铺50mL量砂,量取摊铺长度L1及L2。计算L,准确至1mm。(4)按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m,该处的测定位置以中间测点的位置表示。4.计算(1)计算铺砂仪在玻璃板上摊铺的量砂厚度t0。(2)计算路面构造深度TD:49 (3)每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果,精确至0.1mm。(4)计算每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。★熟悉:路面抗滑性能的概念,影响因素,宏观构造与微观构造;路面抗滑性能的测试方法及其原理、特点和适用范围;手工铺砂法的试验目的与适用范围;电动铺砂法的试验目的与适用范围;摆式仪试验的目的、适用范围;摆式仪测试摆值的温度修正;SCRIM摩擦系数测定车测定横向力系数的目的与适用范围,测试设备要求,测定步骤及其测试数据处理;路面抗滑性能检测中应注意的问题。1、路面抗滑性能的概念,影响因素路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力,用轮胎与路面间的摩阻系数来表示。l影响抗滑性能的因素有路面表面特性、路面潮湿程度、路面温度和行车速度。n表面粗糙时,抗滑性能相对要好。n路面干燥时,抗滑性能相对要好。n温度低时,抗滑性能相对要好。2、宏观构造与微观构造l路表面微观构造是指集料表面的粗糙度,它随车轮的反复磨耗而渐被磨光。通常采用石料磨光值(PSV)表征抗磨光的性能。l宏观构造是由路表外露集料间形成的构造,功能是使车轮下的路表水迅速排除,以避免形成水膜。宏观构造由构造深度表征。n微观构造在低速(30~50km/h以下)时对路表抗滑性能起决定作用,而高速时主要作用的是宏观构造。3、路面抗滑性能的测试方法及其原理、特点和适用范围l抗滑性能测试方法有:制动距离法、摩擦系数测定车法、摆式仪法、构造深度法(手工铺砂法,电动铺砂法、激光构造深度仪法)。(1)摆式仪法:是指用标准的手提式摆式摩擦系数测定仪测定的路面在潮湿条件下对摆的摩擦阻力。l原理:摆式仪的摆锤底面装一橡胶滑块,当摆锤从一定高度自由下摆时,滑块面同试验表面接触,由于两者间的磨擦而损耗部分能量,使摆锤只能回摆以一定高度,表面摩擦阻力越大,回摆高度越小(摆值越大)49 l特点:受人为因素影响大,检测速度慢,只适用于一般公路不具备摩擦系数测定车时的抗滑性能检测。l适用范围:适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面的抗滑值,用以评定路面在潮湿状态下的抗滑能力。l摆值的温度修正:当路面温度为T时测得的摆值为FBT,必须换算成标准温度20℃的摆值FB20。FB20=FBT+△Fl路表温度>20℃时,△F>0,也就是说温度高时,实际测定的摆值要比温度低时小,温度高时,抗滑性能下降。(2)铺砂法:构造深度是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度。l原理:将已知体积的砂,摊铺在所要测试路表的测点上,量取摊平覆盖的面积,砂的体积与所覆盖平均面积的比值,为构造深度。l特点:铺砂法测定误差较大,效率低。l适用范围:适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度,用以评定路面表面的宏观粗糙度、路面表面排水性能及抗滑性能。(3)激光构造深度仪:是小型手推式路面构造深度测试仪,也称激光纹理测试仪。l原理:高速脉冲半导体激光器产生红外线投射到道路表面,从投影面上散射光线由接收透镜聚焦到以线性布置的光敏二级管上,接收光线最多的二极管位置给出了这一瞬间到道路表面的距离,通过一系列计算可得出构造深度。l特点:运输方便,操作快捷,费用低廉,可靠性好等优点。l适用范围:适用于测定沥青路面干燥表面的构造深度,用以评定抗滑及表面排水能力,测试温度不低于0℃。(4)摩擦系数测定车:路面横向力系数是指用标准的摩擦系数测定车测定,当测定轮与行车方向成一定角度且以一定速度行驶时,轮胎与潮湿路面之间的摩擦阻力与试验轮上荷载的比值即为横向力系数。l路面横向力系数既表示车辆在路面上制动时的路面抗力49 ,还表征车辆在路面上发生侧滑时的路面抗力,因此它是路面纵横向摩擦系数的综合指标,反映较高速度下的路面抗滑能力。n横向力系数越大,路面抗滑能力越强。l特点:测试速度高、不妨得交通,特别适宜于在高速公路、一级公路上进行测试。l适用范围:适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面的横向力系数,结果可作为竣工验收或使用期评价路面抗滑性能的依据。lSCRIM摩擦系数测定车要求l设备组成:主要由车辆底盘、测量机构、供水系统、荷载传感器、仪表及操作记录系统、标定装置等组成。l测量机构:测试轮与车辆行驶方向成20º角。作用于测试轮上的静态标准荷载为2KN。测试轮胎应为3.00-20光面轮胎,其标准气压为:0.35±0.01Mpa,轮胎直径减小达6mm时,需更换新轮胎。(每个测试轮大约测350~400Km)l测定车辆轮胎气压应符合所用汽车规定的标准气压范围。l能控制洒水量,水膜厚度不小于1mm。l标准检测速度50Km/h。4、路面抗滑性能检测中应注意的问题(1)摆式仪使用前必须进行标定,否则所测数据缺乏可靠性。(2)摆式仪法测定时“标定滑动长度”是一个非常重要的环节,标定时应取滑溜块与路面正好轻轻接触的点进行量取。切不可给摆锤一个力,让它有滑动后再量取,这样标定,则滑动长度偏长,所测摆值偏大。(3)手工铺砂法不同的人所测结果往往差别较大,其原因较多,例如装砂的方法不标准,摊砂用的推平板不标准,最主要的是砂摊开到多大程度为止,各人掌握得不一。为了使测试结果准确可靠,测试时应严格掌握操作方法中的细节问题。(4)构造深度以铺砂法为标准方法。利用激光构造深度仪测出的构造深度与铺砂法测试结果不同,不能直接用以评定路面的抗滑性能,49 必须换算为铺砂法的构造深度后才能判定。(5)原《规范》中抗滑标准竣工验收的标准,测试时间规定为交工验收后的第一个夏季,认为夏季是最不利季节。现改为交工检测标准,在交工验收后12个月内进行。★掌握:路面抗滑性能指标的意义;手工铺砂法的试验步骤与计算结果取值;摆式仪测试中橡胶片的要求;摆式仪测试的试验步骤与要点。1、路面抗滑性能指标的意义:行车安全。2、手工铺砂法的试验步骤与计算结果取值l准备工作(1)量砂准备:取洁净的细砂晾干、过筛,取0.15~0.3mm的砂置适当的容器中备用。量砂只能在路面上使用一次,不宜重复使用。回收砂必须经干燥、过筛处理后方可使用。(2)测点选择:对测试路段按随机取样选点的方法,决定测点所在横断面位置。测点应选在行车道的轮迹带上,距路面边缘不应小于1m。l试验步骤①用扫帚或毛刷子将测点附近的路面清扫干净,面积不小于30cm×30cm。②用小铲装砂沿筒向圆筒中注满砂,手提圆筒上方,在硬质路面上轻轻地叩打3次,使砂密实,补足砂面用钢尺一次刮平。l不可直接用量砂筒装砂,以免影响量砂密度的均匀性。③将砂倒在路面上,用底面粘有橡胶片的推平板,由里向外重复做摊铺运动,稍稍用力将砂细心地尽可能地向外摊开;使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中,尽可能将砂摊成圆形,并不得在表面上留有浮动余砂。注意摊铺时不可用力过大或向外推挤。④用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径,取其平均值,准确至5mm。⑤按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。49 l计算(1)计算路面表面构造深度测定结果(mm)1000V31831TD=-------------=_---------------πD2/4D2(2)每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果,精确至0.1mm。(3)计算每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。l报告时,当平均值小于0.2mm时,试验结果以<0.2mm表示。1、摆式仪测试中橡胶片的要求(1)尺寸为6.35mm×25.4mm×76.2mm,橡胶质量应符合标准的要求;(2)当橡胶片使用后,端部在长度方向上磨损超过1.6mm或边缘在宽度方向上磨耗超过3.2mm,或有油污染时,即应更换新橡胶片;(3)新橡胶片应先在干燥路面上测10次后再用于测试;(4)橡胶片的有效使用期为1年。5、摆式仪测试的试验步骤与要点l准备工作(1)检查摆式仪的调零灵敏情况,并定期进行仪器的标定。当用于路面工程检查验收时,仪器必须重新标定。(2)对测试路段按随机取样方法,决定测点所在横断面位置。测点应选在行车牢道的轮迹带上,距路面边缘不应小于1m,并用粉笔作出标记。测点位置宜紧靠铺砂法测定构造深度的测点位置,并与其一一对应。l试验步骤(1)仪器调平①将仪器置于路面测点上,并使摆的摆动方向与行车方向一致。②转动底座上的调平螺栓,使水准泡居中。(2)调零49 ①放松上、下两个紧固把手,转动升降把手,使摆升高并能自由摆动,然后旋紧紧固把手。②将摆向右运动,按下安装于悬臂上的释放开关,使摆上的卡环进入开关槽,放开释放开关,摆即处于水平位置,并把指针抬至与摆杆平行处。③按下释放开关,使摆向左带动指针摆动,当摆达到最高位置后下落时,用左手将摆杆接住,此时指针应指向零。若不指零时,可稍旋紧或放松摆的调节螺母,重复本项操作,直至指针指零。调零允许误差为±1BPN。(3)校核滑动长度①用扫帚扫净路面表面,并用橡胶刮板清除摆动范围内路面上的松散粒料。②让摆自由悬挂,提起摆头上的举升柄,将底座上垫块置于定位螺丝下面,使摆头上的滑溜块升高,放松紧固把手,转动立柱上升降把手、使摆缓缓下降。当滑块上的橡胶片刚刚接触路面时,即将紧固把手旋紧,使摆头固定。③提起举升柄,取下垫块,使摆向右运动。然后,手提举升柄使摆慢慢向左运动,直至橡胶片的边缘刚刚接触路面。在橡胶片的外边摆动方向设置标准尺,尺的一端正对准该点。再用手提起举升柄,使滑溜块向上抬起,并使摆继续运动至左边,使橡胶片返回落下再一次接触地面,橡胶片两次同路面接触点的距离应在126mm(即滑动长度)左右。若滑动长度不符合标准时,则升高或降低仪器底正面的调平螺丝来校正,但需调平水准泡,重复此项校核直至滑动长度符合要求,而后,将摆和指针置于水平释放位置。l校核滑动长度时应以橡胶片长边刚刚接触路面为准,不可借摆力量向前滑动,以免标定的滑动长度过长。(4)用喷壶的水浇洒试测路面,并用橡胶刮板刮除表面泥浆。49 (5)再次洒水,并按下释放开关,使摆在路面滑过,指针即可指示出路面的摆值。但第一次测定,不做记录。当摆杆回落时,用左手接住摆,右手提起举长柄使滑溜块升高,将摆向右运动,并使摆杆和指针重新置于水平释放位置。(6)重复(5)的操作测定5次,并读记每次测定的摆值,即BPN,5次数值中最大值与最小值的差值不得大于3BPN。如差数大于3BPN时,应检查产生的原因,并再次重复上述各项操作,至符合规定为止。取5次测定的平均值作为每个测点路面的抗滑值(即摆值FB),取整数,以BPN表示。(7)在测点位置上用路表温度计测记潮湿路面的温度,精确至1℃。(8)按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。每一处均取3次测定结果的平均值作为试验结果,精确至1BPN。九、路面结构层厚度试验检测方法★了解:路面结构层厚度的重要性。在路面工程中,各层次的厚度是和道路整体强度密切相关的。只有在保证厚度的情况下,路面的各个层次及整体的强度才能得到保证,严格控制各结构层的厚度,还能对路面的标高起到一定的控制作用,是一个非常重要的指标。★熟悉:路面结构层厚度检测方法及其适用场合;挖坑法检测厚度的要点;钻孔取样法检测厚度的要点。1、路面结构层厚度检测方法及其适用场合(1)挖坑法:适用于基层或砂石路面(2)钻孔法取样:适用于测定沥青面层、水泥混凝土路面(3)雷达、超声波等方法:适用于沥青路面或水泥混凝土路面各层厚度及总厚度测试、桥面沥青覆盖层的厚度。2、挖坑法检测厚度的要点(1)根据规范的要求,随机取样决定挖坑检查的位置。如为旧路,该点有坑洞等显著缺陷或接缝时,可在其旁边检测。49 (2)选一块约40×40cm的平坦表面作为试验地点,用毛刷将其清扫干净。(3)根据材料坚硬程度,选择镐、铲、凿子等适当的工具,开挖这一层材料,直至层位底面。在便于开挖的前提下,开挖面积应尽量缩小,坑洞大体呈圆形,边开挖边将材料铲出,置于搪瓷盘中。(4)用毛刷将坑底清扫,确认为坑底面下一层的顶面。(5)将钢板尺平放横跨于坑的两边,用另一把钢尺或卡尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底,测量坑底至钢板尺的距离,即为检查层的厚度,精确至0.1cm。3、钻孔取样法检测厚度的要点(1)根据规范的要求,随机取样决定挖坑检查的位置。如为旧路,该点有坑洞等显著缺陷或接缝时,可在其旁边检测。(2)用路面取芯钻孔机钻孔,芯样的直径应为100mm。如芯样仅供测量厚度,不作其他试验,对沥青面层与水泥混凝土板也可用直径50mm的钻头,对基层材料有可能损坏试件时,也可用直径150mm的钻头,但钻孔深度必须达到层厚。(3)仔细取出芯样,清除底面灰尘,找出与下层的分界面。(4)用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度,取其平均值,即为该层的厚度,精确至0.1cm。★掌握:试坑或钻孔填补的要点,结构层厚度评定要点。1、试坑或钻孔填补的要点补填工序如有疏忽,易成为隐患而导致开裂,所有挖坑、钻孔均应仔细做好。按下列步骤用取样层的相同材料填补试坑或钻孔(1)适当清理坑中残留物,钻孔时留下的积水应用棉纱吸干。(2)对无机结合料稳定层及水泥混凝土路面板,按相同配比用新拌的材料并用小锤击实。水泥混凝土中宜掺加少量快凝早强的外掺剂。(3)对无结合料粒料基层,可用挖坑时取出的材料,适当加水拌和后分层填补,并用小锤击实。49 (4)对正在施工的沥青路面,用相同级配的热拌沥青混合料分层填补并用加热的铁锤或热夯压实。旧路钻孔也可用乳化沥青混合料修补。(5)所有补坑结束时,宜比原面层略鼓出少许,用重锥或压路机压实平整。十、沥青路面渗水性能检测方法★了解:沥青路面渗水性能检测的必要性。沥青路面渗水性能能间接反映沥青混合料级配组成的一个间接指标,如果路面渗水严重,则沥青混合料和路面的耐久性将大大降低。如果沥青面层均透水,则表面水势必透入到基层或路基,降低路面承载能力,易造成路面水损害;如面层中有一层不透水,且表层透水,则表面水能及时下渗,不致形成水膜,提高抗滑能力,如OGFC等透水路面。★熟悉:沥青路面渗水系数概念;沥青路面渗水试验的目的与适用范围。1、渗水系数是指在规定的水头压力下,水在单位时间内通过一定面积的路面渗入下层的数量,单位是:ml/min。2、适用范围:(1)在路面施工结束后即进行测定。(2)不适用于测定对于公称最大粒径大于26.5mm的下面层、基层混合料。l路面渗水系数与空隙率有很大关系,通常空隙率愈大,渗水系数愈大,路面渗水愈严重。但同样的空隙率,渗水情况却不同,空隙率包括开口空隙和闭口空隙,只有开口空隙才渗水。l控制好空隙率和压实度,不能完全保证渗水性能。★掌握:沥青路面渗水试验的步骤、要点与计算沥青路面渗水试验方法仪具及材料:路面渗水仪、水桶及大漏斗、秒表、密封材料、其他如水等。1、准备工作(1)在测试路段的行车道面上,按随机取样方法选择测试位置,每一个检测路段应测定5个测点,用扫帚清洁表面,并用粉笔划上测试标记。(2)在洁净的水桶内滴入几点红墨水,使水成淡红色。49 (3)装妥路面渗水仪。2、试验步骤(1)将清扫后的路面用粉笔按测试仪器底座大小划好圆圈记号。(2)在路面上沿底座圆圈抹一薄层密封材料,边涂边用手压紧,使密封材料嵌满缝隙且牢固地粘结在路面上,密封料圈的内径与底座内径相同,约150mm,将组合好的渗水仪底座用力压在路面密封材料圈上,再加上压重铁圈压住仪器底座,以防压力水从底座与路面间流出。(3)关闭细管下方的开关,向仪器的上方量筒中注入淡红色的水至满,总量为600mL。(4)迅速将开关全部打开,水开始从细管下部流出,待水面下降100mL时,立即开动秒表,每间隔60s,读记仪器管的刻度一次,至水面下降500mL时为止。测试过程中,如水从底座与密封材料间渗出,说明底座与路面密封不好,应移至附近干燥路面处重新操作。如水面下降速度很慢,从水面下降至100mL开始,测得3min的渗水量即可停止。若试验时水面下降至一定程度后基本保持不动,说明路面基本不透水或根本不透水,则在报告中注明。(5)按以上步骤在同1个检测路段选择5个测点测定渗水系数,取其平均值,作为检测结果。CW=(V2-V1)/(t2-t1)*60十一、CBR值现场测试技术了解:路基填料CBR值要求;长杆贯入CBR间接推算法。CBR又称加州承载比,由美国加利福尼亚州公路局首先提出来,用于评定路基土和路面材料的强度指标。在国外多采用CBR作为路面材料和路基土的设计参数。熟悉:土基现场CBR值测试原理与技术要点;落球仪快速测定土基现场CBR值的试验原理与技术要点。1、土基现场CBR值测试原理与技术要点1)测试原理49 在公路路基施工现场,用载重汽车作为反力架,通过千斤顶连续加载,使贯人杆匀速压人土基。为了模拟路面结构对土基的附加应力,在贯人杆位置安放荷载板。路基强度越高,贯人量为2.5mm或5.0mm时的荷载越大,即CBR值越大。2)测试技术要点(1)将测点约直径30cm范围的表面找平。(2)安装现场测试装置,使贯人杆与土基表面紧密接触。(3)起动千斤顶,使贯人杆以lmm/min的速度压人土基,记录不同贯人量及相应荷载。贯人量达7.5mm或12.5mm时结束试验。(4)卸载后在测点取样,测定材料含水量。(5)在测点旁用灌砂法或环刀法等测定土基的密度。(6)绘制荷载压强一贯人量曲线,必要时进行原点修正。l应当注意,公路现场条件下测定的CBR值,因土基的含水量和压实度与室内试验条件不同,也未经泡水,故与室内试验CBR值不一样。应通过试验,寻找两者之间的关系,换算为室内试验CBR值后,再用于路基施工强度检验或评定。2、落球仪快速测定土基现场CBR值的试验原理与技术要点l试验精度较高,方法可靠,快速简便,能满足路基施工现场检验的要求。1)试验原理一定质量的球从一定高度自由下落到土基表面,陷入深度越小,表明路基强度越高。根据落球在一定高度自由下落陷入上面所做的功与室内标准试验贯人深度所做的功相等的原理,推导得出由落球陷痕直径D值计算现场CBR值的公式。2)试验技术要点(1)将测点土基表面刮平。(2)将落球仪置于测点,使球体自由落下,用卡尺量落球陷痕直径D值。(3)计算现场CBR值。l49 落球仪测定的现场CBR值,因土基的含水量和压实度与室内CBR试验标准条件不同也未经泡水,所测结果与前述“土基现场CBR值测试方法”所得现场CBR值相近。同样,应通过对比试验,建立落球仪CBR值与室内CBR值相关关系,换算为室内CBR值后,再用于评定路基强度。十二、压实度测试新技术★了解:振动压路机的压实度连续检测仪的工作原理与技术要点;落锤频谱式路基压实度快速测定仪的工作原理与使用技术要点。2、落锤频谱式路基压实度快速测定仪的工作原理与使用技术要点落锤频谱式路基压实度快速测定仪是利用落锤的冲击使土体产生反弹力、,并利用低频测出土体响应值的一种不测含水量就能得到路基压实度的测试仪器。检测时,不需挖坑;每测一个点,只需2~3min。该仪器体积小(仪器外形尺寸:320×140×300mm,冲击架高460mm),质量轻(8.8kg),携带使用方便;既可在施工工地现场使用,也可在实验室土槽中使用。1)工作原理在已碾压的路基表面上:使落锤自由落下,接触地面时;土体表面随即产生一反弹力。从理论上讲,土体愈密实,吸能作用愈弱,反弹力愈强。反弹力使加速度传感器工作,记录加速度值。经过信号放大、滤波、模数转换及CPU数据处理,最后由显示器显示,同时打印机输出压实度数值。2、使用技术要点(1)压实度曲线的标定路基压实度曲线的标定工作十分重要,应在仪器各部分功能正常的情况下进行。标定工作实质上就是制作标定线,这种工作一般在试验室内进行。标定时一定要选择工程所使用的土类,而且,选择的土类要具有工程代表性,这是确保标定精度的必要条件。压实度标定就是建立压实度加速度传感器响应值与压实度大小的关系曲线。(2)测点数与测点布置49 路基压实度测定以两次平均值作为测点压实度数值。两次压实度测值的相对误差超过1%,则需要进行第三次实测,利用三次平均值作为压实度最终结果。几次测定测点位置的安排主要取决于落锤的底面直径以及路基土冲击后回弹恢复的时间t。当t=1min之内,就要将落锤的位置向旁侧移动1.50d的距离作第二次测定;当t=3min时,则可在同一位置测定第二次,这样的安排不会引起误差。十三、弯沉检测新技术了解:自动弯沉仪的工作原理与使用技术要点;激光弯沉仪的工作原理与应用技术要点。★熟悉:落锤式弯沉仪的工作原理与使用技术要点。★掌握:自动弯沉仪、落锤式弯沉仪的测试结果含义自动弯沉仪:静态总弯沉落锤式弯沉仪:动态总弯沉19、路面平整度、抗滑性能检测新技术与路面雷达测试系统★了解:激光路面平整仪的工作原理与使用技术要点;摩擦系数测定车的组成、工作原理及与摆式仪的关系;激光构造深度仪的工作原理与使用技术要点;路面雷达测试系统的工作原理与使用技术要点。★熟悉:路面雷达测试系统的适用场合l路面雷达测试系统的适用场合(1)适用于沥青路面、水泥混凝土路面各层厚度及总厚度测试;(2)路面下空洞探测;(3)路面下相对高湿度区域检测;(4)路面下的破损状况检测;(5)桥面混凝土剥落状况;(6)检测桥内混凝土与钢筋脱离状况;(7)测试桥面沥青铺装层的厚度。49
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