路面压实度及弯沉值检测PPT演示课件(PPT 54页).pptx

1、1第1页，共54页。目录1.路面压实度检测I.压实度的概述II.现场密度试验检测方法a)a)灌砂法灌砂法b)b)环刀法环刀法c)c)核子仪法核子仪法d)d)钻芯法钻芯法III.结语2.路面弯沉值检测I.弯沉值的概述II.弯沉值的测试方法III.贝克曼梁法试验a)试验目的和适用范围b)仪具与材料c)试验方法与步骤d)弯沉仪的支点变形修正e)结果计算及温度修正IV.结语2第2页，共54页。1.路基路面压实度检测3第3页，共54页。I.压实度的概述路基、路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对路基、路面结构层进行充分压实，才能保证路基、路面的强度。刚度及路面的平整度，并可以保证

2、及延长路基、路面工程的使用寿命。4第4页，共54页。压实的作用压实的作用增加强度增加强度减少变形减少变形增强水稳性增强水稳性强度稳定性强度稳定性压实不足的危害压实不足的危害车辙车辙裂缝裂缝沉陷沉陷剪切破坏剪切破坏 现场压实质量用压实度表示，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；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。5第5页，共54页。土方路基压实度为现场干密度与标准试验条件下最大干密度之比，以重型击实试验为准沥青混凝土压实度为现场毛体积密度与马歇尔标准密度之比，以马歇尔击实成型标准、试验路密实度或理论密度为准压实度

3、的检测是通过密度检测确定的。6第6页，共54页。II.现场密度试验检测方法7第7页，共54页。a)灌沙法灌沙法一一试验原理：试验原理：u 用均匀颗粒的砂去置换洞的体积。I.检测方式I.检测方式8第8页，共54页。二适用范围 适用于各种材料的路基土、也可用于沥青表处、沥青贯入室路面。不可用于填石路基等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测 现在测定路基压实度的标准方法。三主要试验仪器 灌砂筒、金属标定罐、基板、玻璃板、试样盘、天平、量砂9第9页，共54页。10第10页，共54页。11第11页，共54页。12第12页，共54页。仪器标定确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，其步骤如下：在储砂筒内装满砂。筒内砂

4、的高度与筒顶的距离不超过15mm。称筒内砂的质量m1，准确至1g。每次标定及而后的试验都维持这个质量不变。将开关打开，让砂流出，并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积)。然后关上开关，并称量筒内砂的质量m5，准确至1g。将灌砂筒放在玻璃板上。打开开关，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，关上开关，并细心地取走罐砂筒。收集并称量留在玻璃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灌砂筒下部圆锥体的砂。重复上述测量，至少三次。最后取其平均值m2，准确至1g。13第13页，共54页。灌沙仪器图示灌沙仪器图示14第14页，共54页。确定量砂的密度ps15第15页，共54页

5、。16第16页，共54页。每换一次量砂，都必须测定松方密度和锥体的质量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17第17页，共54页。工作人员正在用灌沙法测压实度工作人员正在用灌沙法测压实度18第18页，共54页。六试验中应注意的问题（1 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）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。响量砂的松方密度。（2 2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做。）每换一次量砂，都必须测定松方密度，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。

6、切勿到试验时临时找砂，又不作试验；仅使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。用以前的数据。（3 3）地表面处理要平整，只要表面凸出一点（即使）地表面处理要平整，只要表面凸出一点（即使1mm1mm），使整个表面高出），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（用放上基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-76-7）计算填坑的砂量，）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。只有在非常光滑

7、的情况下方可省去此操作步骤。（4 4）在挖坑时试坑周壁应笔直，避免出现上大下小或上小下大的情形：这样）在挖坑时试坑周壁应笔直，避免出现上大下小或上小下大的情形：这样就会使检测密度偏大或偏小。就会使检测密度偏大或偏小。（5 5）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）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层中。19第19页，共54页。b)b)环刀法环刀法一目的和适用范围u 本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度及压实度。u 本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。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

8、过程中的压实度检验20第20页，共54页。二、仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：1、人工取土器：包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆、落锤、手柄）。2、天平：感量0.1g（用于取芯头内径小于70mm样品的称量），或1.0g（用于取芯头内径100mm样品的称量）。3、其它：镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含水量设备等。21第21页，共54页。环刀仪具环刀仪具22第22页，共54页。三方法与步骤 1.按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(max)及最佳含水量(w0)。2.用人工取土器测定砂性土或砂层密度时的步骤：u 擦净环刀，称取环刀质量M

9、2，准确至0.1g.u 在试验地点，将面积约30cm30cm的地面清扫干净，并将压实层铲表面浮动及不平整的部分，达一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得将下层扰动。u 将定向筒齿钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。u 将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打入压实层中，至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。u 去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀试样挖出。u 轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为止。u 擦净环刀壁，用天平称取出环刀及试样合计质量M1，准确至0.1g.（8）自环刀中取出试样，取具有代表性的试样，测定其含水量（w）。3.本

10、试验须进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。23第23页，共54页。四、计算 按式（4-10）计算试验的含水量。（410）式中：w含水率（%），计算至0.1 m湿土质量（g）m s 干土质量（g）按式（4 11）、（4 12）计算试样的湿度及干密度：（4 11）（4 12）式中：w 试样的湿密度（g/cm 3）；d 试样的干密度（g/cm 3）；m 1 环刀与试样合计质量（g）；m 2 环刀质量（g）；V 环刀体积（cm 3）w 试样的含水量（%）。24第24页，共54页。按式（4 13）计算施工压实度：（4 13）式中：K 测试地点的施工压实度（%）：d 试

11、样的干密度（g/cm 3）；D max 由击实试验得到的试样的最大干密度（g/cm 3）。五报告 试验应报告土的鉴别分类、土的含水量、湿密度、干密度、最大干密度、压实度等。25第25页，共54页。c)c)核子仪法核子仪法该法是利用放射性元素（通常是射线和中子射线）测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少。该类方法适用于测量各种土或路面材料的密度和含水量，有些进口仪器可贮存打印测试结果。它的缺点是，放射性物质对人体有害，另外需要打洞的仪器，在打洞过程中使洞壁附近的结构遭到破坏，影响测定的准确性，对于核子密度湿度仪法，可作施工控制使用，但需与常规方法比较，以验证其可靠

12、性。26第26页，共54页。一仪具与材料a)核子密度湿度仪：符合国家规定的关于健康保护和安全使用标准，密度的测定范围为1.122.73g/cm3，测定误差不大于 0.03，含水率测量范围为00.64,测定误差不大于 0.015 g/cm3。它主要包括下列部件：u射线源：双层密封的同位素放射源，如铯一137、钴60或镭-226等。u中子源：如镅（241）一铍等。u探测器：射线探测器或中子探测器等。u读数显示设备：如液晶显示器。脉冲计数器、数率表或直接读数表。u标准板：提供检验仪器操作和散射计数参考标准用。u安全防护设备：符合国家规定要求的设备。u刮平板、钻杆、接线等b)细砂：0.150.3mm。

13、c)天平或台称。d)其他：毛刷等。27第27页，共54页。核 子 密 度 湿 度 仪核 子 密 度 湿 度 仪28第28页，共54页。二试验方法与步骤本方法用于测定沥青混合料面层的压实密度时，在表面用散射法测定，所测定沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。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.29第29页，共54页。a.准备工作1.每天使用前按下列步骤用标准板测定仪器的标准值：u接通电源，按照仪器使用说明书建议的预热时间，预热测定仪。u在测定前，应检查仪器性能是否正常，在标准板上取34个读数的平均值建立原始标准值，并与使用说

14、明书提供的标准值校对，如标准读数超过使用说明书规定的界限时，应重复此标准的测量，若第二次标准计数仍超出规定的界限时，需视作故障并进行仪器检查。2.在进行沥青混合料压实层密度测定前，应用核子法对钻孔取样的试件进行标定；测定其他材料密度时，宜与挖坑灌砂法的结果进行标定。标定的步骤如下：u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；u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；u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。3.测试位置的选择u按照随机取样的方法确定测试

15、位置，但与距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。核子仪距其他射线源不得少于10m。u当用散射法测定时，应用细砂填平测试位置路表结构凹凸不平的空隙，使路表面平整，能与仪器紧密接触。u当使用直接透射法测定时，应在表面上用钻杆打孔，孔深略深于要求测定的深度，孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。4.按照规定的时间，预热仪器。30第30页，共54页。b.测定步骤u如用散射法测定时，应将核子仪平稳地置于测试位置上。u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。u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。各种型号的仪器具

16、体操作步骤略有不同，可按照仪器使用说明书进行。31第31页，共54页。c.使用安全注意事项（32第32页，共54页。d)d)钻芯法测定沥青面层密钻芯法测定沥青面层密度度沥青混合料面层的施工压实度是指按规定方法测得的混合料试样的毛体积密度与标准密度之比，以百分率表示。对沥青混合料，国内外均以取样测定作为标准试验方法。33第33页，共54页。一仪具与材料路面取芯钻机天平：感量不太于0.1g溢流水槽吊篮石蜡其他：卡尺、毛刷、勺、取样袋（容器）、电风扇34第34页，共54页。路面取芯钻机35第35页，共54页。拖车式钻芯机36第36页，共54页。二 试验方法与步骤a.a.钻取芯样钻取芯样l 按“路面钻

17、孔及切割取样方法”钻取路面芯样，芯样直径不宜小于100mm。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。b.b.测定试件密度测定试件密度l 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。将试件晾干或用电风扇吹干不少于24h，直至恒重。37第37页，共54页。38第38页，共54页。三计算当计算压实的沥青混合料的标准密度采用马歇尔击实试件成型密度或试验路段钻孔取样密度时、沥青面层的压实度计算是芯样的视密度或毛体积度除以标准密度乘100。由沥青混合料实测最大密度计算压实度时，进行空隙率折算，作为标准

18、密度，再计算压实度。四试验检测中应注意的问题 39第39页，共54页。III.结语压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一。以上几种检测方法看似简单，但实际操作时常常不好把握会引起较大误差，所以需要相关人员谨慎对待。40第40页，共54页。41第41页，共54页。I.弯沉值的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。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。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。42第42页，共54页。弯沉值的凡个概念u弯沉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

19、生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉），以001mm为单位。u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。u竣工验收弯沉值竣工验收弯沉值是检验路面是否达到设计要求的指标之一。，当胳面厚度计算以设计弯沉值为控制指标时，则验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值；当厚度计算以层底拉应力为控制指标时，应根据拉应力计算所得的结构厚度，重新计算路面弯沉值，该弯沉值即为竣工验收弯沉值。43第43页，共54页。II.弯沉值的测试方法弯沉值的测试方法较多，目前用的最多的是贝克曼梁法，在我国已有成熟的经验，但由于其测试速度等因素的限制，各国都对

20、快速连续或动态测定进行了研究，现在用得比较普遍的有法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪，丹麦等国家发明并几经改进形成的落锤式弯沉仪（FWD），美国的振动弯沉仪等。44第44页，共54页。III.贝克曼梁法试验45第45页，共54页。a)试验目的和适用范围（1）本方法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）本方法测定的路基、柔性路面的回弹弯沉值可供交工和竣工验收使用。（3）本方法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

21、度修正。46第46页，共54页。b)仪具与材料（1）测试车：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。测试车可根据需要按公路等级选择，高速公路，一级及二级公路应采用后轴100kN的BZZ-100；其他等级公路也可采用后轴60kN的BZZ-60。47第47页，共54页。（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。弯沉仪长度有两种：一种长36m，前后臂分别为24m和12m；另一种加长的弯沉仪长54m，前后臂分别为36m和18m。当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝

22、土路面上测定时，宜采用长度为54m的贝克曼梁弯沉仪、并采用BZZ-100标准车；弯沉值采用百分表量得，也可用自动记录装置进行测量。（3）接触式路面温度计：端部为平头，分度不大于1。（4）其它：皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。48第48页，共54页。c)试验方法与步骤1.试验前准备工作（1）检查并保持测定用标准车的车况及刹车性能良好，轮胎内胎符合规定充气压力。（2）向汽车车槽中装载（铁块或集料），并用地中衡称量后轴总质量，符合要求的轴重规定，汽车行驶及测定过程中，轴重不得变化。（3）测定轮胎接地面积；在平整光滑的硬质路面上用千斤顶将汽车后轴顶起，在轮胎下方铺一张新的复写纸，轻轻落下千斤顶，即

23、在方格纸上印上轮胎印痕，用求积仪或数方格的方法测算轮胎接地面积、精确至0.1cm2。（4）检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。（5）当在浙青路面上测定时，用路表温度计测定试验时气温及路表温度（一天中气温不断变化，应随时测定），并通过气象台了解前5d的平均气温（日最高气温与最低气温的平均值）。（6）记录沥青路面修建或改建时材料、结构、厚度、施工及养护等情况。49第49页，共54页。2.测试步骤（1）在测试路段布置测点，其距离随测试需要而定，测点应在路面行车车道的轮迹带上，并用白油漆或粉笔划上标记。（2）将试验车后轮轮隙对准测点后约3 5cm处的位置上。（3）将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，与汽车方向

24、一致，梁臂不得碰到轮胎，弯沉仪测头置于测点上（轮隙中心前方3 5m处），并安装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零，用手指轻轻叩打弯沉仪，检查百分表是否稳定回零。弯沉仪可以是单侧测定，也可以双侧同时测定。（4）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L1。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 L2，汽车前进的速度宜为5km/h左右。50第50页，共54页。d)弯沉仪的支点变形修正 当采用长度为3，6m的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面

25、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。此时应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。当采用长54m的弯沉仪测定时，可不进行支点变形修正。51第51页，共54页。e.结果计算及温度修正I.计算测点的回弹弯沉值。II.进行弯沉仪支点变形修正时，计算路面测点的回弹弯沉值。III.沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过（20土2）范围时,

26、回弹弯沉值应进行温度修正，温度修正有两种方法。IV.计算平均值和标准差时，应将超出L 土（23）s的弯沉特异值舍弃。对舍弃的弯沉值过大的点，应找出其周围界限，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，应按两个独立测点什：不能采用左右两点的平均值。V.弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分；大于时得零分。若在非不利季节测定时，应考虑季节影响系数。52第52页，共54页。IV.结论回弹弯沉值在我国已广泛使用且有很多的经验及研究成果，它不仅用于路面结构的设计中（设计回弹弯沉）；用于施工控制及施工验收中（竣工验收弯沉值）；同时还用在旧路补强设计中，是公路工程的一个基本参数，所以正确的测试具有重要的意义。53第53页，共54页。结束谢谢观看54第54页，共54页。