试验员培训课件.ppt

试验检测培训内容 试验检测培训内容 一 土工击实试验方法 一 素土击实试验方法 干土法和湿土法 最大粒径与公称最大粒径的区别 试验类型 轻型和重型 二 无机结合料稳定材料击实试验方法 适用范围 试验要求 试验方法类别 与素土击实试验方法的不同之处 试验检测培训内容 二 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法 EDTA滴定法 一 适用范围 二 化学试剂的配制 三 标准曲线的准备 四 实验步骤 试验检测培训内容 三 市政道路中水泥石灰综合稳定土中水泥 石灰剂量计算方法及施工中闷料补水计算方法 一 主要知识要点 二 实例计算水泥用量 石灰用量及补水量 试验检测培训内容 四 市政污 雨水沟槽回填土试验资料的整理 一 控制要点 二 整理要求 试验检测培训内容 五 灌砂法测压实度的步骤及要求 一 目的及适用范围 二 一般规定 三 方法与步骤 灌砂筒下部圆锥体内砂的质量标定方法 量砂的松方密度标定方法 四 现场压实度试验方法及步骤 五 注意细节及要点 试验检测培训内容 六 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 一 弯沉值的定义 二 弯沉仪的分类 三 路面弯沉仪的规格及适用范围 四 弯沉值的测试方法 五 测点弯沉值的计算方法 六 每一个评定路段的代表弯沉值计算方法 七 弯沉结果整理与评定 试验检测培训内容 七 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 一 水泥混凝土的基本要求 二 水泥混凝土试件制取组数要求 三 水泥混凝土抗压强度的评定 数理统计方法 非统计方法 四 水泥砂浆的评定要求 五 水泥砂浆的合格标准 试验检测培训内容 八 半刚性基层和底基层材料强度评定方法 一 半刚性基层和底基层材料强度标准 二 现场取样频率及要求 三 强度评定计算方法 试验检测培训内容 九 热拌沥青混合料配合比设计方法 一 一般规定 4项要求 二 确定工程设计级配范围 2个大项6个小项 三 材料选择与准备 2项要求 四 矿料配比设计 4项要求 五 马歇尔试验 10项要求 六 确定最佳沥青用量 或油石比 9项要求 七 配合比设计检验 7项要求 八 配合比设计报告 2项要求 土工试验检测培训内容 一 土工击实试验击实试验的类型击实试验方法 素土击实方法 无机结合料击实方法 一 素土实验可采用干土法和湿土法的方法准备试样 试验方法可按下表准备试料 土工试验检测培训内容 试料用量 土工试验检测培训内容 最大粒径与公称最大粒径区别 a集料的最大粒径是指集料的100 都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸 b集料的公称最大粒径是指集料可能全部通过或允许有少量不通过 一般容许筛余不超过10 的最小标准筛筛孔尺寸 通常比集料最大粒径小一个粒级 土工试验检测培训内容 下列表中的两种混合料具有相同的矿料最大粒径 19 0mm 但公称最大粒径不同 土工试验检测培训内容 I II两种混合料的矿料的最大粒径均为19 0mm 但公称最大粒径不同 第I种混合料的公称最大粒径为16 0mm 第II种混合料的公称最大粒径为19 0mm 土工试验检测培训内容 干土法 土不重复使用 按四分法至少准备5个试样 分别加入不同水分 按2 3 含水率递增或递减 一般以最佳含水量作为中间值 拌均后闷料一夜备用 湿土法 土不重复使用 对于高含水率土 可省略过筛步骤用手拣 除大于40mm的粗石子即可 保持天然含水率的第一个土样 可立即用于击实试验 其余几个试样 将土分成小土块 分别风干使含水率按2 3 递减 土工试验检测培训内容 实验步骤 根据工程要求选择重型或轻型实验方法 将土样倒入瓷盘内 用刮平刀将土样刮平于瓷盘内 使土样厚度大致相等 然后用刮平刀在土样上面均匀将土样分成5份 每次击实筒内装完一份 根据要求设定击实次数 待第五层击实完后 取下套筒 试样不应高出筒顶面5mm 用修土刀沿套筒内壁削刮 使试样与套筒脱离后 扭动并取下套筒 齐筒顶细心削平试样 拆除底板 擦净筒外壁 称量准确至1g 取筒内土测含水量 一般取两个试样作平行试验 要求两个试样含水量的误差不超过1 0 土工试验检测培训内容 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 曲线上峰值点的纵横坐标分别为最大干密度和最佳含水率 如曲线不能绘出明显的峰值点 应进行补点或重做 土工试验检测培训内容 二 无机结合料稳定材料击实试验方法 适用范围 本方法适用于在规定的试筒内 对水泥稳定材料 在水泥水化前 石灰稳定材料及石灰 或水泥 粉煤灰稳定材料进行击实试验 以绘制稳定材料的含水量一干密度关系曲线 从而确定其最佳含水量和最大干密度 试验要求 试验集料的公称最大粒径宜控制在37 5mm以内 方孔筛 试验方法类别 本实验方法分三类 各类击实方法的主要参数列于下表 土工试验检测培训内容 土工试验检测培训内容 与素土击实试验方法不同之处 要预定5 6不同含水量 依次相差0 5 1 5 且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水量 对于中 粗粒土 在最佳含水量附近取0 5 其余取1 0 对细粒土 取1 0 但对于黏土 特别是重黏土 可能需要取2 0 按预定含水量制备试样 当有水泥作为稳定剂时 应预留1 0 2 0 的含水量 如果为石灰稳定材料 石灰粉煤灰综合稳定材料 水泥粉煤灰综合稳定材料和水泥 石灰综合稳定材料 可将石灰 粉煤灰和试料一起拌匀 然后装入密闭容器或塑料口袋内浸润备用 浸润时间一般不超过24h 土工试验检测培训内容 当有稳定剂水泥加到浸润后的试样中 并用小铲 泥刀或其他工具充分拌和到均匀状态 水泥应在土样击实前逐个加入 加入水泥后充分拌和后将预留的1 0 2 0 的含水量加入 在充分拌和后 应在1h内完成击实试验 超过1h的试样 应予作废 含水量的测定 烘箱的温度应事先调整到110 左右 以使放入的试样能立即在105 110 的温度下烘干 土工试验检测培训内容 实验数据整理 应做两次平行试验 取两次实验的平均值作为最大干密度和最佳含水量 稳细粒土两次重复性试验最大干密度的差不应超过0 05g cm 稳定中粒土和粗粒土中最大干密度的差不应超过0 08g cm 当最佳含水量小于10 时 两次平行试验的最佳含水量不应超过0 5 当最佳含水量大于10 时 两次平行试验的最佳含水量不应超过1 0 超过上述规定 应重做实验 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 二 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法 EDTA滴定法 一 适用范围 1 本方法适用于在工地快速测定水泥和石灰稳定材料中水泥和石灰的剂量 并可用于检查现场拌合和摊铺的均匀性 2 本方法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定 现场土样的石灰剂量应在路拌后尽快测试 否则需要用相应龄期EDTA二钠标准溶液消耗量的标准曲线确定3 本方法也可以用来测定水泥和石灰综合稳定材料中结合料的剂量 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 二 化学试剂的配制 EDTA标准溶液 准确称取EDTA二钠 分析纯 37 23g 用40 50 的无二氧化碳蒸馏水溶解 待全部溶解并冷却至室温后 定容至1000ml 10 氯化铵 NH4CL 溶液 将500g氯化铵 分析纯或化学纯 放在10L的聚乙烯桶内 加蒸馏水4500ml 充分振荡 使氯化铵完全溶解 也可以分批在1000ml的烧杯内配制 然后倒入塑料桶内摇匀 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 1 8 氢氧化钠 内含三乙醇胺 溶液 用电子天平称18g氢氧化钠 NaOH 分析纯 放入洁净干燥的1000ml烧杯中 加1000ml蒸馏水使其全部溶解 待溶液冷却至室温后 加入2ml三乙醇胺 分析纯 搅拌均匀后储于塑料桶中 钙红指示剂 将0 2g钙试剂羧酸钠 分子式C21H13N2NaO7S 分子量460 39 与20g预先在105 烘箱中烘1h的硫酸钾混合 一起放入研钵中 研成极细粉末 储于棕色广口瓶中 以防吸潮 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 三 标准曲线的准备 准备5种试样 每种两个样品 如果为稳定细粒土 则可称取300g左右准备试验 如果为稳定中粒土和粗粒土则应按照合成级配的比例要求称取总重量为3000g准备试验 将合成好的3000g混合料过4 75mm 称取筛下1000g准备试验 将湿料与NH4CL溶液按1 2的比例掺和 搅拌3min后 放置沉淀10min 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 用移液管吸取上层悬浮液10 0ml放入200ml的三角瓶内 用量管量取1 8 NaOH溶液50ml倒入三角瓶中 此时溶液PH 12 5 13 0 然后加入钙红指示剂 约0 2g 摇匀溶液呈玫瑰红色 记录滴定管中EDTA标准溶液的体积 然后用EDTA标准溶液滴定 边滴边摇匀直至纯蓝色为止 记录EDTA标准溶液的消耗量 每个试样做两次实验 取2次试验的算术平均值 准确至0 1ml 对于其他几个样品用同样的方法进行试验 并记录各自的EDTA标准溶液的消耗量 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 以同一稳定剂稳定材料EDTA标准溶液消耗量 ml 的平均值为纵坐标 以稳定剂量 为为横坐标制图 两者的关系应是一根顺滑的曲线 如下表所示 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法培训内容 四 对稳定细粒土 称300g放在搪瓷杯中 用搅拌棒将结块搅散 加10 NH4CL溶液600ml 对稳定中粒土和粗粒土取4 75mm筛下量1000g左右放入10 NH4CL溶液2000ml 然后如前述步骤进行试验 根据所绘制的标准曲线 根据EDTA二钠标准溶液消耗量 确定混合料中的稳定剂剂量 市政道路中水泥石灰用量及补水量计算方法培训内容 三 市政道路中水泥石灰综合稳定土中水泥 石灰剂量计算方法及施工中闷料补水计算方法 一 知识要求 根据室内重型击实试验得出水泥石灰综合稳定土的最大干密度及最佳含水量 在现场施工中试验员应对拌和后的石灰土进行含水量测定 取样方法是在现场对该施工段落取样6 7个 然后将6 7个试样混合拌匀取2个样品测含量 取两个样品的算术平均值作为该路段的代表含水量 通常取比室内最佳含水量大1 0 2 0 作为施工含水量进行闷料施工 市政道路中水泥石灰用量及补水量计算方法培训内容 二 实例计算 已知4 10 86水泥综合稳定土的最大干密度为1 76g cm 最佳含水量为14 0 压实度要求 95 0 压实层厚度为15cm 施工段落长300m 宽20m 测得石灰土含水量为11 0 试求该段落共需水泥 石灰及施工时的补水量 市政道路中水泥石灰用量及补水量计算方法培训内容 计算每平方米水泥用量 1 76 0 15 0 95 4 100 10 03kg 该施工段需用水泥量 300m 20m 10 03kg 60180kg折算成袋数 60180kg 50kg 袋 1203 6 袋 计算每平方米石灰用量 1 76 0 15 0 95 10 100 25 08kg 该施工路段需用石灰量 300m 20m 25 08kg 150480kg折算成消解后的石灰平铺厚度 消解后的石灰密度为450 500kg m 25 08kg 450kg m 0 056m 5 6cm 计算该路段所需补水量 根据现场土质情况及施工经验 取最佳施工含水量为15 0 则 300m 20m 0 15 0 95 15 0 11 0 34 2t 污 雨水沟槽回填土试验资料的整理方法培训内容 四 污 雨水沟槽回填土试验资料的整理方法 一 控制要点 根据图纸中设计的路面结构层厚度及路面顶部标高 计算出该回填部分的路床标高 路面标高 路面结构层厚度 路床标高 根据该段污 雨 水管径 管壁厚度 平基围座厚度以及顶管以上250mm计算出胸腔部分填土厚度 一般应为压实厚度按150mm计算 计算压实层层数 一般要求的压实度标准为管道两侧 每侧一组 每组三个点 重型击实标准为87 轻型击实标准为90 管顶以上250mm采用轻型击实标准 要求压实度为87 2 污 雨水沟槽回填土试验资料的整理方法培训内容 路床以下800mm即0 800mm范围内一般要求压实度为重型击实标准 95 0 轻型击实标准 98 0 一般在整理资料时视情况而定应为4层 800 1500mm范围内一般要求压实度为重型击实标准 93 0 轻型击实标准 95 0 一般在整理资料时可为4层 大于1500mm范围内应根据大于1500mm的标高减去管顶以上250mm的标高可以计算出该范围内的填土厚度 根据填土方式 人工或机械压实 选取压实层厚度 人工打夯压实层厚度为150mm 机械压实为200mm 根据压实层厚度计算出压实层数 污 雨水沟槽回填土试验资料的整理方法培训内容 如果沟槽回填土厚度较浅 且回填土在路槽范围内 在计算压实度时 应满足就高不就低的原则 附图 污 雨水沟槽回填土试验资料的整理方法培训内容 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 五 灌砂法测压实度的步骤及要求 一 目的及适用范围 本方法适用于在现场测定基层 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的材料压实层的压实度检测 二 用挖坑灌砂法测定密度和压实度时 应符合下列规定 当集料的最大粒径小于13 2mm 测定层的厚度不超过150mm时 宜采用 100mm的小型灌砂筒测试 当集料的最大粒径等于或大于13 2mm 但不大于31 5mm 测定层的厚度不超过200mm时 应用 150mm的大型灌砂筒测试 当集料的最大粒径超过31 5mm 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53 0mm 灌砂筒和现场试洞的直径应为200mm 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 三 方法与步骤 标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量 a 向灌砂筒内装砂至距筒顶的距离15mm左右为止 称取装入筒内的砂的质量m 准确至1g 以后每次标定及实验都应该维持装砂高度与质量不变 b 将称量过的灌砂筒放在标定罐上 将开关打开 让灌砂筒的砂自由流出 至灌砂筒内砂不在流出时 然后关上开关 c 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 让砂自由流出直到筒内砂不再流出时将开关关上 并细心地取走灌砂筒 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 d 收集并称量留在玻璃板上的砂 准确至1g 玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂质量 e 重复上述测量三次 取其平均值 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 标定量砂的松方密度 a 将标准砂过筛 取0 3mm 0 6mm粒径的砂测松方密度 b 用水确定标定罐的容积 准确至1ml 具体做法是先用电子称称取标定罐和玻璃板 玻璃板的宽度要大于标定罐上端的直径 的质量 然后将水缓慢注入标定罐内至上端平面至玻璃板与水面全部接触为止 称取玻璃板 水与标定罐总质量 将总质量减去玻璃板与标定罐的质量等于标定罐内水的质量 即为标定罐的容积 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 c 在灌砂筒内装砂至筒顶的距离15mm左右称重 将称重后的灌砂筒放在标定罐上 将开关打开让砂流出 直到罐内砂不再流出时为止 将开关关闭 取走灌砂筒 称取筒内剩余砂的质量 计算出标定罐内砂质量 重复上述测量3次 取其平均值 d 标定罐内砂质量平均值与标定罐体积的比值即为量砂松方密度 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 四 现场压实度试验步骤 a 在实验地点 选一块平坦表面 并将其清理干净 其面积不得小于基板面积 b 将基板放于平坦表面上 当表面的粗糙度较大时 应用灌砂筒与基板对其进行标定 计算出粗糙度表面所消耗的量砂质量 c 将基板放回清扫干净的表面上 沿基板中孔凿洞 洞的直径与灌砂筒一致 将洞内凿出的材料放入塑料袋内 试洞的深度应等于测定层厚度 不允许凿到测定层的下层部位内 凿洞完毕后称取凿出材料总重 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 d 将基板安放在凿好的试坑上 将灌砂筒安放在基板中间 将开关打开 让砂流入试坑内 当砂不再流时关上开关 称量筒内剩余砂的质量 e 根据公式计算填满试坑内量砂质量 置换出试坑体积 由坑内凿出材料质量计算出湿密度 根据凿出材料的含水量计算出干密度 f 根据实验室击实试验得出的最大干密度 求出该点的压实度 灌砂法测压实度的步骤及要求培训内容 五 注意细节要点 a 量砂要规则 如果重复使用时一定要注意晾干 处理一致 否则影响量砂的松方密度 b 每换一次量砂 都必须测定松方密度 灌砂筒下部圆锥体内砂的数量也应该每次重新标定 c 地表面处理要平 只要表面突出一点 即使1mm 使整个表面高出一薄层 其体积便算到试坑中去了 将影响实验结果 d 试坑上下大小应一致 避免上大下小或上小下大 这都将影响实验结果 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 一 弯沉的定义 是指在规定的标准轴载的作用下 路基路面表面轮隙产生的回弹变形值 以0 01mm为单位 二 弯沉仪的分类方法 贝克曼梁法适用于测定各类路基 路面的回弹弯沉 是一种传统的方法 测试速度慢 静态测试 条件比较成熟 目前属于标准方法 可以用来评定路基 路面整体承载能力 共路面结构设计使用 也可为路基 沥青路面提供弯沉交工和竣工验收 同时也可为公路养护管理部门制定养路修路计划提供依据 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 自动弯沉仪法是利用贝克曼梁原理快速连续测试 但测定的是总弯沉 使用时需要用贝克曼梁进行标定换算 一般用于高速公路沥青路面的竣工验收 落锤式弯沉仪法是利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载测定弯沉 并能反算路面的回弹模量 快速测定 使用时也需要用贝克曼梁进行标定换算 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 三 路面弯沉仪的规格及适用范围 路面弯沉仪分为3 6m和5 4m两种 当在半刚性基层沥青路面或在水泥砼路面上测定时宜采用5 4m弯沉仪 测定沥青路面的弯沉以标准温度20 时为准 在其他温度 超过18 22 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 四 弯沉值的测试 初读数 汽车驶出之前的百分表的最大读数L1终读数 汽车驶出之后表针反向回转稳定后的百分表读数L2 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 五 测点弯沉值的计算方法L L1 L2 2 六 每一个评定路段的代表弯沉L L Z S式中L 一个评定路段的代表弯沉 L 一个评定路段内经各项修正后的各测点弯沉 S 一个评定路段内经各项修正后的全部测点标准差Z 与保证率有关的系数 如下表 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 路基 柔性基层 沥青路面弯沉值的测试及评定方法 七 结果整理与评定 计算平均值和标准差是 应将超出L 2 3 S的弯沉特异值舍弃 对舍弃的弯沉过大的点 应找出周围界限 进行局部处理 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 也不能采用左右两点的相加值 弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分 大于时零分 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 一 基本要求 评定水泥混凝土的抗压强度应以标准养生28d龄期的试件在标准试验条件下测得的极限抗压强度为准 标准试件为边长150mm的立方体 试件3个为一组 二 试件制取组数要求 不同强度等级及不同配合比的混凝土应在浇筑地点和拌合地点分别随机制取试件 浇筑一般体积的结构物 如基础 墩台等 时 每一单元结构物应制取两组 连续浇筑大体积结构时 每80 200m 或每一工作班应制取2组 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 上部结构 主要构件长16m以下应制取1组 16 30m制取2组 31 50m制取3组 50以上者不小于5组 小型构件每批或每工作班至少应制取2组 每根钻孔桩至少应制取2组 桩长20m以上者不少于3组 桩径大 浇筑时间很长时 不少于4组 如换工作班时 每工作班应制取2组 构筑物 小桥涵 挡土墙 每座 每处或每工作班制取不少于2组 当原材料和配合比相同 并由同一拌和站拌制时 可几座或几处合并制取2组 应根据施工需要 另制取几组与结构物同条件养生的试件 作为拆模 吊装 张拉预应力 承受荷载等施工阶段的强度依据 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 三 水泥混凝土抗压强度的合格标准 试件 10组时 应以数理统计方法按下述条件评定 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 式中 n 同批混凝土试件组数 Rn 同批n组试件强度的平均值 MPa Sn 同批n组试件强度的标准差 MPa 当Sn 0 06R时 取Sn 0 06R R 混凝土设计强度等级 MPa Rmin n组试件中强度最低一组的值 MPa K1 K2 合格判定系数 见附表 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 水泥混凝土及水泥砂浆抗压强度的评定方法 试件小于10组时 可用非统计方法按下述条件进行评定 Rn 1 15RRmin 0 95R 四 实测项目中 水泥混凝土抗压强度评为不合格时相应分项工程为不合格 八 水泥砂浆强度评定 一 评定水泥砂浆的强度 应以标准养生28d的试件为准 试件为边长70 7mm的立方体 试件6个为1组 制取组数应符合下列规定 不同强度等级及不同配合比的水泥砂浆应分别制取试件 试件应随机制取 不得挑选 重要及主体砌筑物 每工作班制取2组 一般及次要砌筑物 每工作班可制取1组 拱圈砂浆应同时制取与砌体同条件养生试件 以检查各施工阶段强度 水泥砂浆强度评定 二 水泥砂浆强度的合格标准 同强度等级试件的平均强度不低于设计强度等级 任意一组试件的强度最低值不低于设计强度等级的75 三 实测项目中 水泥砂浆强度评为不合格时相应分项工程为不合格 九 半刚性基层和底基层材料强度评定 一 半刚性基层和底基层材料强度 以规定温度下保湿养生6d 浸水1d后的7d无侧限抗压强度为准 二 在现场按规定频率取样 按工地预定达到的压实度制备试件 每2000 或每工作班预备1组试件 不论稳定细粒土 中粒土或粗粒土 当多次偏差系数Cv 10 时 可为6个试件 Cv 10 15 时 可为9个试件 Cv 15 时 则需13个试件 三 试件的平均强度应满足下式要求 式中 Rd 设计抗压强度 MPa Cv 试验结果的偏差系数 以小数计 Z 标准正态分布表中随保证率而变的系数 高速公路 一级公路 保证率95 Z 1 645 其他公路 保证率90 Z 1 282 四 评定路段内半刚性材料强度评定为不合格时相应分项工程为不合格 十 热拌沥青混合料配合比设计方法 一 一般规定 a 本方法适用于密级配沥青混凝土及沥青稳定碎石混合料 b 热拌沥青混合料的配合比设计应通过目标配合比设计 生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段 确定沥青混合料的材料品种及配比 矿料级配 最佳沥青用量 本规范采用马歇尔试验配合比设计方法 如采用其他方法设计沥青混合料时 应按本规范规定进行马歇尔试验及各项配合比设计检验 并报告不同设计方法的试验结果 c 配合比设计的试验方法必须遵照现行试验规程的方法执行 混合料拌和必须采用小型沥青混合料拌和机进行 混合料的拌和温度和试件制作温度应符合本规范的要求 d 生产配合比设计可参照本方法规定的步骤进行 热拌沥青混合料配合比设计方法 二 确定工程设计级配范围1 沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定 密级配沥青混合料的设计级配宜在下表规定的级配范围内 根据公路等级 工程性质 气候条件 交通条件 材料品种 通过对条件大体相当的工程的使用情况进行调查研究后调整确定 必要时允许超出规范级配范围 密级配沥青稳定碎石混合料可直接以本规范规定的级配范围作工程设计级配范围使用 经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据 不得随意变更 热拌沥青混合料配合比设计方法 热拌沥青混合料配合比设计方法 2 调整工程设计级配范围宜遵循下列原则 a 首先按本规范表1确定采用粗型 C型 或细型 F型 的混合料 对夏季温度高 高温持续时间长 重载交通多的路段 宜选用粗型密级配沥青混合料 AC C型 并取较高的设计空隙率 对冬季温度低 且低温持续时间长的地区 或者重载交通较少的路段 宜选用细型密级配沥青混合料 AC F型 并取较低的设计空隙率 b 为确保高温抗车辙能力 同时兼顾低温抗裂性能的需要 配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量 减少0 6mm以下部分细粉的用量 使中等粒径集料较多 形成S型级配曲线 并取中等或偏高水平的设计空隙率 热拌沥青混合料配合比设计方法 热拌沥青混合料配合比设计方法 c 确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要 经组合设计的沥青路面应能满足耐久 稳定 密水 抗滑等要求 d 根据公路等级和施工设备的控制水平 确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄 其中4 75mm和2 36mm通过率的上下限差值宜小于12 e 标准配合比的矿料合成级配中 至少应包括0 075mm 2 36mm 4 75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值 并避免在0 3mm 0 6mm处出现 驼峰 对确定的标准配合比 宜再次进行车辙试验和水稳定性检验 f 沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能 使沥青混合料容易摊铺和压实 避免造成严重的离析 热拌沥青混合料配合比设计方法 三 材料选择与准备a 配合比设计的各种矿料必须按现行 公路工程集料试验规程 规定的方法 从工程实际使用的材料中取代表性样品 进行生产配合比设计时 取样至少应在干拌5次以后进行 b 配合比设计所用的各种材料必须符合气候和交通条件的需要 其质量应符合技术规范中规定的技术要求 当单一规格的集料某项指标不合格 但不同粒径规格的材料按级配组成的集料混合料指标能符合规范要求时 允许使用 热拌沥青混合料配合比设计方法 四 矿料配比设计a 高速公路和一级公路沥青路面矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子表格用试配法进行 其他等级公路沥青路面也可参照进行 b 矿料级配曲线按 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 T0725的方法绘制 图B 4 2 以原点与通过集料最大粒径100 的点的连线作为沥青混合料的最大密度线 热拌沥青混合料配合比设计方法 热拌沥青混合料配合比设计方法 c 对高速公路和一级公路 宜在工程设计级配范围内计算1 3组粗细不同的配比 绘制设计级配曲线 分别位于工程设计级配范围的上方 中值及下方 设计合成级配不得有太多的锯齿形交错 且在0 3mm 0 6mm范围内不出现 驼峰 当反复调整不能满意时 宜更换材料设计 d 根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量 分别制作几组级配的马歇尔试件 测定VMA 初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配 热拌沥青混合料配合比设计方法 五 马歇尔试验a 配合比设计马歇尔试验技术标准按下表中的规定执行 热拌沥青混合料配合比设计方法 热拌沥青混合料配合比设计方法 热拌沥青混合料配合比设计方法 b 沥青混合料试件的制作温度按规范规定的方法确定 并与施工实际温度相一致 普通沥青混合料如缺乏粘温曲线时可参照表6执行 改性沥青混合料的成型温度在此基础上再提高10 20 热拌沥青混合料配合比设计方法 c 按下式计算矿料混合料的合成毛体积相对密度 sb 式中 P1 P2 Pn为各种矿料成分的配比 其和为100 1 2 n为各种矿料相应的毛体积相对密度 粗集料按T0304方法测定 机制砂及石屑可按T0330方法测定 也可以用筛出的2 36mm 4 75mm部分的毛体积相对密度代替 矿粉 含消石灰 水泥 以表观相对密度代替 注 沥青混合料配合比设计时 均采用毛体积相对密度 无量纲 不采用毛体积密度 故无需进行密度的水温修正 生产配合比设计时 当细料仓中的材料混杂各种材料而无法采用筛分替代法时 可将0 075mm部分筛除后以统货实测值计算 热拌沥青混合料配合比设计方法 d 按下式计算矿料混合料的合成表观相对密度 sa 式中 P1 P2 Pn为各种矿料成分的配比 其和为100 为各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度 e 确定矿料的有效相对密度 对非改性沥青混合料 宜以预估的最佳油石比拌和2组的混合料 采用真空法实测最大相对密度 取平均值 然后由下式反算合成矿料的有效相对密度 se 式中 se 合成矿料的有效相对密度 Pb 试验采用的沥青用量 占混合料总量的百分数 t 试验沥青用量条件下实测得到的最大相对密度 无量纲 b 沥青的相对密度 25 25 无量纲 热拌沥青混合料配合比设计方法 对改性沥青及SMA等难以分散的混合料 有效相对密度宜直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按下式计算确定 其中沥青吸收系数C值根据材料的吸水率由下式求得 C 0 033wx2 0 2936wx 0 9339材料的合成吸水率按下式计算 式中 se 合成矿料的有效相对密度 C 合成矿料的沥青吸收系数 可按矿料的合成吸水率从上式求取 wx 合成矿料的吸水率 按上式求取 sb 材料的合成毛体积相对密度 按上式求取 无量纲 sa 材料的合成表观相对密度 按上式求取 无量纲 热拌沥青混合料配合比设计方法 f 以预估的油石比为中值 按一定间隔 对密级配沥青混合料通常为0 5 对沥青碎石混合料可适当缩小间隔为0 3 0 4 取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件 每一组试件的试样数按现行试验规程的要求确定 对粒径较大的沥青混合料 宜增加试件数量 注 5个不同油石比不一定选整数 例如预估油石比4 8 可选3 8 4 3 4 8 5 3 5 8 等 g 测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度 f和吸水率 取平均值 测试方法应遵照以下规定执行 通常采用表干法测定毛体积相对密度 对吸水率大于2 的试件 宜改用蜡封法测定的毛体积相对密度 注 对吸水率小于0 5 的特别致密的沥青混合料 在施工质量检验时 允许采用水中重法测定的表观相对密度作为标准密度 钻孔试件也采用相同方法 但配合比设计时不得采用水中重法 热拌沥青混合料配合比设计方法 h 确定沥青混合料的最大理论相对密度 对非改性的普通沥青混合料 在成型马歇尔试件的同时 按B 5 6 1的要求用真空法实测各组沥青混合料的最大理论相对密度 ti 当只对其中一组油石比测定最大理论相对密度时 也可按式 B 5 9 1 或 B 5 9 2 计算其他不同油石比时的最大理论相对密度 ti 热拌沥青混合料配合比设计方法 对改性沥青或SMA混合料宜按下式计算各个不同沥青用量混合料的最大理论相对密度 式中 ti 相对于计算沥青用量Pbi时沥青混合料的最大理论相对密度 无量纲 Pai 所计算的沥青混合料中的油石比 Pbi 所计算的沥青混合料的沥青用量 Pbi Pai 1 Pai Psi 所计算的沥青混合料的矿料含量 Psi 100 Pbi se 矿料的有效相对密度 无量纲 b 沥青的相对密度 25 25 无量纲 热拌沥青混合料配合比设计方法 i 按下式分别计算沥青混合料试件的空隙率 矿料间隙率VMA 有效沥青的饱和度VFA等体积指标 取1位小数 进行体积组成分析 式中 VV 试件的空隙率 VMA 试件的矿料间隙率 VFA 试件的有效沥青饱和度 有效沥青含量占VMA的体积比例 f 测定的试件的毛体积相对密度 无量纲 t 沥青混合料的最大理论相对密度 计算或实测得到 无量纲 Ps 各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和 即Ps 100 Pb sb 矿料混合料的合成毛体积相对密度 j 进行马歇尔试验 测定马歇尔稳定度及流值 热拌沥青混合料配合比设计方法 六 确定最佳沥青用量 或油石比 a 按图B 6 1的方法 以油石比或沥青用量为横坐标 以马歇尔试验的各项指标为纵坐标 将试验结果点入图中 连成圆滑的曲线 确定均符合本规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin OACmax 选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围 并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围 并使密度及稳定度曲线出现峰值 如果没有函盖设计空隙率的全部范围 试验必须扩大沥青用量范围重新进行 注 绘制曲线时含VMA指标 且应为下凹型曲线 但确定OACmin OACmax时不包括VMA 热拌沥青混合料配合比设计方法 b 根据试验曲线的走势 按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1 在曲线图B 6 1上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 按式B 6 2 1取平均值作为OAC1 OAC1 a1十a2十a3十a4 4 B 6 2 1 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 按式 B 6 2 2 求取3者的平均值作为OAC1 OAC1 a1十a2十a3 3 B 6 2 2 对所选择试验的沥青用量范围 密度或稳定度没有出现峰值 最大值经常在曲线的两端 时 可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1 但OAC1必须介于OACmin OACmax的范围内 否则应重新进行配合比设计 c 以各项指标均符合技术标准 不含VMA 的沥青用量范围OACmin OACmax的中值作为OAC2 OAC2 OACmin十OACmax 2 B 6 3 热拌沥青混合料配合比设计方法 d 通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC OAC OAC1十OAC2 2 B 6 4 e 按B 6 4计算的最佳油石比OAC 从图B 6 1中得出所对应的空隙率和VMA值 检验是否能满足本规范表5 3 4或表5 3 5关于最小VMA值的要求 OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧 当空隙率不是整数时 最小VMA按内插法确定 并将其画入图B 6 1中 f 检查图B 6 1中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准 g 根据实践经验和公路等级 气候条件 交通情况 调整确定最佳沥青用量OAC 热拌沥青混合料配合比设计方法 调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量及使用效果 论证适宜的最佳沥青用量 检查计算得到的最佳沥青用量是否相近 如相差甚远 应查明原因 必要时重新调整级配 进行配合比设计 对炎热地区公路以及高速公路 一级公路的重载交通路段 山区公路的长大坡度路段 预计有可能产生较大车辙时 宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0 1 0 5 作为设计沥青用量 此时 除空隙率外的其他指标可能会超出马歇尔试验配合比设计技术标准 配合比设计报告或设计文件必须予以说明 但配合比设计报告必须要求采用重型轮胎压路机和振动压路机组合等方式加强碾压 以使施工后路面的空隙率达到未调整前的原最佳沥青用量时的水平 且渗水系数符合要求 如果试验段试拌试铺达不到此要求时 宜调整所减小的沥青用量的幅度 对寒区公路 旅游公路 交通量很少的公路 最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0 1 0 3 以适当减小设计空隙率 但不得降低压实度要求 热拌沥青混合料配合比设计方法 图B 6 1马歇尔试验结果示例注 图中a1 4 2 a2 4 25 a3 4 8 a4 4 7 OAC1 4 49 由4个平均值缺定 OACmin 4 3 OACmax 5 3 OAC2 4 8 OAC 4 64 此例中相对于空隙率4 的油石比为4 6 热拌沥青混合料配合比设计方法 h 按式 B 6 7 1 及 B 6 7 2 计算沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量 B 6 7 1 B 6 7 2 式中 Pba 沥青混合料中被集料吸收的沥青结合料比例 Pbe 沥青混合料中的有效沥青用量 se 集料的有效相对密度 按式 B 5 6 1 计算 无量纲 sb 材料的合成毛体积相对密度 按式 B 5 3 求取 无量纲 b 沥青的相对密度 25 25 无量纲 Pb 沥青含量 Ps 各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和 即Ps 100 Pb 注 如果需要 可按式 B 6 7 3 及 B 6 7 4 计算有效沥青的体积百分率Vb及矿料的体积百分率Vg 热拌沥青混合料配合比设计方法 B 6 7 3 Vg 100 Vbe VV B 6 7 4 i 检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度 按式B 6 8 1计算沥青混合料的粉胶比 宜符合0 6 1 6的要求 对常用的公称最大粒径为13 2mm 19mm的密级配沥青混合料 粉胶比宜控制在0 8 1 2范围内 B 6 8 1 式中 FB 粉胶比 沥青混合料的