沥青及沥青混合料PPT.ppt

中交二航局第六工程分司中心试验室陈立兵 沥青及沥青混合料 由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称 矿料起骨架作用 沥青与填料 矿粉 起胶结和填充作用 一 沥青混合料的定义 一 沥青混合料的定义 沥青混合料 材料级配组成及空隙率大小分 材料组成及结构分 制造工艺分 公称最大粒径分 1 特粗式沥青混合料2 粗粒式沥青混合料3 中粒式沥青混合料4 细粒式沥青混合料5 砂粒式沥青混合料 1 连续级配沥青混合料2 间断级配沥青混合料 1 密级配沥青混合料2 半开级配沥青混合料3 开级配沥青混合料 1 热拌沥青混合料2 冷拌沥青混合料3 再生沥青混合料 二 沥青混合料的分类 二 沥青混合料的分类 按结合料分类 石油沥青混合料 煤沥青混合料 按施工温度分类 热拌热铺沥青混合料 常温沥青混合料 改性沥青混合料 乳化沥青混合料 按矿质集料级配类型分类 连续级配沥青混合料 间断级配沥青混合料 按混合料密实度分类 密级配沥青混合料 开级配沥青混合料 半开级配沥青混合料 型 型 二 沥青混合料的分类 二 沥青混合料的分类 按公称最大粒径分类 与最大粒径的区别 特粗式沥青混合料ATB 40 粗粒式沥青混合料AC25 ATB30 中粒式沥青混合料AC16 20 细粒式沥青混合料AC10 13 砂粒式沥青混合料AC 5 热拌沥青混合料种类 悬浮密实结构如AC 骨架空隙结构如OGFC 骨架密实结构如SMA 悬浮密实结构骨架空隙结构骨架密实结构 三 沥青混合料的结构 耐久性 马歇尔试验 稳定度 0 1mm 车辙试验 动稳定度 次 mm 高温稳定性 低温抗裂性 低温弯曲试验 水稳性 耐老化性 耐疲劳性 浸水马歇尔试验 残留稳定度 冻融劈裂试验 残留强度比 抗滑性 施工和易性 公路沥青路面施工技术规范 JTGF40 2004 马歇尔试验指标要求 参考规范 四 沥青混合料的技术性质 四 沥青混合料的技术性质 高温稳定性检验在规定温度下进行车辙试验 动稳定度指标 标准 高温稳定性 四 沥青混合料的技术性质 2 水稳定性检验 1 浸水马歇尔试验 2 冻融劈裂试验 水稳定性 四 沥青混合料的技术性质 试件 小梁试件试验条件 温度 10 加载速50mm min检测指标 破坏强度 破坏应变 破坏劲度模量破坏应变标准 低温抗裂性能检验 定义 指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力 评价方法a 沥青与集料的粘附性试验b 浸水试验 浸水马歇尔试验 浸水劈裂强度试验浸水前后的马歇尔稳定度比值 劈裂强度比值的大小来评价沥青混合料的水稳定性 耐久性 四 沥青混合料的技术性质 c 冻融劈裂试验 两组试件 一组试件测定常规状态下的劈裂强度 另一组试件经过一系列冻融过程后进行劈裂试验 通过冻融劈裂强度比 TSR 来评价 检测工程师题 耐久性的影响因素1 沥青混合料的空隙率 空隙率尽量减少 残留3 6 空隙 以备夏季沥青材料膨胀 2 沥青含量 沥青用量不能过少 过少 松散 四 沥青混合料的技术性质 沥青路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关重要 而沥青路面的抗滑性能必须通过合理地选择沥青混合料组成材料 正确地设计与施工来保证 集料 粗糙 坚硬 耐磨 抗冲击好 磨光值大 路面构造深度 增加粗集料含量提高宏观构造深度 沥青 最佳沥青用量 蜡含量低的沥青 抗滑性 四 沥青混合料的技术性质 保证在拌和 摊铺与碾压过程中 集料颗粒保持分布均匀 表面被沥青膜完整地裹覆 并能被压实到规定的密度的性能 施工和易性 四 沥青混合料的技术性质 检测工程师题 影响施工和易性的因素 组成材料 矿料级配和沥青用量 间断级配混合料容易离析 细集料过少 沥青不容易裹覆粗加料 细集料多 拌合困难 沥青过少或矿粉过多 不易压实 沥青过多或矿粉质量差 容易结团 不易摊铺 施工条件 拌合温度拌合时间拌合设备摊铺机械压实工具压实温度 四 沥青混合料的技术性质 热拌沥青混合料配合比设计 一 沥青混合料组成材料的技术要求 1 沥青材料 1 沥青标号 2 沥青等级 公路等级气候条件交通条件路面类型在结构层中的层位及受力特点施工方法 1 沥青标号的选择 参考指标 气候分区 设计配合比时的标准选择条件 气候分区与马歇尔指标 1 沥青标号的选择 2 沥青等级的选择 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 宜采用稠度大 60 粘度大的沥青 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 选用针入度指数大的沥青 当高温与低温发生矛盾时 应优先考虑满足高温性能的要求 当缺乏所需标号的沥青时 可采用不同标号掺配的调和沥青 其掺配比例由试验决定 3 结论 沥青试验 沥青常规试验1 针入度2 软化点3 延度4 改性沥青老化试验 沥青试验 针入度 1 针入度试验要点1 1试验条件25 100g 5s1 2每根针必须附有计量部门的检验单1 3室温中冷却15 30min 移入规定温度中保温不少于1 5h 小盛样皿 1 4试验3次 每次针与针孔之间及盛样皿边缘不少于10mm1 5试验允许误差 沥青试验 延度 1 延度试验要点1 1试验温度可选25 15 10 5 拉伸速度为5cm min 0 25cm min 低温采用1cm min 0 5cm min1 2室温中冷却不少于1 5h然后刮模 连底模移入规定温度中保温1 5h1 3拉伸时试样上浮 密度小 加酒精 下沉 密度大 时加食盐 沥青试验 软化点 1 软化点试验要点1 1试验环不用涂隔离剂 只涂玻璃板1 2浇模室温中冷却30min然后刮模 试样 试样环及底板置于5 0 5 恒温水槽中至少15min1 3试验开始温度为5 0 5 1 4软化点80 以下用水做介质 80 以上用甘油1 5试验误差80 以下为1 80 以下为2 2 粗集料 1 可采用碎石 破碎砾石 筛选砾石 矿渣 2 用于高速公路 一级公路 城市快速道路 主干路沥青路面表层的粗集料应该采用坚硬 耐磨 抗冲击性好的碎石或破碎砾石 不得使用筛选砾石 矿渣及软质集料 该类粗集料应符合规范中对磨光值和粘附性的要求 一 沥青混合料组成材料的技术要求 一 沥青混合料组成材料的技术要求 3 细集料1 天然砂可采用河砂或海砂 通常宜采用粗 中砂 2 石屑 注意与机制砂的区别 石屑是采石场破碎石料时通过4 75mm或2 36mm的筛下部分 强度一般较低 且针片状含量较高 不得使用泥土 细粉 细薄碎片颗粒含量高的石屑 砂当量应符合要求 注意细集料的密度用塌落度筒法 一 沥青混合料组成材料的技术要求 4 填料A 矿粉 沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等增水性石料经磨细得到矿粉 原石料中的泥土杂质应除净 矿粉要干燥 洁净 其质量应符合本规范附录C表C 12的技术要求 B 当采用水泥 石灰 粉煤灰作填料时 其用量不宜超过矿料总量的2 粉煤灰作为填料使用时 用量不得超过填料总量的50 粉煤灰的烧失量应小于12 与矿粉混合后的塑性指数应小于4 其余质量要求与矿粉相同 高速公路 一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料 拌和站的一级除尘回收的粉尘可以用着填料 但二级粉尘一般不用 C 为了改善沥青混合料的水稳性 可以采用干燥的磨细生石灰粉 消石灰粉或水泥作为填料 其用量不宜超过矿料总量的1 2 一 沥青混合料组成材料的技术要求 二 配合比组成设计 配合比组成设计方法1 马歇尔法 常用法 2 Superpave法 江苏 3 GTM法 天津 二 配合比组成设计 马歇尔法 二 配合比组成设计 配合比组成设计 一 马歇尔法马歇尔法是二战期间美国工程兵在进行机场沥青路面设计的方法的基础上不断完善而成的一种方法 其设计理念为设计沥青用量根据最大密度 4 孔隙率 75 的沥青填隙率和最大马歇尔稳定度所对应的4个沥青用量的平均值确定 其试件压实成型方法为冲击压实 二 配合比组成设计 1 马氏试验设计优缺点1 1优点 1 设计理论和试验设备简单 易操作 测试时间短 易于工程技术人员掌握 费用较低 2 考虑了高温流变特性 强调了混合料必须保持一定的空隙率并重视密度 3 中 轻交通条件下的低等级道路的沥青路面不失为一种较好的沥青混合料配合比设计方法 二 配合比组成设计 1 2缺点 1 锤击的方式与道路的实际碾压方式相差甚远 没有考虑剪切强度 不能模拟行车压实室内成型方式与现场碾压方式不匹配 试件的击实功或混合料的密实程度与道路等级和交通量缺少联系 主要依据经验 最根本的缺陷在于 整个指标体系既不能反映沥青混合料的力学性能 也不能反映沥青路面的技术性能 且对路面的长期抗车辙没有把握 不能更好的反映出高温稳定性 低温抗裂性 水稳定性等 2 追求高强度 但强度低并不一定性能不好 如SMA马歇尔稳定度不如AC型强度高 但SMA路用性能要优于AC型 3 我国对传统的马歇尔设计方法经过改进 4 马歇尔试验设计方法 不适用于开级配抗滑混合料组成设计 不太适用大粒径沥青混合料和改性沥青混合料 二 配合比组成设计 Superpave法 二 配合比组成设计 Superpave法Superpave法是美国公路战略研究计划所研究出的课题 有其一整套的体系 其核心为两个规范 一个设计方法 即沥青胶结料性能PG分级规范 Superpave沥青混合料路用性能规范以及Superpave沥青混合料设计方法 在中国被称为穷人的SMA 其试件压实成型方法为旋转搓揉压实 二 配合比组成设计 2Superpave试验设计方法的优缺点2 1优点 1 从根本上放弃了带有经验性的传统的沥青技术指标 而采用了反映沥青的流变性 永久变形 疲劳开裂和温度开裂等路用性能的流变力学指标 并使用旋转压实机模拟现场的压实过程 使力学指标和路用性能的相关性较好 2 Superpave设计方法 最大的优点是能够判断哪一种级配抗车辙能力好 从而更好地事先选择级配类型 3 增加了混合料短期老化 使压实和空隙率计算更加符合实际 加大了试件尺寸 更适合于大粒径的集料 4 实时测量试件高度与旋转次数 画出压实曲线 从而能评价混合料的压实特性 5 在最大压实次数时规定了一个最大压实度 使混合料的抗车辙能力更有保障 在初始压实次数时规定了一个最大压实度 避免了产生不稳定的混合料 二 配合比组成设计 2 2缺点和不足 1 不能建立起揉压和碾压两种压实功的对应关系 压实设备较贵 2 设计过程相对复杂 工程技术人员难以掌握SHRP建立的这套新指标还需要经过不同地区大量实体工程的检验 3 按Superpave规定的公式计算的路面低温 常高于实际的气温 但在大风降温天气 实际的路表最低温度常低于气象台预报的温度 因此其路面设计最低温度的计算公式值得研究 4 Superpave级配的限制区的制定来自一些地区的经验 主要是为了防止出现车辙 但实际证明对穿过限制区的级配也是优良级配 从而也推翻了Superpave级配不能穿过限制区的设计理念 5 揉压次数的选定与经验有很大关系 且用油量较少 油膜较薄 尤其是用作表面层时 抗疲劳性能也可能不足 会减少路面的使用寿命 二 配合比组成设计 GTM法 二 配合比组成设计 GTM法GTM是一台仪器 旋转剪切压实试验机 GTM GyratoryTestingMachine 旋转试验机是美国工程兵团在60年代发明的 它把混合料成型压实实验机 力学剪切实验机和车辆模拟机合并成为了一台实验机 其试件压实成型方法为旋转搓揉压实 二 配合比组成设计 3旋转压实剪切试验机GTM的优缺点3 1优点 GTM旋转压实的成型方法与马氏击实法相比 能更好的模拟路面实际成型过程 特别是采用路面实际承受的轮胎接触压力作为成型的垂直荷载 对路面承受行车荷载的作用过程也是较好的模拟 对于较粗级配特别是SMA混合料 GTM旋转压实的成型方法与马氏击实法相比 更有利于形成嵌挤紧密的粗集料骨架结构 充分发挥SMA粗集料骨架结构的特长 在行车荷载作用下 以极限平衡状态控制混合料成型 混合料密实度较高 有利于提高混合料的水稳定性和耐久性 GTM法以试件成型过程中的变形稳定系数GSI作为抗变形指标 可直观地选择抗变形较好的混合料作为优选级配 GTM法以试件成型过程中的抗剪切强度稳定系数GSF作为抗剪切破坏指标 综合考虑了混合料的内部摩阻力和粘聚力的影响 从强度理论来讲 更能体现所设计混合料的强度特性 6 沥青总用量减少 降低了工程成本 二 配合比组成设计 3 2缺点设备昂贵 几百万 推广性不强 主要以抗车辙为主 二 配合比组成设计 设计阶段第一阶段 目标配合比第二阶段 生产配合比第三阶段 生产配合比验证设计内容1 矿料配合比设计 试算法或图解法2 确定最佳沥青用量 马歇尔试验 目标配合比设计阶段 生产配合比设计阶段 生产配合比验证阶段 矿料的组成设计 最佳沥青用量确定 图解法或试算法 集料筛分 水洗法 马歇尔试验 确定工程级配范围 预估计算沥青用量 沥青与集料相对密度测定 二 配合比组成设计 矿料通过皮带输入拌和楼干燥筒加热 振动筛二次筛分热料 提升到拌和楼 热料仓 根据目标配合比的OAC OAC 0 3 三组沥青用量 根据热料比例 目标配合比 图解法确定冷料比例 确定目标配合比最佳沥青用量OAC 取样冷料筛分 根据冷料比例成型5组马歇尔试件 通过调整控制室皮带 转速达到设计比例 青用量确定提供标准 为生产配合比最佳沥 热料比例与最佳沥青用量输入控制室计算机生产沥青混合料 热料筛分 取分级 目标配合比与生产配合比设计关系图 成型3组马歇尔试件 目标配合比设计 一 确定沥青混合料类型选取材料并检验各项技术指标 以高等级公路沥青路面典型构造为4cm中粒式沥青混凝土 5cm粗粒式沥青混凝土 7cm 6cm 热拌沥青碎石为例 目标配合比设计 原材料的技术要求 表观相对密度坚固性含泥量砂当量亚甲蓝值棱角性 原材料检验 二 矿料配合比设计1 确定沥青混合料类型及工程设计级配范围 2 对各种矿料进行筛分试验 计算通过百分率3 用试算法或图解法确定矿料配合比4 校核矿料配合比是否满足要求 目标配合比设计 目标配合比设计 经验范围混合料名称筛孔通过率范围AC134 7546 48AC164 7545 46AC204 7542 43AC254 7535 40矿粉用量ATB不低于3 AC类不低于4 低了说明拌和站除尘效果不好 三 确定最佳油石比 沥青混合料马歇尔试验 1 制备试样1 按确定的矿质混合料配合比 计算制备一个马歇尔试件各种规格集料的用量 1200g左右 2 按一定间隔 对密级配沥青混合料通常为0 5 取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件 目标配合比设计 2 测定试件的物理力学指标测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度 最大理论相对密度 稳定度 流值 计算试件的孔隙率VV 矿料间隙率VMA 沥青饱和度VFA 3 计算OAC1和OAC2 目标配合比设计 试件的物理力学指标 密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准 求取相应于密度最大值 稳定度最大值 目标空隙率 或中值 沥青饱和度范围的中值的沥青用量a1 a2 a3 a4 取平均值作为OAC1 OAC1 a1十a2十a3十a4 4 确定最佳沥青用量的初始值OAC1 试件的物理力学指标 密度最大值a1 a1 稳定度最大值a2 a2 目标空隙率 或中值 a3 a3 沥青饱和度范围的中值a4 a4 OAC1 a1十a2十a3十a4 4 如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围 按下式求取三者的平均值作为OAC1 OAC1 a1十a2十a3 3 确定沥青最佳用量的初始值OAC1 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 密度 空隙率 稳定度 流值 VMA VFA OACmin OACmax 油石比 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 最佳沥青用量的初始值OAC2OAC2 OACmin十OACmax 2 最佳用量的初始值OACOAC OAC1十OAC2 2 目标配合比设计 一 矿料组成设计 1 取样各种集料 此处取样的集料为热料 是经热料仓振动筛二次筛分后的分级热料 2 筛分分级热料 水洗法 3 取筛分后的通过率用图解法确定热料的组成比例 进行试验确定最佳沥青用量 同目标配合比的方法 1 根据上述方法确定的热料比例 按照目标配合比的 OAC OAC 0 3 三组沥青用量成型马歇尔试件 同目标配合比冷料确定方法一样 二 最佳沥青用量确定 2 检验最佳沥青时的粉胶比和有效沥青膜厚度 与目 标配合比一样 一样 生产配合比设计 三 本章试验 一 明确几个概念 1 油石比和沥青含量2 空隙率VV 矿料及沥青以外的空隙 不包括矿料自身内部的孔隙 的体积占试样总体积的百分率 3 矿料间隙率VMA 试件全部矿料部分以外的体积占试样总体积的百分率 4 沥青饱和度VFA 试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在WMA中所占的百分率 生产配合比中注意的问题 生产配合比中需要注意的几个问题1 生产集料振动筛筛孔选择的问题AC 25可选择3mm6mm12mm19mm32mm热料仓筛孔可参照冷料来配置2 搅拌时间干拌2 3s就可以了 总的搅拌时间 干拌加湿拌 不少于45s SMA可适当延长总的搅拌时间 一般不少于1min 热料仓筛网设置 SMA13冷料规格 0 3mm3 5mm5 10mm10 15mm4个热料仓筛孔 3mm6mm12mm16mm5个热料仓筛孔 3mm6mm12mm16mmSUP19冷料规格 0 3mm3 5mm5 10mm10 20mm4个热料仓筛孔 3mm6mm12mm26 5mm5个热料仓筛孔 3mm6mm12mm19mm27mmSUP25冷料规格 0 3mm3 5mm5 15mm15 25mm4个热料仓筛孔 3mm6mm16mm32mm5个热料仓筛孔 3mm6mm12mm19mm32mm 二 马歇尔试验 1 试件制作 1 试件数量 4 6个 2 试件尺寸 101 6mm 63 5mm 3 试件高度允许值 63 5mm 1 3mm 4 最大粒径 26 5mm 5 标准马歇尔试件大约质量 1200g 6 当已知沥青混合料的密度时 可根据试件的标准尺寸计算并乘以1 03得到要求的混合料数量 二 马歇尔试验 7 矿粉单独加热在搅拌时最后加入 8 插捣方式 周边插捣15次 中间10次 9 矿料加热温度 石油沥青163 160 5 改性沥青180 2 稳定度试验 1 加载速率50mm min 5mm min 2 水槽温度60 1 3 保温时间标准马歇尔30 40min浸水马歇尔试验48h 3 结果处理 二 马歇尔试验 马歇尔模数 残留稳定度 当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差k倍时 该测定值应予舍弃 并以其余测定值的平均值作为试验结果 当试件数量n为3 4 5 6时 k值分别为1 15 1 45 1 67 1 82 三 车辙试验 1 试件尺寸 300 300 50300 300 40300 300 100300 150 502 试验轮压强 0 7MPa 0 05MPa3 碾压速度 42次 min 1次 min 21次往返 min 4 恒温室温度 60 1 试件温度 60 0 5 5 最大变形达到25mm时可停止试验6 动稳定度 每产生1mm轮辙变形试验轮行走的次数 以 次 mm 计 水浸法 水煮法 对同一种料源集料最大粒径既有大于又有小于13 2mm不同的集料时 取大于13 2mm水煮法试验为标准 细粒式沥青混合料应以水浸法试验为标准 1 试验方法 四 沥青与粗集料的粘附性试验 水煮法选取粒径为13 2mm 19mm形态接近正方体的规则集料5个 经沥青裹覆后 在蒸馏水中沸煮3min 按沥青膜剥落的情况分为五个等级来评价沥青与集料的粘附性 四 沥青与粗集料的粘附性试验 水浸法选取粒径为9 5mm 13 2mm的集料100g与5 5g的沥青在规定温度条件下拌和成混合料 冷却后浸入80 的蒸馏水中保持30min然后按剥落面积百分率来评价沥青与集料的粘附性 四 沥青与粗集料的粘附性试验 2 等级评定 四 沥青与粗集料的粘附性试验 五 马歇尔试件密度检测 1 水中重法 几乎不吸水2 表干法 吸水率 2 3 蜡封法 吸水率 2 4 体积法 空隙率较大的沥青碎石混合料及大孔隙透水性开级配沥青混合料OGFC 配合比设计 检验各项指标符合要求 配合比设计成功 如果不合格 重新进行调整 包括集料的级配 如果仍不合格就需要换集料重新试验 合格 则进行试验段的试铺进一步来检验混合料的各项指标 标准密度 压实度中准密度的问题1 试验室标准密度的97 马歇尔试件密度 旋转压实的试件密度 2 最大理论密度的93 实测法 计算法 3 试验段密度的99 路面现场检测 1 路面厚度检测 1路面厚度检测一 路面厚度代表值与单点合格值的允许偏差基层或砂石路面 挖坑法沥青及水泥混凝土路面 钻孔法代表值及单点允许偏差见路面结构层实测项目表 三 仪具与材料 挖坑工具 钻芯取样机 钻头直径100mm或50mm 量尺 补坑材料 工具等四 挖坑法测定路面厚度 1 挖坑 2 将一把钢板尺平放横跨于坑的两边 用另一把钢板尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底 测量坑底至钢板尺地面的距离 精确至1mm 五 钻芯法 1 钻芯 2 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 取其平均值作为该层的厚度 六 填补试坑或钻孔七 路面结构层厚度评定根据代表值及单个合格值的允许偏差进行评定 代表值取算术平均值的下置信界限 当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时 则按单个检查值的偏差是否超过极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值允许偏差时 则厚度指标评为零分 沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定 高速公路 一级公路还应进行上面层厚度的检验与评定 2压实度检测一 标准密度 最大干密度 和最佳含水量的确定方法1 路基土的最大干密度和最佳含水量确定方法击实法 适用于细粒土粒径不大于25mm的土和粗粒土粒径不大于38mm的土 振动台法与表面振动压实仪法 无粘性自由排水粗粒土和巨粒土 包括堆石料 2压实度检测 2 路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法无机结合料稳定类 标准击实法粒料类 振动法沥青稳定碎石 马歇尔试验 旋转压实仪法3 沥青混合料标准密度确定方法 1 水中重法 密实的沥青混凝土 2 表干法 吸水率不大于2 的沥青混合料 3 蜡封法 吸水率大于2 的沥青混合料 4 体积法 孔隙率较大的沥青碎石 透水性沥青混合料等 二 现场密度试验检测方法 灌砂法 环刀法 核子仪法 钻芯法 一 灌砂法灌砂筒选择 100mm小型灌砂筒 集料的最大粒径小于15mm 测定层的厚度不超过150mm 150mm的大型灌砂筒 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 1 仪具与材料 灌砂筒 金属标定罐 基板 天平或台称 含水量测定器具 如铝盒 烘箱等 量砂 粒径0 3 0 6mm清洁干燥的均匀砂 约20 40kg 盛砂的容器 塑料桶等 其他 凿子 改锥 铁锤 长把勺 小簸箕 毛刷等 2 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 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 可等于标定罐的容积 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 将开关关上 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 玻璃板上的砂就是填满锥体的砂m2 重复上述测量三次 取其平均值 3 测定量砂的密度 用水确定标定罐的容积V 准确至lmL 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 直到砂不再下流时 将开关关闭 取下灌砂筒 称取筒内剩余砂质量m3 计算填满标定罐所需砂的质量mama m1 m2 m3 重复上述测量三次 取其平均值 计算量砂的密度 4 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 圆锥体内及基板与地面缝隙之间砂的质量为m5 m6 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 沿基板中孔凿洞 应注意勿使凿出的材料丢失 并不使水分蒸发 试洞的深度应等于测定层厚度 但不得有下层材料混入 称取全部取出材料的总质量为mw 取有代表性的样品测定其含水量 当为沥青表面处治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 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 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 直到灌砂筒内的砂不再下流时 关闭开关 小心取走灌砂筒 并称量余砂的质量m4 准确至1g 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 5 结果计算 计算填满试坑所用的砂的质量mb 灌砂时 试坑上放有基板时 灌砂时 试坑上不放基板时 基板与地面缝隙之间的量砂质量 锥体内的砂质量 试坑材料的湿密度 w 试坑材料的干密度 d 测试点的施工压实度 6 试验中应注意的问题 量砂要规则 每换一次量砂 都必须测定松方密度 地表面处理要平整 在挖坑时试坑周壁应笔直 灌砂时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 路基 路面压实度评定 路基 路面压实度以1 3km长的路段为检验评定单元 按规定的频率进行抽检 检验评定段的压实度代表值K 按下式计算t t分布表中随测点数和保证率而变的系数 采用的保证率 高速公路 一级公路 基层 底基层为99 路基 路面面层为95 其他公路 基层 底基层为95 路基 路面面层为90 分数评定 路基 基层和底基层 K K0 且单点压实度Ki全部大于等于规定值减2个百分点时 评定路段的压实度可得规定满分 当K K0 且单点压实度全部大于等于规定极值时 对于测定值低于规定值减2个百分点的测点 按其占总检查点数的百分率计算扣分值 K K0或某一单点压实度Ki小于规定极值时 该评定路段压实度为不合格 评为零分 路堤施工段落短时 分层压实度控制要求点点符合要求 且实际样本数不少于6个 沥青面层 当K K0且全部测点大于等于规定值减1个百分点时 评定路段的压实度可得规定的满分 当K K0时 对于测定值低于规定值减1个百分点的测点 按其占总检查点数的百分率计算扣分值 K K0时 评定路段的压实度为不合格 评为零分 3弯沉测试方法 3弯沉测试方法一 概述 国内外普遍采用回弹弯沉值来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 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 1 弯沉值的几个概念弯沉 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 设计弯沉值 根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次 公路等级 面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值 2 弯沉值的测试方法 贝克曼梁法 自动弯沉仪法 落锤式弯沉仪法 贝克曼梁 落锤式弯沉仪 自动弯沉仪 二 贝克曼梁法1 试验目的测定各类路基 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 仪具与材料 1 测试车BZZ 100标准车 双轴 后轴标准轴荷载100KN轮胎充气压力0 70MPa单轮传压面当量圆直径21 30cm轮隙宽度应满足能自由插入弯沉仪测头 2 路面弯沉仪由贝克曼梁 百分表及表架组成 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 弯沉值采用百分表量得 也可用自动记录装置进行测量 贝克曼梁 3 接触式路面温度计 4 其他 皮尺 口哨 白油漆或粉笔等 3 试验方法与步骤 1 试验前准备工作检查汽车后轴轴重测定轮胎接地面积检查百分表灵敏情况测定气温及地表温度等 2 测试步骤 测点布置 测点应在路面行车车道的轮迹带上 并用白油漆或粉笔画上标记 将试验车后轮轮隙对准测点后约3 5cm处的位置 将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处 弯沉仪测头于测点上 轮隙中心前方3 5cm处 并安装百分表于弯沉仪的测定杆上 百分表调零 弯沉仪可以是单侧测定 也可以双侧同时测定 测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进 百分表随路面变形的增加而持续向前转动 当表针转动到最大值时 迅速读取初读数dl 汽车仍在继续前进 表针反向回转 待汽车驶出弯沉影响半径 3m以上 后 吹口哨或挥动红旗指挥停车 待表针回转稳定后读取终读数d2 汽车前进的速度宜为5km h左右 贝克曼梁弯沉仪测定路面弯沉 标准车后轮轮隙 弯沉测试 4 结果计算整理每个测点的回弹弯沉值 Li dl d2 2 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 另外 还应考虑季节影响系数和湿度影响系数 温度修正方法 1 查图法测定层沥青的平均温度按下式计算 T T25 Tm Te 3T25 根据T0查图得出的路表下25mm处的温度 Tm 根据T0查图得出的沥青层中间深度的温度 Te 根据T0查图得出沥青层底面处的温度 T0 测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和 日平均气温为日最高气温与最低气温的平均值 不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正系数K 根据沥青平均温度T及沥青层厚度 分别由图6 7及图6 8求取 沥青路面弯沉按下式计算 L20 LT KK 温度修正系数 三 自动弯沉仪1 主要设备自动弯沉仪测定车 洛克鲁瓦型 由测试汽车 测量机构 数据采集处理系统三部分组成 2 工作原理 四 落锤式弯沉仪落锤式弯沉仪 FallingWeightDeflectometer 简称FWD 模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测 计算机自动采集数据 速度快 精度高 采用落锤式弯沉仪 FWD 测定路面的动态弯沉 并用来反算路面的回弹模量 1 主要设备落锤式弯沉仪分为拖车式和内置式 荷载发生装置 包括落锤 200kg 和直径300mm的四分式扇形承载板 弯沉检测装置 由5 7个高精度传感器组成 运算及控制装置 牵引装置 牵引FWD并安装运算及控制装置等的车辆 2 工作原理将测定车开到测定地点 通过计算机控制下的液压系统 启动落锤装置 使一定质量的落锤从一定高度自由落下 冲击力作用于承载板上并传递到路面 导致路面产生弯沉 分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形 记录系统将信号输入计算机 得到路面测点弯沉及弯沉盆 落锤式弯沉仪工作原理 五 弯沉值评定 1 每一双车道评定路段 检查80 100个点 多车道公路按车道数与双车道之比 相应增加测点 2 弯沉代表值 按下式计算 保证率系数 2 当路基和柔性基层 底基层的弯沉代表值不符合要求时 可将超出 2 3 s的弯沉特异值舍弃 对舍弃的弯沉值大于 2 3 s的点 应找出其周围界限 进行局部处理 3 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 4 弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时 相应分项工程为不合格 5 测定时的路表温度对沥青面层的弯沉值有明显影响 应进行温度修正 当沥青层厚度小于或等于50mm时 或路表温度在20 士2 时 可不进行温度修正 若在非不利季节测定时 应考虑季节影响系数 4平整度试验检测方法一 概述平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一 断面类 测定路面的凹凸情况如三米直尺 连续式平整度仪 反映类 测定路面凹凸引起的车辆振动的颠簸情况 如车载式颠簸累积仪 测试设备 4平整度试验检测方法 二 3m直尺法单尺测定等距离连续测定1 试验目的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 2 仪具与材料三米直尺楔形塞尺深度尺 2 测试要点 1 测点选择 施工过程中质量检测时 测试地点根据需要确定 可以单杆检测 路基 路面工程质量检查验收或进行路况评定时 应首尾相接连续测量10尺 应以行车道一侧车轮轮迹 距车道线80 100cm 带作为连续测定的标准位置 对已形成车辙的旧路面 应取车辙中间位置为测定位置 2 测试要点 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 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 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 施工结束后检测时 每1处续检测10尺 按上述步骤测记10个最大间隙 用深度尺测量构造深度 3m直尺法现场测试平整度 3 计算单杆检测 以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果 连续测定10尺 根据要求计算合格百分率 并计算10个最大间隙的平均值 合格率 合格尺数 总测尺数 100 4 报告单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果 连续测定10尺时 应报告平均值 合格尺数 合格率 三 连续式平整度仪法 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 不适用于在已有较多坑槽 破损严重的路面上测定 1 仪器设备 1 连续式平整度仪 前后各有4个行走轮 前后两组轮的轴间距离为3m 机架中间有一个能起落的测定轮 测定轮上装有位移传感器 自动采集位移数据时 测定间距为10cm 每一计算区间的长度为100m 每100m输出一次结果 2 牵引车 小面包车或其他小型牵引汽车 3 皮尺或测绳 连续式平整度仪 3 试验要点 1 选择测点 2 将连续式平整度测定仪置于测试路段路面起点上 3 放下测定轮 沿道路纵向行驶 横向位置保持稳定 检查检测仪表上测定数字显示 打印 记录情况 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 用连续式平整度仪测定路面平整度 4 计算 1 按每10cm间距采集的位移值自动计算100m计算区间的平整度标准差 2 记录测试长度 曲线振幅大于某一定值的次数等 并打印输出 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 变异系数 5路面抗滑性能试验检测方法一 概述路面表面特性路面潮湿程度行车速度路表面细构造路面表面粗构造 影响路面抗滑性能的因素 路面表面特性 5路面抗滑性能试验检测方法 路面细构造 指集料表面的粗糙度 通常采用石料磨光值表征抗磨光的性能 细构造在低速时对路表抗滑性能起决定作用 路面粗构造 指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 粗构造由构造深度表征 粗构造在高速时起主要作用 制动距离法偏转轮拖车法 横向力系数测试 摆式仪法构造深度测试法 路面的抗滑摆值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 抗滑性能测试方法 摆式仪 路表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 路面构造深度测定 路面横向摩擦系数是指用标准的摩擦系数测定车测定 与行车方向成20度偏角的测定轮以一定的速度行驶时 专用车轮与潮湿路面之间的测试轮轴方向摩擦阻力与垂直荷载的比值 简称SFC 横向摩擦系数测定车 二 构造深度测试方法1 手工铺砂法 1 试验目的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 路面表面的排水性能及抗滑性能 2 仪具与材料 人工铺砂仪 由圆筒 推平板组成 量砂筒 容积为 25 0 15 mL 量砂 足够数量的干燥洁净的匀质砂 粒径为0 15 0 30mm 量尺等 量砂筒及推平板 3 方法与步骤 量砂准备 取洁净的细砂晾干 过筛 取0 15 0 30mm的砂置适当的容器中备用 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 用扫帚或毛刷将测点附近的路面清扫干净 面积不小于30cm 30cm 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 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 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 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 手工铺砂法测定路面构造深度 4 计算 路面表面构造深度 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 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 5 报告 列表逐点报告路面构造深度的测定值及3次测定的平均值 当平均值小于0 2mm时 试验结果以 0 2mm表示 每一个评定区间路面构造深度的平均值 标准差 变异系数 二 电动铺砂仪测定路面构造深度1 仪具与材料电动铺砂仪标准量筒 50ml玻璃板 2 电动铺砂仪标定 1 将铺砂仪平放在玻璃板上 2 通过漏斗向量筒中缓缓注入量砂 其容积为50ml 3 将砂通过漏斗均匀倒入砂漏 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 开动电动机 使砂漏向另一端缓缓运动 量砂沿砂漏底部形成宽5cm的带状 全部漏完后停止 5 按下图 由L1及L2的平均值决定量砂的摊铺长度L0 准确至1mm L0 L1十L2 2 6 重复标定3次 取平均值决定L0 准确至1mm 标定应在每次测试前进行 用同一种量砂 由承担测试的同一试验员进行 铺砂仪在玻璃板上摊铺的量砂的厚度t0为 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 按电动铺砂仪标定步骤相同的步骤 在测试地点摊铺50ml量砂 计算摊铺长度L 准确至1mm 4 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 5米 测点位置以中间测点的位置表示 4 计算路面构造深度按下式计算 每一处均取三次测定结果的平均值作为试验结果 准确至0 1mm 二 摆式仪测路面抗滑摆值1 试验目的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 2 仪具与材料 1 摆式仪 摆及摆的连接部分总质量为 1500 30 g 摆动中心至摆的重心距离为 410 5 mm 测定时摆在路面上滑动长度为 126 1 mm 摆上橡胶片端部距摆动中心的距离为508mm 橡胶片对路面的正向静压力为 22 2 0 5 N 2 橡胶片 尺寸为6 35mm 25 4mm 76 2mm 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 新橡胶片应先在干燥路面上测10次后再用于测试 橡胶片的有效使用期为1年 3 标准量尺 长126mm 4 洒水壶 橡胶刮板 路面温度计等 3 方法与步骤 1 检查摆式仪的调零灵敏情况 2 对测试路段按随机取样方法 决定测点所在横断面位置 测点应选在行车车道的轮迹带上 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 3 仪器调平 4 调零 5 校核滑动长度橡胶片两次同路面接触点的距离应在126mm 即滑动长度 左右 举升柄 6 用喷壶的水浇洒试测路面 7 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 第一次测定 不做记录 8 重复测定5次 5次数值中最大值与最小值的差值不得大于3BPN 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 9 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 10 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 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 4 抗滑值的温度修正当路面温度为T时测得的值为FBT 按下式换算成标准温度20 的摆值FB