公路试验检测考试土工试验.doc

土工试验1、土的三相组成及物理性质指标换算了解：土的形成过程熟悉：土的三相组成掌握：含水量试验；密度试验；比重试验2、土的颗粒划分及工程分类了解：土粒大小及粒组划分；粒度、粒度成分及其表示方法；水力直径、司笃克斯定律熟悉：土的工程分类及命名；土粒继配指标：cu、cc掌握：颗粒分析试验土的三相组成及物理性质指标换算 土是由土颗粒：水及气体三种物质组成的集合体 土的密度、土颗粒的比重gs、土的含水量 、干密度 d、饱和密度 sat、浮密度 、孔隙比e、孔隙率n、饱和度sr 土的密度 =m/v(kn/m3) 土颗粒的比重 gs=ms/vs/(mw/vw4), s=ms/vs 土的含水量 =mw/ms 干密度 d=ms/v 饱和密度 sat=(ms+vv* w)/v 浮密度 =(ms-vs* w)/v 孔隙比 e=vv/vs 孔隙率 n=vv/v*100% 饱和度 sr=vw/vv*100%含水量试验 测试方法：烘干法、酒精燃烧法、含水量的其他测试方法、特殊土的含水量测试方法 适用范围： 烘干法：粘质土、粉质土、沙类土和有机质土类 酒精燃烧法：无粘性土和一般粘性土，不适用于含有机质土、含盐量较多的土和重粘土 其他方法：红外线照射法、比重法、微波加热法、碳化钙气压法烘干法含水量试验 仪器设备：烘箱（105-110）；天平（0.01g）；其他 步骤：1.取样：细粒土15-30g；沙类土、有机土50g；2.烘干：温度105-110 、时间：细粒土不少于8小时；沙类土不少于6小时；对含有机质超过5%的土，应将温度控制在65-70 的恒温下烘干；3.冷却称量：放入干燥器内冷却0.5-1.0小时；称量；4.结果整理： =(m-ms) /ms*100%;5.数据修约：称量准确至0.01g ,计算至0.1% 精密度与允许差：本试验须进行两次平行试验，取其算术平均值，允许平行误差应符合下表烘干法含水量试验酒精燃烧法及其他方法 酒精燃烧法与烘干法的差异：1.样品数量减少；2.用酒精燃烧三次；3.快速测定；4.较多用于现场 红外线照射法：所得结果较烘干法含水量略达1%左右； 比重法：适用于沙类土，将土样放入一定容积的玻璃瓶中称重，算出土粒在水中的浮重，进一步求出土的含水量 微波加热法：所得结果与标准烘干法相对误差小于1.5% 特殊土的含水量测试方法 含石膏土和有机质土 无机结合料稳定土密度试验方法 测试方法有：环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法 环刀法 仪器设备：环刀、天平（感量0.1g）、其它 试验步骤：环刀取样、称重、计算 精密度与允许差：称重精确至0.1g，计算精确至 0.01g/cm3，试验进行两次，平行差值不得大于0.03g/cm3。 计算公式： =(m1-m2)/v 蜡封法 仪器设备：天平（感量0.01g）、石蜡等 试验步骤：取土样（大于30cm3）、称量石蜡加热、浸泡试件、冷却称量、水中称重、重复空气中称重、计算 精密度与允许差： 称量精确至0.01g、水分进入质量超过0.03g，应重做 计算公式： =m/(m1-m2)/ wt-(m1-m2)/ n)现场坑试法 现场坑试法包括灌砂法、灌水法 目的与适用范围：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空洞或大空隙材料的压实度检测。现场坑试法（续）现场坑试法（续1） 仪器设备：灌砂筒、金属标定罐、基板、玻璃板、试样盘、天平或台秤（称量1015kg，感量不大于1g）（用于含水量检测的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g）、含水量测定器具、量砂、盛砂的容器、其他现场坑试法（续2） 试验步骤：按现行方法测定最大干密度及最佳含水量（或者综合毛体积密度）、标定锥体砂重、标定量砂密度、选点清扫表面、检测锥体砂重（当表面粗糙时）、凿坑、称重、测定含水量、灌砂、称量余砂重、计算。现场坑试法（续3） 计算公式 填满试坑用砂的质量mb(g): mb=m1-m4-(m5-m6)（有基板时） mb=m1-m4 -m2（无基板时） 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，灌砂筒内砂的质量(g) ； (m5-m6)-灌砂筒圆锥体内及基板和粗糙面间砂的合计质量(g)现场坑试法（续4） 试坑材料的湿密度w(g/cm3) ： w = mw/ mb* s 式中： mw - 试坑中取出的全部材料的质量(g) ； s - 量砂的单位质量(g) 试坑材料的干密度d(g/cm3): d = w /(1+0.01)现场坑试法（续5） 计算施工压实度： k= d / c *100 各种材料的干密度均应准确至0.01 (g/cm3)比重试验 比重试验包括比重瓶法和浮称法 比重瓶法 仪器设备：比重瓶（100、50ml）、天平（200g/0.001g）、恒温水槽（ 1）、砂浴、真空抽泣设备、温度计（050 /0.5 ）、其它 试验步骤：称取样品15g装入比重瓶中、煮沸排气、称重、温度校正、计算 精密度与允许差：称量精确至0.001g，计算结果精确至0.01g/cm3，本试验应进行两次平行试验，取其算术平均值，其平行差不得大于0.02g/cm3 计算公式：gs=ms/(m1+ms-m2)*gwt比重试验 浮称法 仪器设备：静水力学天平（2000g以上/感量1/1000）、烘箱、其它 试验步骤：取样（500-1000g）、浸泡、水中重、干重、网重、水温、计算 精密度与允许差：同前 计算公式：gs=ms/(ms-(m2-m1)*gwt gs=1/(p1/gs1+p2/gs2) 土的粒组划分及工程分类土的粒组划分及工程分类 土的粒度成分：不同粒组的相对含量 及其表示方法：表格法、累积曲线法、三角形坐标法 土粒级配指标：不均匀系数、曲率系数 cu=d60/d10 cc=d30*d30/d10*d60颗粒分析试验 分析方法：筛分法、沉降分析法 筛分法：一套标准筛、测定每一筛子上的土粒质量、计算分级通过率和累积通过率 沉降分析法：根据土粒在液体中沉降的速度与粒径间的关系可由斯笃克斯定理确定，有比重计法和移液管法。 粒径与沉降速度的平方成正比；斯笃克斯公式求得的粒径并不是实际土粒的直径，而是理想球体的直径，称为水力直径相对密实度及天然含水量 当砂土样以最疏松状态制备时，其孔隙比达到最大值emax；当砂土样受振或捣实时，砂粒相互靠拢压紧，孔隙比达最小值emin。砂土在天然状态时孔隙比为e，则其相对密实度dr可表示其紧密程度。 dr=(emax-e)/(emax-emin) 相对密实度试验 仪器设备：量筒（500、1000ml）、长颈漏斗、锥形赛、最小孔隙比仪、金属容器、振动仪、击锤 试验步骤：最大孔隙比测定、最小孔隙比测定 精密度与允许差：称量精确至1g，计算精确至0.01 g/cm3，须进行两次平行试验，平行误差不得超过0.03 g/cm3。 计算公式： dmin=m/vmax dmax =m/vmin emax= wgs/ dmin-1 emin= wgs/ dmin-1粘性土的界限含水量 土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量成为液限 土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量成为塑限 液限与塑性之差值称为塑性指数 ip=wl-wp 液性指标il=(w-wp)/(wl-wp)=(w-wp)/ip 液塑限联合测定法 仪器设备 lp-100型液塑限联合测定仪；锥体质量为100g，锥角为30。 试验步骤 取土样制样（共三份，含水量三个，其中一个控制在液限，第二个略大于塑限，第三个介于两者中间）；测定锥入深度；绘图 结果整理 锥入深度20mm对应的含水量为液限；计算塑限入土深度hp： hp=wl/(0.524wl-7.606)；查图得塑限土的工程分类 分类依据：土颗粒组成特征、土的塑性指标、土中有机质存在情况 土颗粒组成分类：巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土 土颗粒组成特征以级配指标的不均匀系数（cu）和曲率系数（cc）表示 巨粒土：试样中巨粒组质量多于总质量50%的土 粗粒土：试样中粗粒组质量多于总质量50%的土 细粒土：试样中细粒组质量多于总质量50%的土 特殊土分类：黄土、膨胀土、红粘土土得分类总体系土的力学性质试验 试验分类：击实试验、压缩试验、抗剪强度试验 击实试验的原理 击实指采用人工或机械对土施加夯压能量，使土颗粒重新排列紧密，增强了颗粒表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力。对细粒土则因为颗粒间的靠紧而增强粒间的分子引力，从而使土在短时间内得到新的结构强度。 试验方法分类：轻型和重型 击实仪器设备主要部件：击实筒、击锤和导杆击实试验 试验步骤 试样制备（干法和湿法）（不少于5个）；试样击实、结果整理 d = /（1+0.01w） 最大干密度校正 dmax=1/（1-0.01p）/ dmax+0.01p/gs）击实试验方法类型土的击实特性及影响压实的因素 土的击实特性 击实曲线有个峰点，只有当土的含水量为最佳含水量时，土才能被击实至最大干密度；当含水量偏干时含水量的变动对干密度的影响要比含水量偏湿时的影响更为显著；图右上侧的一根曲线成为饱和曲线，他表示当土在饱和状态时的含水量与干密度之间的关系。 影响压实的因素 含水量对整个压实过程的影响，土的塑性指数越大，其最佳含水量也越大，同时其最大干密度越小；击实功对最佳含水量和最大干密度的影响，击实功越大，土得最大干密度也越大，其最佳含水量则越小，但是这种增大击实功是有一定限度的；不同压实机械对压实的影响；土粒级配的影响，只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度，也才能满足强度和稳定性的要求；压缩试验 土体压缩的两个特点：1、主要是由于孔隙的减小引起的（土粒固体部分的压缩、孔隙中水的压缩、水和空气从孔隙中被挤出及封闭气体被压缩）；2、饱和土的压缩需要一定的时间才能完成 室内压缩试验 试验室用压缩仪亦称固结仪进行压缩试验是研究土压缩性的基本方法；在无侧胀条件下对土样分级施加竖向压力，测记每级压力下不同时间的土样竖向变形以及压缩稳定时的变形量；首先根据试验前土样的容重、含水量及土粒容重等指标求出天然孔隙比，根据试验结果求出每级荷载下压缩稳定时的孔隙比，绘制压缩曲线。 压缩性指标 当压力变化不大时，孔隙比变化与压力变化成正比。比例常数是割线的斜率，称为土得压缩系数。 e1-e2=a(p2-p1) es=(1+e1)/a先期固结压力和土层的天然固结状态判断 e-p曲线所表达的压缩性规律与e-p曲线相比有其独特的优点。试验研究表明，在e-p曲线上，对应于曲线过渡到直线段的拐弯点的压力值是土层历史上所曾经承受过的最大固结压力，成为先期固结压力pc。 先期固结压力用来判断天然土层的固结状态：超固结状态、正常固结状态、前固结状态。 变形指标之间的关系土的强度指标 强度指标c、反映土的抗剪强度变化的规律性 c-土得粘聚力、 -土的内摩擦角土的无侧限抗压试验承载比试验回弹模量试验黄土湿陷试验土工化学性质试验及水理性质试验 了解：膨胀试验、收缩试验、毛细管水上升高度试验 熟悉：酸碱度试验、烧失量试验、有机质含量试验、渗透试验试验数据处理 一、有效数字：由数字表示的一个数，除最末一位数是不确切值或可疑值外，其余均为可靠性正确值，则组成该数的所有数字包括末位数字在内成为有效数字，除有效数字外，其余均为无效数字 二、数字修约的规则：四去六入五单双 1.若被舍去部分的数值大于所保留的末尾数的0.5，则末尾数加1； 2.若被舍去部分的数值小于所保留的末尾数的0.5，则末尾数不变； 3.若被舍去部分的数值等于所保留的末尾数的0.5，则末尾数凑成偶数，即当末尾数为偶数时则末尾数不变，当末尾数为技术是则末尾数加1。 修约间隔：指确定修约保留位数的一种方式。修约间隔的数值一经确定，修约值即应为该数值的整数倍。试验数据处理 数值修约进舍规则： 1.拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，既保留的各位数字不变； 2.拟舍去数字的最左一位数字大于5；或者是5，而且后面的数并非全为0时，则进1，即保留的末尾数加1； 3.拟舍弃数字的最左一位数字为5，而后面无数字后全部为0时，若所保留的末尾数字为奇数则进一，为偶数则舍去； 4.附属修约视线将他的绝对值按上述三条规则进行修约，然后再修约至前面加上负号； 5.0.5单位修约时，将拟修约的数值乘以2，按指定数为一进舍规则修约，所的数值再除以2； 6.0.2单位修约时，将拟修约是值乘以5，按指定数为依进舍规则修约，所的数字再除以5。试验数据处理 数值修约注意事项： 1.拟修约数字应在确定修约后的一次修约获得结果，而不得多次按进舍规则连续修约； 2.在具体实施中，有时测量与计算部门先将获得数值按指定的修约数位多一位或几位报出，而后由其他部门定。 报出数最右的非0数字为5时，应在数值后面加（+）或（-）或不加符号，以分别表明已进行过舍、进或未舍未进。 如果判定报出值需要进行修约，当拟舍弃数字的最左一位数字为5，而后面无数字或全部为0时，数字后面有（+）者进1，数值后面有（-）者舍去，其他仍按进舍规则进行。试验数据处理 计算法则： 1.加减运算：应以各数中有效数字末尾数的数位最高者为准，其余数均比该书向有多保留一位有效数字； 2.乘除运算：应以各数中有效数字最少者为准，其余数均夺取一位有效数字，所的积或商也多取一位有效数字； 3.平方或开方运算:其结果可比原数多保留一位有效数字； 4.对数运算：所取对数位数应与真数有效数字位数相等； 5.查角度的三角函数：所用函数值的位数通常随角度误差的减少而增多； 6.在所有计算式中，常数的数值和因子等的有效数字位数，可认为无限制，需要几位就取几位。 7.表示精度时一般取一位有效数字已足够，做夺取两位有效数字。数据统计特征与概率分布 数据的统计特征量 1.算术平均值：是表示一组数据集中位置最有用的统计特征量，通常用样本的算术平均值来代表总体的平均水平 2.中位数：在一组数据中，按其大小次序排序，一排在正中间的以各数表示总体的平均水平，称之为中位数。n为奇数时，正中间的数只有一个；当n为偶数时，正中间的数有两个，取这两个数的平均值作为中位数。 3.极差：在一组数据中最大值与最小值之差，称为极差。 4.标准偏差：有时也称为标准离差、标准差或称均方差，它是衡量样本数据波动性（离散程度）的指标。 5.变异系数：即相对波动的大小，更能反映样本数据的波动性。可疑数据的剔除 拉依达法：当试验次数较多时，可简单的用3倍标准差作为确定可以数据取舍的标准。根据随机变量的正态分布规律，在多次试验中，测量值落在x-3s与x+3s之间的概率为99.73%，出现在此范围之外的概率为0.27%，也就是在近400次试验中才能遇到一次，这种事件为小概率事件，出现的可能性极小，几乎是不可能的。当测量值于平均值只差大于2倍标准差时，则该测量值应保留，但需存疑。 肖维纳特法：可疑数据舍弃的标准为(xi-x)/skn 格拉布斯法：其差别标准为g g0(,n)数据的表达方式与数据分析 数据的表达方式：表格法、图示法、经验公式法 数据分析：最小二乘法的原理：当所有测量数据的偏差平房和最小时，所拟合的直线最优抽样检验类型 1.非随机抽样；进行人为的有意识的挑选取样即为非随机抽样 2.随机抽样：以数理统计的原理，根据样本取得的质量数据来推测、判断总体的一种科学抽样检验方法。抽样检验评定方法 抽样检验的目的：根据样本取得的质量数据来推测样本所属的一批产品或工序的质量状况，并判定该批产品或该工序是否合格 举例：弯沉、厚度、压实度误差的基本概念、来源及分类 1.真值：真实值，指在一定条件下，被测量客观存在的实际值。通常是个未知量，一般指理论真值、规定真值和相对真值。 2.误差：绝对误差、相对误差 绝对误差：实测值与被测之量的真值之差 相对误差：指绝对误差与被测真值的比值 3.误差的来源：装置误差、环境误差、人员误差、方法误差 误差的分类：系统误差、随机误差、过失误差弯沉计算示例 路面弯沉设计值为40（0.01mm）,去保证率系数为1.645。 解：经计算弯沉平均值为29.6（0.01 mm）（注意有效数字的位数，计算结果比单值多一位），标准差为2.09（0.01mm） 代表弯沉值为弯沉检测值的上波动界限，即： l=l+za*s=29.6+1.645*2.09=33.0（0.01 mm） 因为代表弯沉值lld=40（0.01mm）,所以该路段的弯沉值是满足要求的。路面厚度计算示例 保证率为95%，设计值为25cm，代表只允许偏差为5mm。 各单值分别为25.1,24.8,25.1;24.6,24.7,25.4,25.2,25.3,24.7,24.9,24.9,24.8,25.3,25.3,25.2,25.0,25.1,24.8,25.0,25.1,24.7,24.9,25.0,25.4,25.2,25.1,25.0,25.0,25.5,25.4 解:经计算平均厚度为25.05cm,标准差为0.24cm 根据n=30,=95%,查表得到ta/n=0.310, 代表性厚度为算术平均值的下置信界限，即 h=h-ta/n*s=25.05-0.310*0.24=24.98cm 因为hhd-h=24.5cm,又由于最小实测厚度h4=24.6hd-1.0=24.0cm,合格率：30/30=100%，得100%*100=100分。该路段厚度合格。压实度计算示例 压实度标准95%,保证率95%，计算该路段的代表性压实度并进行质量评定。 压实度单值为：96.4,95.4,93.5,97.3,96.3,95.8,95.9,96.7,95.3,95.6,97.6,95.8,96.8,95.7,96.1,96.3,95.1,95.5,97.0,95.3 解：经计算压实度平均值为95.97%，标准差为0.91% 代表性压实度为算术平均值的下置信界限，即 k=k-ta/n*s=95.97%-0.38780.91%=95.62% 由于代表性压实度95%，合格率：20/20*100%=100%,得100%*100=100分，所以该路段压实质量合格。弯沉计算示例2 弯沉值分别为100，101，102，110，95，98，93，96，103，104 (0.01mm) ，计算该路段的代表性弯沉值（保证率系数za=2.0） 解：经计算平均值为100.2，标准差为4.98 该路段的代表性弯沉为100.2+2*4.98=110.2压实度计算示例2 压实度检测结果分别为96.57，95.39，93.85，97.32，96.28，95.86，95.93，96.87，95.34，95.93。保证率为95%，压实度标准为95%。计算代表性压实度，判断压实质量是否符合要求。 解：经计算，压实度平均值为95.934，标准差为0.961。 代表性压实度为95.934-0.580*0.961=95.377大于标准值95%，合格率100%，压实质量合格。路面厚度计算示例2 路面厚度检测值分别为21，22，20，19，18，20，21，21，22，19cm，保证率为99%，计算厚度代表值。 解：经计算厚度平均值为20.3，标准差为1.34，查表得系数为0.892。 其厚度代表值为20.3-0.892*1.34=19.1cm.集料石料 砂石材料是石料和集料的总称。主要包括：直接开采的天然岩石或经机械加工制成的具有一定形状和尺寸的石料制品；天然岩石经长期风化、地质作用而形成的卵石、沙砾石以及经开采轧制加工得到的碎石等。 石料：根据石料形成的地质条件，分成岩浆岩、沉积岩、变质岩。 集料：1.根据集料形成的过程可分为经自然风化、地质作用形成的卵石和人工机械加工而成的碎石； 2.根据粒径大小可分为粗集料和细集料； 3.根据化学成分可分为酸性集料和碱性集料。集料粒径和标准筛的概念 集料最大粒径：指集料100%都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸； 集料公称最大粒径：指集料可能全部通过或允许有少量筛余筛余量不超过10%的最小标准筛筛孔尺寸； 标准晒：对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛，筛孔为正方形，尺寸依次为75、63、53、37.5、31.5、26.5、19、16、13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075mm。石料（集料）的技术性质 密度：真密度、毛体积密度、表观密度 真密度：石料在规定试验条件下（20），单位真实体积的质量，不包括孔隙体积 毛体积密度：石料在规定试验条件下，单位毛体积的质量，包括实体和闭口、开口孔隙的体积 表观密度：粗集料在规定试验条件下，单位表观体积里的质量，包括实体和闭口孔隙体积石料（集料）的技术性质 吸水性：衡量一定条件下石料吸水能力的大小，可用吸水率和饱水率两项指标表示。吸水率指202 最大吸水质量，105 5 烘干。 饱水率：指202 、抽真空的最大吸水质量，105 5 烘干。 耐候性：抗冻性经历冻融循环后的强度损失；坚固性经历硫酸钠结晶膨胀循环后的质量或强度损失。与孔隙率的关系石料（集料）的力学性质 （石料）抗压强度、磨耗性、 （集料）压碎值、磨光值、冲击值、磨耗值石料的毛体积密度试验 毛体积密度（体积包括实体、开口即闭口孔隙）（不称空隙，标准如此） 试验仪器：石料加工设备、静水力学天平、烘箱、游标卡尺和天平 试验步骤：试件加工，可以加工成50mm的立方体或直径和高均为50mm的圆柱体，也可以加工成粒径约50mm的不规则形状的时间至少3块；在105 5 烘箱中烘干至恒重，称出试件在空气中的重量，精确至0.01g；石料的毛体积密度试验（续1） 试件放入水中浸泡48小时，确保达到充分吸水状态；用静水力学天平称出试件吸饱水后在水中的重量；取出吸饱水的试件，用毛巾擦干表面水后立即称出饱水状态时的质量；计算 0=m0/(ms-mw)*w s=ms/(ms-mw)*w d=md/(ms-mw)*w石料的毛体积密度试验（续2） 式中0： 天然密度； s ： 饱和密度g/cm3 ； d ： 干密度g/cm3 ； m0 ： 烘干前的质量g ； ms ： 强制饱和后的质量g ； md ： 烘干后的质量g 。石料的毛体积密度试验（续3） 计算结果对于材质均匀的石料，取三个试件测试结果的平均值；不均匀的石料分别记录最大和最小值。计算结果精确至0.01g/cm3。 对于形状规则的立方体和圆柱体，也可以通过采用游标卡尺测量外观尺寸的方法确定试件体积，求得结果。表观密度试验方法 试验仪器设备：静水天平、吊蓝、带有溢流口的水槽、烘箱、其他 试验步骤：备料，根据集料公称最大粒径确定式样数量两份；浸泡、漂洗；浸水排气24h；吊蓝放入水中、灌水、天平调零；式样放入篮中、称取试样水中重（mw）；倒出试样、擦干试样表面水；称出试样饱和面干时的质量（ms） ；烘干称量（ma） ；计算表观密度试验方法（续） a=ma/(ma-mw) s =mf/(ms-mw) b =ma/(mf-mw) 式中： a -表观相对密度； s -表干相对密度； b -毛体积相对密度； ma - -集料烘干质量； (ms -表干质量； mw -水中质量； mf -饱和面干质量表观密度试验方法（续1） 集料的吸水率： x=(mf-ma)/ma*100% 集料的表观密度、表干密度、毛体积密度按照下列公式计算，结果精确至小数点后3 位。 a=a* t 或a= (a t)* w s=s* t 或s= (s t)* w b=b* t 或a= (b t)* w表观密度试验方法（续2） 两次试验结果相差不超过0.02，吸水率不超过0.2%； 试验时环境温度应控制在1525 范围内，浸水最后2h内的水文相差不得超过2 。针片状试验 水泥混凝土中的粗集料试验 适用4.75mm以上的集料 使用针状规准仪和片状规准仪 集料分级：4.759.5（17.1、2.8）、9.516（30.6、5.1）、1619（42.0、7.0）、1926.5（54.6、9.1）、26.531.5（69.6、11.6）、31.537.5（82.8、13.8）（括号中对应为立柱间距、孔宽mm）针片状试验（续） 试验仪器与设备：针状规准仪和片状规准仪、天平或台秤（感量不大于称量值的0.1%）、标准筛（对应于集料分级） 试验步骤：试样准备（根据公称最大粒径确定试样数量）、目测挑出立方体形状的规则颗粒、将可能属于针状颗粒的集料用针状规准仪鉴定，长度达于相应间距者为针状、将非针状颗粒逐粒进行片状颗粒鉴定，厚度小于相应孔宽者为片状、称量针状颗粒和片状颗粒的质量、计算 精确至0.1%针片状试验（续1） 沥青混凝土中的粗集料试验 适用于2.36mm以上的粗集料试验，由于对2.36mm4.75mm级颗粒用游标卡尺量测有困难，一般不做 试验仪器设备：标准筛、游标卡尺、天平（感量不大于1g） 试样准备：取4.75mm以上克里，不少于800g,并且不少于100颗。（对于水泥混凝土，工程最大粒径为31.5mm时取5kg,19mm时取2kg。）针片状试验（续2） 试验步骤：备料（4.75mm以上、约800g）、目测挑出接近两方体的颗粒、用游标卡尺逐粒量测颗粒的最大长度l与最大厚度t、将l/t3的颗粒挑出作为针片状颗粒、称量、计算。 试验要平行测定两次，计算平均值。如果两次结果之差小于平均值的20%，取平均值；如大于20%，应追加一次，取三次结果的平均值为测定值。针片状试验（续3） 影响试验的重要因素：两种不同用途的集料针片状颗粒检测方法采用不同的手段，不能混用、集料的分级，不同粒级的颗粒要对应于规准仪的孔宽和间距来判断，不可错位；采用游标卡尺对集料进行甄别时首先要确定好集料的基准面，再量测厚度和长度等相应尺寸。集料压碎试验 力学性能试验项目：压碎试验、冲击试验、磨耗试验、磨光试验 压碎试验：衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，是衡量石料力学性质的指标。 试验仪器和设备：压碎值试验仪、金属棒、天平（称量2000g3000g，感量不大于1g ）、标准筛（13.2mm、9.5mm、2.36mm）、压力机、金属筒 试样准备：取9.5mm13.2mm的试样3组各3000g，备用。集料压碎试验（续） 试验步骤：试筒安放在底板上、将要求质量的试样分三次均匀装入试模，每次均将试样表面整平，捣实25次，最后仔细整平、按要求装好压头、开动压力机，在10min左右的时间达到总荷载400kn,稳压5s，然后卸荷、取出试样用2.36mm标准筛筛分经压碎的全部试样、称取通过2.36mm筛孔的全部细料质量、计算集料压碎试验（续1） 石料压碎值计算精确至0.1%； 以三个试样平行试验结果的算术平均值作为压碎值的测定值 注意的问题：集料标准于2005年已修订，集料压碎值试验统一为一种，不存在差异的问题；试样改用9.5mm13.2mm级的料，不用13.2mm16mm级的料；标准规定稳压5s（条文说明是立即卸载），教材为立即卸载；标准规定三次试验，教材是两次（同旧标准）集料洛杉矶磨耗试验 目的与范围：测定粗集料抵抗摩擦、撞击的能力；适用于各种等级规格集料的磨耗试验 仪器设备：磨耗试验机、钢球、台秤（感量5g）、标准筛（符合要求的标准筛及1.7mm的方孔筛）、烘箱、容器 备料：集料用水冲洗干净、烘干至恒重；将集料按要求筛分成各粒级备用集料洛杉矶磨耗试验（续） 试验步骤：分级称量，称取总质量，装入磨耗机圆筒中、按要求选择钢球的数量及总质量，加入圆筒中盖好密封、计数器调零，设定要求的回转次数，开动机器至要求的回转次数为止、取出钢球取出试样，将试样用1.7mm的方孔筛过筛、用水冲洗干净，烘干至恒重、称量、计算集料洛杉矶磨耗试验（续1） 粗集料洛沙矶磨耗损失精确至0.1%； 粗集料的墨耗损市区两次平行试验结果的算术平均值为测定值，两次试验的差值应不大于2%，否则须重做试验。集料冲击试验 目的与适用范围：测定路面用粗集料抵抗冲击的能力； 仪器与设备：冲击试验仪、量筒、冲击杯、捣棒、标准筛、天平（称量1000g，感量不大于0.1g）、其他 试样准备：将集料通过13.2mm及9.5mm的筛，取粒径9.5mm13.2mm的部分作为试样，不少于1000g。集料磨光值试验、磨耗试验 磨光值试验目的与适用范围：用加速磨光机磨光集料，用摆式摩擦系数测定仪测定集料经磨光后的摩擦系数。适用于各种集料的磨光值测定。指摩擦系数 磨耗试验目的与适用范围：评定公路路面表层用粗集料抵抗车轮撞击及磨耗的能力。指质量损失集料或石料的化学性质集料或石料的化学性质 化学组成与集料酸碱性之间的关系：氧化硅含量大于65%显酸性、小于52%显碱性、中间为中性。 集料酸碱性对其应用的影响：水泥混凝土中活性集料与水泥中的碱会发生碱活性反应，影响混凝土的长期性能；沥青混凝土中石灰岩等碱性集料与沥青的粘附性较好，中性次之，酸性最差。粗集料的技术性质要求细集料的技术性质 技术性质涉及范围：物理常数（表观密度、堆积密度、空隙率）、级配、粗度 级配：通过筛分试验确定细集料颗粒粒级的分布状况，称为砂的级配；筛分试验是称取一定数量的砂样，在规定的标准套筛上进行筛分，分别测出砂样在各个砂筛上的存留质量，然后再根据定义和公式计算出与级配有关的参数 有害成分的类型：氯化物、云母、有机物、硫化物及硫酸盐、轻物质。细集料的技术性质（续）沥青混合料用细集料和水泥混凝土用细集料的划分标准不一样，沥青为2.36mm以下的料为细集料，水泥为4.75mm以下的料为细集料。标准套筛分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm；9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm细集料的技术性质（续1） 计算的结果包括：分计筛余、累计筛余、通过量和细度模数，但细度模数的计算两者有差异 水泥混凝土细集料筛分采用干筛法；沥青混凝土细集料筛分采用水洗法 细读模数的计算： mx=(a0.15+a0.3+a0.6+a1.18+a2.36)-5a4.75/(100-a4.75)（水泥用、下式为老的标准中沥青用） mx=(a0.15+a0.3+a0.6+a1.18+a2.36+ a4.75)/100细集料的技术性质（续2） 应进行两次平行试验，以试验结果的算术平均值作为测定值。如两次试验所得的细度模数之差大于0.2，重新试验。计算结果精确至0.01。 根据细度模数的大小将砂分成四级： 粗砂：细度模数在3.73.1之间； 中砂：细度模数在3.02.3之间； 细砂：细度模数在2.21.6之间； 特细砂：细度模数在1.50.7之间；细集料的技术性质（续3）细集料筛分试验 仪器设备：标准筛、天平（称量1000g，感量不大于0.5g）、摇筛机、烘箱、其他 试样准备：用适宜的标准筛筛除超粒径的材料用四分法将试样分成不少于550g的样品两份，在1055 的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温备用。细集料筛分试验（续） 试验步骤：干筛法 准确称取烘干试样约500g，准确至0.5g ,置于套筛的最上面一层，将套筛装入摇筛机，摇筛约10min，然后取出套筛，再按孔径大小用手筛，至符合要求为止（每分钟筛出量不超过筛余量的0.1%）、称量各筛筛余试样的质量、计算细集料筛分试验（续1） 水洗法：准确称取烘干试样约500g，准确至0.5g 、试样浸泡在洁净水中、清洗集料、用1.18mm筛及0.075mm筛组成套筛，过滤悬浮液，重复清洗直至倒出的水洁净、将容器和晒种的集料倒入搪瓷盘中、放在烘箱中烘干、称量、将已洗去小于0.075mm部分的干燥集料置于套筛上象干筛法一样筛，直至完成、称量、计算细集料筛分试验（续2） 称量精确至0.5g，所有各筛的分计筛余和底盘中剩余量的总质量与筛分前试样总量的差值不得超过后者的1%。 细度模数计算精确至0.01。 影响试验准确性的因素：不能用水泥混凝土用砂的筛分方式代替沥青混合料用砂的筛分；筛分过程中的颗粒损失；摇筛不完全，尚有部分未筛出；矿质混合料的组成设计 级配类型：连续级配某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例；间断级配在矿料颗粒分布的整个区间里，从中剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配；连续开级配整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现，形成所谓的连续开级配矿质混合料的组成设计（续） 级配曲线：为了直观形象地表示矿料个粒径的颗粒分布状况，常常采用级配曲线的方式来描述矿料级配。做法是以通过量的百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，将各筛上的通过量绘制在坐标图中，然后用曲线将各点连接起来，成为所谓的级配曲线（横坐标为标准筛孔尺寸的0.45次方，而不是教材上的对数说法）矿质混合料的组成设计（续1） 矿料的级配理论：实践中针对连续级配各级粒径矿料数量的计算大多采用最大理论密度曲线理论，该理论认为当矿料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度愈大。根据该理论，当矿料的级配曲线为抛物线时，最大密度理想曲线可用颗粒粒径与通过量按下式表示： p2=kd矿质混合料的组成设计（续2）式中：p-各级颗粒粒径的通过量，%；d-矿料各级颗粒粒径，mm；k-常数。当颗粒粒径d等于最大粒径d时，则通过量p=100% ，即d=d 时，p=100%。所以：k=1002*1/d当希望计算任一级颗粒粒径d的通过量p时，则计算公式为：矿质混合料的组成设计（续3） p=100(d/d) 上式是，最大密度理想曲线的级配组成计算公式，根据此公式可以计算出某矿料达到最大密度时，各级颗粒粒径的通过量。在实际应用过程中，共使得指数并不一定固定为0.5，对于沥青混合料，当指数为0.45时，密度最大；对于水泥混凝土，指数在0.250.45时，工作性更好。矿质混合料的组成设计（续4） 由于矿料在轧制生产过程中的不均匀性，以及混合料在配制时的波动等原因，使所配置的混合料难以与理论级配完全吻合一致。因此，必须允许配料时的合成级配可以在一定的范围内波动，从而提出级配范围的概念。即分配根据两个不同的指数和所确定的级配结果，以及有个级配所绘制的级配曲线，构成级配范围。矿质混合料的组成设计（续5） 图解法操作步骤： 准备工作：对所使用的各集料进行筛分，计算出各自的通过百分率，明确设计级配要求的级配范围，并计算出该要求级配范围的中值。 绘制框图：按比例绘制一矩形框图，从左下向右上引对角线，作为合成级配的中值。 确定各集料用量：重叠关系（纵座标轴上投影相等）、相接关系（直接引线）、分离关系（横座标轴上投影相等）。路面结构层厚度检测 在路面工程中，各个层次的厚度是和道路整体强度密切相关的。在路面设计中，不管是刚性路面还是柔性路面，其最重要决定的，都是各个层次的厚度，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。除了保证强度外，严格控制各结构层次的厚度，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。 路面各结构层厚度的检测一般与压实度同时进行，可用挖坑法和钻芯法取样检测，也可以采用水准仪量测法求得。路面结构层厚度检测（续） 挖坑法检测：1.根据规范要求随机选点、2.用毛刷清扫表面、3.在便于开挖的前提下开挖面尽量减小，开挖至层位底面、4.清扫底面确认层位、5.将钢板尺横放于坑的两边，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，两侧坑底止钢板尺的距离，即为检查层的厚度、6.结果以cm计，精确至0.1cm。路面结构层厚度检测（续1） 钻孔取样法：1.根据现行规范的要求，随机取样决定钻孔的位置、2.用路面取芯钻孔取样机钻孔，芯样直径应为100mm，如仅供测量厚度，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，钻至层厚、3.仔细取出芯样，清除地面灰尘，找出界面、4.用钢板尺或卡尺苑周围堆成的十字方向四处两区表面之上下层界面的高度，取其平均值，即为该层的厚度，精确至0.1 cm。路面结构层厚度检测（续2） 填补试坑或钻孔：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、3.对无结合料粒料基层，可用挖坑时取出的料，适当加水拌合后分层填补，并用小锤击实、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击实、5.补坑结束时，宜比原面层鼓出少许，用重锤或压路机压实平整。路面结构层厚度检测（续3） 结构层厚度的评定 1.采用平均值的置信下限作为否决指标，单点合格值作为扣分指标、2.计算一个评定路段检测的平均值、标准差、变异系数，并计算代表厚度。x=x-tas/n、3.当厚度代表值不小于设计厚度减代表值允许值差时， ，则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来评定合格率和计算应得分数；当厚度代表值小于设计厚度减去代表只允许偏差时，则厚度指标评分为零分、4.沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，但高速公路和一级公路多分23层铺筑，还应进行上面层厚度检查和评定。沥青路面渗水性能检测 沥青路面铺筑的一个基本点是沥青层能基本上封闭雨水的下渗，即路面必须有良好的防渗水性，如果路面渗水严重，则沥青混合料和路面的耐久性将大幅降低。因此，沥青路面渗水性能称为反应沥青混合料级配组成的一个间接指标。 沥青路面渗水性能通常用渗水系数表征，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，单位为ml/min。 沥青路面渗水性能检测（续） 目的与适用范围：本方法是用于测定沥青路面的渗水系数，渗水系数应在沥青路面施工结束后不久进行测试，对于公称最大粒径大于26.5mm的下面层或基层混合料，由于渗水系数的曾定方法及指标问题，不适用于渗水系数的测定。沥青路面渗水性能检测（续1） 仪器设备：路面渗水仪、水桶及大漏斗、秒表、密封材料、其他 准备工作：1.在测试路段的行车道上，按随机取样方法选择测试位置，每一检测路段应测定5个点、2.在洁净的水桶内滴入几滴红墨水、3.装妥路面渗水仪。 试验步骤：1.在选定的位置用粉笔做好记号、2.在选定位置抹密封材料，将渗水仪安装在密封胶上、3.关闭细管开关，注水至满，600ml、4.迅速将开关全部打开，水从细管下面流出，待水面下降100ml时，立即开动秒表，每隔60s，读记仪器管的刻度一次，至水面下降500ml时为止。如果水面下降很快，说明密封不好，应重新操作。如果下降很慢，从水面下降至100ml时，测得3的渗水即可停止。若水面下降至一定程度后基本不变，则在报告中注明。沥青路面渗水性能检测（续2） 试验步骤：5.按以上步骤在同一路段的5个测点测定渗水系数，取其平均值作为检测结果、6.计算。 cw=(v2-v1)/(t2-t1)*60 式中：