壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)之一,也是路基路面施工質(zhì)量檢查主控項(xiàng)目之一。表征現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)后的密實(shí)狀況,壓實(shí)度越高,密實(shí)度越大,材料整體性能越好。而到底壓實(shí)度是怎么計(jì)算的,又有哪些試驗(yàn)方法呢,下面就一起來看看吧。
一、什么是壓實(shí)度?
壓實(shí)度又稱壓實(shí)系數(shù)。對(duì)于路基與路面基層:壓實(shí)度是指工地實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值,用百分率來表示;
對(duì)于瀝青路面:現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)到的密度與標(biāo)準(zhǔn)密度的比值,用百分率來表示。
表達(dá)式:
壓實(shí)度=現(xiàn)場(chǎng)密度/(室內(nèi)最大干密度或標(biāo)準(zhǔn)密度)×100
從表達(dá)式中可以看出,要求壓實(shí)度,就是要分別測(cè)出分子與分母值,再計(jì)算出比值。因此,測(cè)定壓實(shí)度過程實(shí)際上是測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)密度和室內(nèi)最大干密度或標(biāo)準(zhǔn)密度的過程。
二、表達(dá)式中分母值的確定方法
對(duì)于路基土與路面基層材料最大干密度常用的確定方法有:
擊實(shí)法(輕型和重型);
振動(dòng)臺(tái)法;
表面振動(dòng)壓實(shí)法。
路基土與路面基層材料最大干密度確定方法的適用范圍:
對(duì)于瀝青路面和瀝青碎石基層瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度的確定方法有(詳見瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程):
1. 馬歇爾擊實(shí)法;
水中重法:本法僅適用于密實(shí)的Ⅰ型瀝青混凝土試件,不適用于采用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件。
表干法:本法適用于測(cè)定吸水率不大于2%的各種瀝青混合料試件。
蠟封法:本法適用于吸水率大于2%的瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件。
體積法:本法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級(jí)配瀝青混合料試件。
2. 實(shí)測(cè)最大理論密度法;
3. 試驗(yàn)路法。
三、分子值的確定方法
公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程提供的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法有:
灌砂法;
環(huán)刀法;
鉆芯法;
核子密濕度儀法;
無核密度儀法。
各種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法及適用范圍如下表:
1灌砂法
測(cè)試原理
是利用粒徑(0.30~0.60)mm清潔干凈的均勻砂,從一定高度自由下落到試洞內(nèi),按其單位重不變的原理來測(cè)量試洞的容積(即利用均勻顆粒的砂去置換試筒的體積,該體積即為挖坑出來的試樣的體積),并根據(jù)試樣的含水率來推算出試樣的實(shí)測(cè)干密度。
儀具與材料
灌砂筒;
金屬標(biāo)定罐:用薄鐵板制作的金屬罐,上端周圍有一罐緣;
基板:用薄鐵板制作的金屬方盤,盤的中心有一圓孔;
玻璃板;
試樣盤;
天平或臺(tái)秤;
含水率測(cè)定器具。
量砂:粒徑 0.30 ~ 0.60mm 清潔干燥的均勻砂,約 20 ~ 40kg ,使用前須洗凈、烘干,并放置足夠的時(shí)間,使其與空氣的濕度達(dá)到平衡;
盛砂的容器:塑料桶等;
其它:鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、長把小簸箕、毛刷等。
灌砂儀
室內(nèi)的三個(gè)標(biāo)定
1)筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量標(biāo)定
①在灌砂筒筒口高度上,向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量,記為m1;以后每次標(biāo)定及試驗(yàn)都應(yīng)該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。
②將開關(guān)打開,讓砂自由流出,并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當(dāng)(可等于標(biāo)定灌的容積),然后關(guān)上開關(guān),稱灌砂筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量,記為m2 。
③不晃動(dòng)儲(chǔ)砂筒的砂,輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上,將開關(guān)打開,讓砂流出,直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí),將開關(guān)關(guān)上,并細(xì)心地取走灌砂筒。
④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂,玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂。
⑤重復(fù)上述測(cè)量三次,取其平均值。
2)標(biāo)定罐容積
用水確定標(biāo)定罐的容積V,準(zhǔn)確至lmL。
3)量砂單位質(zhì)量的標(biāo)定
①在儲(chǔ)砂筒中裝入質(zhì)量為的砂,并將灌砂筒放在標(biāo)定罐上,將開關(guān)打開,讓砂流出,在整個(gè)流砂過程中,不要碰動(dòng)灌砂筒,直到砂不再下流時(shí),將開關(guān)關(guān)閉。取下灌砂筒,稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量,準(zhǔn)確至1g;
② 計(jì)算填滿標(biāo)定罐所需砂的質(zhì)量;
③重復(fù)上述測(cè)量三次,取其平均值;
④計(jì)算量砂的單位質(zhì)量。
步驟
①在試驗(yàn)地點(diǎn),選一塊平坦表面,并將其清掃干凈,其面積不得小于基板面積;
②將基板放在平坦表面上。當(dāng)表面的粗糙度較大時(shí),則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錐體填砂重的標(biāo)定;
③將基板放回清掃干凈的表面上,沿基板中孔鑿洞(洞的直徑與灌砂筒一致)。在鑿洞過程中,應(yīng)注意勿使鑿出的材料丟失,并隨時(shí)將鑿出的材料取出裝入塑料袋中,不使水分蒸發(fā),也可放在大試樣盒內(nèi)。試洞的深度應(yīng)等于測(cè)定層厚度,但不得有下層材料混入,最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對(duì)土基或基層,為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā),可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為,準(zhǔn)確至1g;
④測(cè)含水率;
⑤灌砂;
⑥量砂回收。
注意事項(xiàng)
灌砂法是施工過程中最常用的試驗(yàn)方法之一。此方法表面上看起來較為簡單,但實(shí)際操作時(shí)常常不好掌握,并會(huì)引起較大誤差;又因?yàn)樗菧y(cè)定壓實(shí)度的依據(jù),故經(jīng)常是質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)督部門與施工單位之間發(fā)生矛盾或糾紛的環(huán)節(jié),因此應(yīng)嚴(yán)格遵循試驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié),以提高試驗(yàn)精度。為使試驗(yàn)做得準(zhǔn)確,應(yīng)注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié):
①量砂要規(guī)則。量砂如果重復(fù)使用,一定要注意晾干,處理一致,否則影響量砂的松方密度。
②每換一次量砂,都必須測(cè)定松方密度,漏斗中砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重做。因此量砂宜事先準(zhǔn)備較多數(shù)量。切勿到試驗(yàn)時(shí)臨時(shí)找砂,又不做試驗(yàn),僅使用以前的數(shù)據(jù)。
③地表面處理要平,只要表面凸出一點(diǎn)(即使1mm),使整個(gè)表面高出一薄層,其體積便算到試坑中去,將影響試驗(yàn)結(jié)果。
施工現(xiàn)場(chǎng)
2核子密濕度儀法
儀器標(biāo)定要求:每12個(gè)月以內(nèi)要對(duì)核子密濕度儀進(jìn)行一次標(biāo)定。
方法分類
散射法:
用于測(cè)定瀝青混合料面層的壓實(shí)密度或硬化水 泥混凝土等難以打孔材料的密度,瀝青面層的層厚應(yīng)不大于根據(jù)儀器性能決定的最大厚度。
透射法:
用于測(cè)定土基或基層材料的壓實(shí)密度及含水量時(shí),打洞后用直接透射法測(cè)定,測(cè)定層的厚度不宜大于30cm。
步驟
①如用散射法測(cè)定時(shí),應(yīng)按右圖9-2的方法將核子儀平穩(wěn)地置于測(cè)試位置上。
②如用直接透射法測(cè)定時(shí),應(yīng)按圖9-3方法將放射源棒放下插入已預(yù)先打好的孔內(nèi)。
③打開儀器,測(cè)試員退出儀器2m以外,按照選定的測(cè)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)量,到達(dá)測(cè)定時(shí)間后,讀取顯示的各項(xiàng)數(shù)值,并迅速關(guān)機(jī)。各種型號(hào)的儀器具體操作步驟略有不同,可按照儀器使用說明書進(jìn)行。
注意事項(xiàng)
當(dāng)用散射法測(cè)定時(shí),應(yīng)用細(xì)砂填平測(cè)試位置路表結(jié)構(gòu)凹凸不平的空隙,使路表面平整,能與儀器緊密接觸。
當(dāng)使用直接透射法測(cè)定時(shí),應(yīng)在表面上用鉆桿打孔,孔深略深于要求測(cè)定的深度,孔應(yīng)豎直圓滑并稍大于射線源探頭。
在測(cè)定前,要用鉆孔法或挖坑法的結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定,確立相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)不應(yīng)小于0.95.檢測(cè)精度通過試驗(yàn)路段與鉆孔試件比較評(píng)定。
測(cè)定壓實(shí)瀝青混合料的實(shí)際密度,一組不少于13個(gè)點(diǎn),取平均值。
使用安全注意事項(xiàng)
⑴儀器工作時(shí),所有人員均應(yīng)退到距儀器2m以外的地方。
⑵儀器不使用時(shí),應(yīng)將手柄置于安全位置,儀器應(yīng)裝入專用的儀器箱內(nèi),放置在符合核輻射安全規(guī)定的地方。
⑶儀器應(yīng)由經(jīng)有關(guān)部門審查合格的專人保管,專用使用。
對(duì)從事儀器保管及使用的人員,應(yīng)遵照有關(guān)核輻射檢測(cè)的規(guī)定,不符合核防護(hù)規(guī)定的人員,不宜從事此項(xiàng)工作。
3環(huán)刀法(人工取樣)
測(cè)試時(shí)的取樣位置
環(huán)刀高度通常約5cm,就檢查路基土和路面結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度而言,我們需要的是整個(gè)碾壓層的平均壓實(shí)度,而不是碾壓層中某一部分的壓實(shí)度,因此,在用環(huán)刀法測(cè)定土的密度時(shí),應(yīng)使所得密度能代表整個(gè)碾壓層的平均密度。只有使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的材料時(shí)。
采用人工取土器取樣時(shí),將導(dǎo)桿保持垂直狀態(tài), 用取土器落錘將環(huán)刀打入壓實(shí)層中,至環(huán)蓋頂面與定向筒上口齊平為止。
本試驗(yàn)須進(jìn)行兩次平行測(cè)定,其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算術(shù)平均值。
4鉆芯法測(cè)定瀝青面層密度注意事項(xiàng)
當(dāng)一次鉆孔取得的芯樣包含有不同層位的瀝青混合料時(shí),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)組合情況用切割機(jī)將芯樣沿各層結(jié)合面鋸開分層進(jìn)行測(cè)定。
鉆孔取樣應(yīng)在路面完全冷卻后進(jìn)行,對(duì)普通瀝青路面通常在第二天取樣,對(duì)改性瀝青及SMA路面宜在第三天以后取樣。
壓實(shí)度的大小取決于實(shí)測(cè)的壓實(shí)密度,同樣也與標(biāo)準(zhǔn)密度的大小有關(guān)。不同標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)算出來的壓實(shí)度數(shù)值不一樣。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí),應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況,采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)密度。相同條件下,采用最大理論密度計(jì)算的壓實(shí)度最小。
公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程規(guī)定的瀝青路面壓實(shí)度要求是采用馬歇爾擊實(shí)試件密度。
5無核密度儀法
注意事項(xiàng)
本方法為快速測(cè)定方法,測(cè)定結(jié)果不宜用于評(píng)定驗(yàn)收或仲裁。應(yīng)用無核密度儀時(shí),必須嚴(yán)格標(biāo)定,通過對(duì)比試驗(yàn)檢驗(yàn),確認(rèn)其可靠性。在進(jìn)行瀝青混合料壓實(shí)層密度測(cè)定前,應(yīng)用無核密度儀與鉆孔取樣的試件進(jìn)行標(biāo)定。無核密度儀每12個(gè)月標(biāo)定和檢查一次。用無核密度儀測(cè)定壓實(shí)瀝青混合料實(shí)際密度時(shí),每組不少于13個(gè)點(diǎn),取平均值。
公路標(biāo)準(zhǔn)厚度、壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果評(píng)定要點(diǎn):
(1)控制平均厚度、壓實(shí)度的置信下限,以保證總體水平;
(2)規(guī)定單點(diǎn)極值不得超出規(guī)定值,防止局部隱患;
(3)規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量優(yōu)劣。