公路土工和無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗檢測ppt

1、公路土工和無機結(jié)合料穩(wěn)定材料,試驗檢測培訓(xùn),主要內(nèi)容,第一部分 土工一、 土的概述二、 顆粒分析（顆粒級配）試驗三、 界限含水率試驗四、 擊實(最佳含水率、最大干密度)試驗 五、 土的承載比（CBR)試驗,第二部分 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料一、 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料擊實試驗二、 無側(cè)限抗壓強度試驗三、 水泥（石灰）劑量,第一部分：土工《公路土工試驗規(guī)程》（JTG E40-2007),一、土的概述,1

2、、 土的形成 土是由地殼表面的巖石經(jīng)過物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用之后的產(chǎn)物。,,,巖石暴露在大氣中，受到溫度變化的影響，體積經(jīng)常發(fā)生膨脹和收縮，不均勻的膨脹和收縮使之產(chǎn)生裂縫，同時長期經(jīng)受風(fēng) 霜 雨和雪的侵蝕以及動植物的破壞，逐漸由整塊巖石崩解成大小不等和形狀不同的碎塊，這個過程叫物理風(fēng)化。,物理風(fēng)化只改變巖石顆粒的大小和形狀，不改變顆粒的成分。物理風(fēng)化后形成的碎塊與氧氣 二氧化

3、碳和水接觸，經(jīng)過化學(xué)變化，變成更細的顆粒并且成分也發(fā)生改變，產(chǎn)生與原來巖石成分不同的礦物，這個過程叫做化學(xué)風(fēng)化。,在此基礎(chǔ)上，加之生物活動的參與，從而產(chǎn)生有機質(zhì)的積聚，經(jīng)過這些風(fēng)化作用所形成的礦物顆粒堆積在一起，其間貫穿著孔隙，孔隙間存在著水和空氣。這種松散的固體顆粒（有時還會含有有機質(zhì)） 水和氣體的集合體即是土。,2、土的三相組成,土由固體土粒、液體水和氣體三相組成。,3、土的工程分類,土分類總體系圖（根據(jù)巨粒組、粗粒組和細

4、粒組含量）,3.1巨粒土分類,3.2礫類土分類,備注：F為細粒組質(zhì)量（ ＜0.075mm),3.3 砂類土分類,備注：F為細粒組質(zhì)量（ ＜0.075mm),3.4、細粒土的分類,3.5、土工試驗項目,1、物理性質(zhì)試驗：含水率、密度、比重、顆粒分析、相對密度。2、水理性質(zhì)試驗：界限含水率、稠度、膨脹、毛細上升速度。3、力學(xué)性質(zhì)試驗：滲透性、擊實性、壓縮性、黃土濕陷性、直接剪切、三軸剪切、無側(cè)限剪切、土基承載比、回彈模量。4、化學(xué)性質(zhì)

5、試驗：酸堿度、燒失量、有機質(zhì)含量、可溶鹽含量、陽離子交換量、礦物成份。,二、土的顆粒分析,1、概述粒度：土粒的大小。粒組：大小相近的土粒合并為組。土的粒度成分（顆粒級配）：指土中各種不同粒組的相對含量（以干土質(zhì)量的百分數(shù)表示），它可用來描述土的各種不同粒徑土粒的分布特性。 粒

6、組的劃分,1.1粒度成分的分析方法：,1）篩析法（適用于粒徑大于0.075mm的土）粗篩（圓孔篩）：孔徑為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；細篩：孔徑為2mm、 1.0mm、 0.5mm、0.25mm、0.075mm2）沉降分析法：密度計法和移液管法（適用于粒徑小于0.075mm的土）,1.2粒度成分的表示方法,1）表格法——以列表形式直接表達各粒組的相對含量,2）累積曲線法——用一條曲線表示一種土的粒度成

7、分，在一張圖上能同時表示許多種土的級配成分。不均勻系數(shù) Cu = d60/d10 ≥5曲率系數(shù) Cc = （d30）2/（d60d10） 1～3,3）三角坐標(biāo)法——用一點表示土的粒度成分，在一張圖上能同時表示幾種土的粒度成分。,等邊三角形,2、試驗步驟,（一）篩析法（粒徑d＞0.075mm的土）1）試驗原理 篩

8、析法是將土樣通過逐級減小孔徑的一組標(biāo)準篩子。對于通過某一篩孔的土粒，可以認為其粒徑恒小于該篩的孔徑，反之，遺留在篩上的顆粒，可以認為其粒徑恒大于該篩的孔徑。這樣即可把土樣的大小顆粒粒按篩孔徑大小逐級加以分組和分析。,2）方法概述（無粘聚性的土-干篩法）將土樣放在橡皮板上風(fēng)干，用木碾將粘結(jié)的土團充分碾散拌勻，用四分法取代表性土樣備用。將四分法取出的代表性土樣按表2.1的規(guī)定稱取試樣質(zhì)量，應(yīng)準確至0. 1g，試樣數(shù)量超過500g時，應(yīng)準

9、確至1g。,將試樣過孔徑為2mm的細篩，分別稱出篩上和篩下土的質(zhì)量。（若2mm篩下的土不超過試樣總質(zhì)量的10%，則可省略細篩分析。同樣，2mm篩上的土如不超過試樣總質(zhì)量的10％，則可省略粗篩分析）。取2mm篩上試樣倒入依次疊好的粗篩（孔徑為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm）的最上層篩中；取2mm篩下的土樣倒入依次疊好的細篩（孔徑為2mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm）的最上層篩中進行篩析，篩析時細篩可放在搖篩

10、機上振搖，振搖時間一般為（10-15）min。,依次將留在各篩上的土稱重。要求各細篩及底盤內(nèi)土質(zhì)量總和與原來所取2mm篩下試樣質(zhì)量之差不得大于1％，同樣各粗篩及2mm篩下的土質(zhì)量和與試樣質(zhì)量之差不得大于1%。如果小于0.075mm顆粒含量超過總土質(zhì)量的10%，有必要時，做密度計分析。,3）計算及繪圖在半對數(shù)坐標(biāo)紙上，以小于某粒徑的土質(zhì)量百分數(shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小分配曲線。按下式計算小于某粒徑顆粒質(zhì)量百分數(shù)：&#

11、160; X=(A/B)×100  式中：X－小于某粒徑顆粒的質(zhì)量百分數(shù)，％；        A－小于某粒徑的顆粒質(zhì)量，g；        B－試樣的總質(zhì)量，g。當(dāng)小于2mm的顆粒如用四分法縮分取樣時，試樣中小于某粒徑的顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量的百分數(shù)： X=(a/b)×p×100

12、60;   式中：a－通過2mm篩的試樣中小于某粒徑的顆粒質(zhì)量，g；          b－通過2mm篩的土樣中所取試樣的質(zhì)量，g；          p－粒徑小于2mm的顆粒質(zhì)量百分數(shù)。,,（二）沉降分析法1．試驗原理沉降分析法分密度計和移液管法兩種，是根據(jù)土粒在液體中沉降的速度與粒徑的關(guān)系由篤克斯定理確定。定理認為土

13、粒越大，在靜水中沉降速度越快。反之，土粒越小、沉降速度越慢。,2.密度計種類及校正（1）密度計分甲、乙兩種。 甲種密度計：刻度單位以20℃時每1000ml懸液內(nèi)所含土質(zhì)量的克數(shù)表示，刻度為-5～50，最小分度值為0.5； 乙種密度計：刻度單位以20℃時懸液的比重表示，刻度為0.995～1.020，最小分度值為0.0002.（2）密度計的幾種校正：密度計刻度及彎月面校正、溫度校正、土粒比重校正（2.65）、分散劑校正。,試驗示

14、例,,,,,,,,,,由曲線可確定兩個土粒的級配指標(biāo):不均勻系數(shù)Cu=d60/d10曲率系數(shù)CC= d302 /（d10 *d60 ）    d60 、 d30 、d10 －有效粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質(zhì)量為60％、30%、10%的粒徑，mm；,三、界限含水率試驗,（一）概述界限含水率定義：粘性土的狀態(tài)隨著土中含水率的變化而變化，各種粘性土有一個處于塑性狀態(tài)的含水率范圍，界限含水率就是這個范

15、圍的度量值；說明：對實際工程來說，具有實用意義的是液限、塑限和縮限。液限是可塑狀態(tài)的上限，塑限是可塑狀態(tài)的下限。含水率低于縮限，水分蒸發(fā)時體積不再縮小。,液限WL（%）：土從液體狀態(tài)向塑性體狀態(tài)過渡的界限含水率。塑限WP （%） ：土由塑性體狀態(tài)向脆性固體狀態(tài) 過渡的界限含水率?？s限WS （%） ：達到某一含水率后，土體積不再收縮的界限含水率。   塑性指數(shù) IP=WL-WP：液限與塑限之差值。（一般在習(xí)慣上用不帶百分

16、數(shù)符號的數(shù)值表示。塑性指數(shù)越大，表示土越具有高塑性）,液性指標(biāo)IL=(W-WP)/（WL-WP ）（%） ：表示天然含水率與界限含水率關(guān)系的指標(biāo)。 當(dāng)IL=1.0，即W=WL,土處于液限； 當(dāng)IL=0，即W=WP,土處于塑限。 故按IL可區(qū)分土的各種狀態(tài)：IL?0 為堅硬狀態(tài)01.0 為流塑狀態(tài)天然稠度：土的液限與天然含水率之差和塑性指數(shù)之比。,界限含水率試驗方法：,

17、1、液限塑限聯(lián)合測定法2、液限碟式儀法（碟式液限儀）3、滾搓塑限試驗法4、縮限試驗,（二）液限塑限聯(lián)合測定法實驗?zāi)康模?為了確定粘性土由流動狀態(tài)，可塑狀態(tài)和半固體狀態(tài)、固體狀態(tài)相互轉(zhuǎn)化時的分界含水率。它是土工試驗中的基本指標(biāo)之一。為劃分土類，計算天然稠度，塑性指數(shù)IP，液性指標(biāo)IL，供工程設(shè)計和施工之用。 適用范圍： 本試驗適用于粒徑不大于0.5mm、有機 質(zhì)含量不大于5%的土；,儀器設(shè)備： LP-100

18、型液塑限聯(lián)合測定儀:錐質(zhì)量為100g，錐角為30°，讀數(shù)顯示形式宜采用光電式、游標(biāo)式、百分表式。,電子天平（稱量200g,感量0.01g）、烘箱,試驗步驟： 1）取有代表性的天然含水率或風(fēng)干土樣進行試驗。如土中含有大于0.5mm的土?；螂s物時，應(yīng)將風(fēng)干土樣用帶橡皮頭的研杵研碎或用木棒在橡皮板上壓碎，過0.5mm的篩。取代表性土樣200g，分別放入三個盛土皿中，加不同數(shù)量的蒸餾水，使土樣的含水率分別控制在液限（a點）、略大于

19、塑限（c點）和二者的中間狀態(tài)（b點）附近。用調(diào)土刀調(diào)勻，密封放置18h以上。 2）利用簡易辨別法或顆粒分析法確定土的類別，砂類土還是細粒土。（錐入深度和結(jié)果整理需要）,3）將制備好的土樣充分攪拌均勻，分層裝入盛土杯中，試杯裝滿后，刮成與杯邊齊平。4）給圓錐儀錐尖涂少許凡士林，將裝好土樣的試杯放在聯(lián)合測定儀上，使錐尖與土樣表面剛好接觸，然后按動落錐開關(guān)，測記經(jīng)過5s錐的入土深度h。改變錐尖與土接觸位置重復(fù)本操作。（錐尖兩次錐入位置

20、距離不小于1cm)5）去掉錐尖入土處的凡士林，測盛土杯中土的含水率w。 重復(fù)以上步驟對已準備好的其它兩個含水率的土樣進行測試。,結(jié)果整理： 以含水率w為橫坐標(biāo)，錐入深度h為縱坐標(biāo)在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，如圖所示。三點應(yīng)在一直線上。,砂類土,細粒土,a,b,c,當(dāng)三點不在一直線上時，通過高含水率的a點和其余兩點b、c連成二條直線，由液限在hp-wl圖上查的hp,以此hp再在h-w的ab及ac兩直線上求出相應(yīng)的兩個含水率，當(dāng)兩個

21、含水率的差值小于2％時，應(yīng)以兩點含水率的平均值與高含水率的點連一直線如圖中B線，當(dāng)兩個含水率的差值大于、等于2％時，應(yīng)重做試驗。,土樣定名,（1）當(dāng)細粒土位于塑性圖A線或A線以上時，按下列規(guī)定定名：在B線或B線以右，稱高液限黏土，記為CH；在B線以左，IP=7線以上，稱低液限黏土，記為CL。（2）當(dāng)細粒土位于A線以下時，按下列規(guī)定定名：在B線或B線以右，稱高液限粉土，記為MH；在B線以左， IP=4線以下，稱低液限粉土，記為M

22、L。（3）黏土~粉土過渡區(qū)（CL~ML）的土可以按相鄰?fù)翆拥念悇e考慮細分。,注意事項,1、對于100g錐而言c點的錐入深度應(yīng)控制在5mm以下，對于砂類土可大于5mm，a點的錐入深度應(yīng)為20±0.2mm;錐入深度允許誤差0.5mm，否則應(yīng)重做，每次均取10g以上的土樣兩個，測定其含水率。2、試驗須進行兩次平行測定，取其算術(shù)平均值，以整數(shù)（%）表示。其允許差值為：高液限土小于或等于2%，低液限土小于或等于1%。,四、擊實試驗,

23、（一）概述擊實試驗的意義：為了改善土的工程性質(zhì)，常采用壓實的方法使土變得密實。擊實試驗的目的是確定土的最大干密度和最佳含水率，為施工控制填土密度提供設(shè)計依據(jù)。擊實試驗的原理：擊實試驗就是模擬施工現(xiàn)場壓實條件，采用錘擊方法使土顆粒重新排列緊密。對于粗粒土因顆粒的緊密排列，增強了顆粒表面摩擦力和顆粒之間嵌擠形成的咬合力。對細粒土則因為顆粒間的靠緊而增強粒間的分子引力，從而使土在短時間內(nèi)得到新的結(jié)構(gòu)強度。,含水率土中的水分為強結(jié)合水、弱

24、結(jié)合水及自由水。工程上含水率定義為土中自由水的質(zhì)量與干土粒質(zhì)量之比的百分數(shù)，一般認為在100℃-110℃溫度下能將土中自由水蒸發(fā)掉。含水率=（濕土質(zhì)量-干土質(zhì)量）÷ 干土質(zhì)量×100%允許差值含水率試驗須進行二次平行測定，取其算術(shù)平均值，允許平行差值應(yīng)符合下表規(guī)定,密度：是指土體單位體積的質(zhì)量，ρ=m/V (g/cm3)干密度：是指土的固體顆粒質(zhì)量與土的總體積之比。 ρd=ms/V (g/cm3) 土

25、的干密度越大，土越密實。所以干密度常用作填土壓實的控制指標(biāo)。最大干密度(ρd):在擊數(shù)一定時，當(dāng)含水率較低時，擊實后的干密度隨著含水率的增加而增大；而當(dāng)含水率達到某一值時，干密度達到最大值，此時含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小。干密度的這一最大值稱為最大干密度，與它對應(yīng)的含水率稱為最佳含水率。,(二）儀器設(shè)備,儀器主要部件由擊實筒，擊錘。,試驗方法的類型：,擊實試驗分輕型和重型兩類，其擊實試樣方法類型見下表：,（三）試驗步驟,1．試樣制

26、備 試樣制備分干法和濕法兩種，對一般土，干法制樣和濕法制樣所得擊實結(jié)果有一定差異，對于具體試驗應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)選擇制備方法。（1）干法制樣：將代表性土樣風(fēng)干或在低于50℃溫度下烘干，放在橡皮板上用木碾碾散，過篩（篩號視粒徑大小而定）拌勻備用。 測定土樣風(fēng)干含水率w，按土的塑限估計最佳含水率，并依次按相差約2％的含水率制備一組試樣（不少于5個），其中有兩個大于和兩個小于最佳含水率。,按確定含水率制備試樣。將稱好質(zhì)量的土平鋪

27、于不吸水的平板上，用噴水設(shè)備往土樣上均勻噴灑預(yù)定mw的水量拌勻后，靜置一段時間，裝入塑料袋內(nèi)靜置備用。靜置時間對高液限粘土不得少于24h，對低液限粘土不得少于12h。（2）濕法制樣：對天然含水率的土樣過篩（篩孔視粒徑大小而定），并分別風(fēng)干到所需的幾組不同含水率備用。,2.試樣擊實 將擊實筒放在堅硬的地面上，取制備好的土樣按所選擊實方法分3或5次倒入筒內(nèi)，每層按規(guī)定的擊實次數(shù)進行擊實，要求擊完后余土高度不超過試筒頂面6mm(大

28、筒)或5mm(小筒)。 用修土刀齊筒頂削平試樣，稱筒和擊實樣土重后用推土器推出筒內(nèi)試樣，測定擊實試樣的含水率和測算擊實后土樣的濕密度，依次重復(fù)上述過程，將所備不同預(yù)定含水率的土樣擊完。,3.結(jié)果整理計算擊實后各點的干密度ρd。以干密度ρd為縱坐標(biāo)，含水率w為橫坐標(biāo)，繪ρd-w關(guān)系曲線，曲線上峰值點的縱、橫坐標(biāo)分別為最大干密度和最佳含水率。,擊實試驗記錄（小筒997cm3),最佳含水率：13.0%，最大干密度：1.8

29、6g/cm3,砂礫土擊實結(jié)果處理,含石量與干密度關(guān)系曲線,（四）土的擊實特性1、擊實曲線有一個峰點。2、當(dāng)含水率偏干時，含水率的變動對干密度的影響要比含水率偏濕時的影響更為明顯，由圖知曲線左段較右段陡。3、土的含水率接近和大于最佳含水率時，土內(nèi)孔隙中的空氣越來越多的處于與大氣隔離的封閉狀態(tài)，擊實作用已不能將這些氣體排出，亦即擊實土不可能達到完全飽和的狀態(tài)。因此，擊實曲線必然位于飽和曲線左下側(cè)。,（五）影響壓實的因素1、含水率對整

30、個壓實過程的影響（擊實曲線）。2、擊實功對最佳含水率和最大干密度的影響。擊實功愈大，土的最大干密度也愈大，而土的最佳含水率則愈小，但增大擊實功是有限的，超過這一限度，干密度增加不明顯。3、不同壓實機械對壓實的影響。光面壓路機和振動壓路機壓實效果不同。4、土粒級配的影響。均勻顆粒的砂，單一尺寸的礫石和碎石，很難碾壓密實，只有在良好級配的條件下才能達到要求的密實度。,注意事項：1）當(dāng)試樣中有大于20mm或40mm顆粒時，應(yīng)先取出大于

31、顆粒，并求得其百分率P,其百分率應(yīng)小于30%，把小于顆粒部分做擊實試驗，并對最大干密度和最佳含水率進行校正。2）制備粘性土?xí)r，要保證灑水均勻，充分拌和，充分悶料。3）在留取測定含水率的土樣時，要從試筒兩側(cè)均勻取得，從而保證測定含水率的準確度。4）手動擊實時，錘應(yīng)自由垂直落下，錘跡必須均勻分布于試樣面上。,五、土的承載比（CBR）試驗,（一）試驗?zāi)康暮瓦m用范圍（1）只適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)(擊實大筒)制件后，對各種土和路面基層、底基

32、層材料進行承載比試驗。（2）試樣的最大粒徑宜控制在20mm以內(nèi)，最大不得超過40mm且含量不超過5%。CBR的定義：就是試驗貫入量達到2.5mm 或5mm 時的單位壓力與標(biāo)準碎石壓入相同貫入量時標(biāo)準荷載強度（7MPa 或10.5MPa)的比值, 用百分數(shù)表示。CBR擊實試件預(yù)先浸水飽和，以模擬材料在使用過程中的最不利狀態(tài)；貫入過程中在試件上面放置荷載板，以模擬路面結(jié)構(gòu)對路基的附加應(yīng)力。,（二）儀器設(shè)備 圓孔篩、試筒、套環(huán)、筒內(nèi)墊

33、塊、夯擊底板、擊實儀、百分表、CBR承載比強度試驗儀、荷載板、水槽等。,多孔板 荷載板,（三）試驗步驟：1、做土的標(biāo)準擊實，得出土最佳含水率、最大干密度。2、過40mm的篩，準備3份試樣。 (5%)3、稱取試筒質(zhì)量m1，按最佳含水率用重型擊實試驗法Ⅱ -2制備3個試件。4、稱取試筒和試件的質(zhì)量（m2)，計算濕密度。濕密度=（m2- m1）/2177 （kg/cm3）5、泡水測膨脹量（1）在試件制成后，

34、放好一張濾紙，并安裝附有調(diào)節(jié)桿的多孔板，放入4塊荷載板。,（2）將安裝好后的試筒放入水槽（先不放水），并用拉桿將模具拉緊，安裝百分表，讀取初讀數(shù)。（3）向水槽內(nèi)放水，使水面高于試件頂面大約25mm。（4）將試件浸水4晝夜(96h)。（5）泡水終了時，讀取百分表讀數(shù)，計算膨脹量 。 膨脹量=（泡水后試件高度變化）/120mm ×100 （%）（6）從水槽中取出試件，倒出試件頂面的水，靜置15min，然后卸去附加荷載

35、和多孔板、底板、濾紙，稱取試件質(zhì)量m3。 計算吸水量= m3- m2 （g）,6.貫入試驗 將試件放置在荷載裝置上，開始施加45N荷載，后調(diào)整百分表讀數(shù)并記數(shù)。加荷以1-1.25mm/min的速度壓入試件，讀3個百分表的讀數(shù)（荷載值1個表、貫入量2個表） 。記錄測力計內(nèi)百分表某些整讀數(shù)（如20、40、60）時的貫入量，并注意使貫入量為250×10-2mm時，能有5個以上的讀數(shù)。測力計內(nèi)的第一個讀數(shù)應(yīng)是貫入量30&#

36、215;10-2mm左右。7.將測量后的試件脫模，測試件的含水率w。 可計算： 干密度=濕密度/(1+0.01×w) （kg/cm3）,8.繪圖：繪制以單位壓力（P）為橫坐標(biāo)，貫入量（L）為縱坐標(biāo)的P-L的關(guān)系曲線。,9.整理結(jié)果：（1）一般采用貫入量2.5mm時的單位壓力與標(biāo)準壓力之比作為材料的承載比： CBR=P/7000 ×100式中：P—單位壓力（kPa）; CBR

37、—承載比（%）（2）貫入量5mm時的承載比： CBR=P/10500×100 如果貫入量為5mm時承載比大于2.5mm時的承載比，結(jié)果重做。如結(jié)果仍然如此，則采用 5mm時的承載比。,10.精度要求：（1）如承載比變異系數(shù)CV大于12%，則去掉一個偏離大值，取其余2個結(jié)果的平均值。如CV小于12%，且3個平行試驗結(jié)果計算的干密度偏差小于0.03 g/cm3，取3個結(jié)果的平均值。如3個平行試驗結(jié)果計算的干密度偏

38、差超過0.03 g/cm3，則去掉一個偏離大的值，取2個結(jié)果的平均值。（2）材料的承載比（%） 承載比小于100，準確至5%；承載比大于100，準確至10%；,第二部分 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料,,《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTG E51-2009),一、無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的擊實,1．概述無機結(jié)合料:它主要指水泥、石灰、粉煤灰和石灰或水泥粉煤灰。所用水泥穩(wěn)定材料、石灰穩(wěn)定材料、石灰粉煤灰穩(wěn)定材料等都屬于無機結(jié)合料穩(wěn)

39、定材料。無機結(jié)合料穩(wěn)定材料屬于半剛性材料,廣泛用于高等級公路路面基層、底基層，稱為半剛性基層、底基層。（柔性基層、底基層的種類分為有機結(jié)合穩(wěn)定類和無粘結(jié)粒料類。剛性基層包括貧混凝土基層、水泥混凝土基層以及連續(xù)配筋水泥混凝土基層）,2、目的和適用范圍:(1)適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)，對水泥穩(wěn)定材料（在水泥水化前）、石灰穩(wěn)定材料及石灰（或水泥）粉煤灰穩(wěn)定材料進行擊實試驗，以繪制穩(wěn)定材料的含水率-干密度關(guān)系曲線，從而確定其最佳含水率和最大干密

40、度。（2）試驗集料的公稱最大粒徑宜控制在37.5mm以內(nèi)（方孔篩）。（3）試驗方法類別：,3、試驗方法(水泥穩(wěn)定砂礫土）-丙法將已過篩的試料用四分法逐次分小，直最后取約33kg試料。再用四分法將所取試料分成6份（至少要5份），每份質(zhì)量約5.5kg(風(fēng)干質(zhì)量）。預(yù)定5~6個不同含水率，依次相差0.5%~1.5%。在估計最佳含水率左右可只差0.5%~1%。（對于水泥穩(wěn)定類材料，在最佳含水率附近取0.5%，對于石灰、二灰穩(wěn)定類材料，可取

41、1%）。試樣加水拌和均勻后將其裝入密封容器或塑料口袋內(nèi)浸潤備用。擊實前1h內(nèi)將所需要的結(jié)合料水泥加至浸潤后的試料中并且拌和均勻（石灰穩(wěn)定材料和水泥石灰綜合穩(wěn)定材料，可將石灰和土一起拌勻后進行浸潤） 。,擊實過程類似于普通土擊實過程，擊實后含水率應(yīng)按無機結(jié)合料穩(wěn)定材料含水率的要求測定。2個試樣含水率的差值不得大于1%。所取樣品的數(shù)量應(yīng)不少于700g,如只取1個樣品測定含水率，則樣品的數(shù)量應(yīng)不少于1400g。（烘箱的溫度應(yīng)事先調(diào)整到110

42、℃左右，使放入的試樣一開始就能在110℃的環(huán)境下進行烘干）。當(dāng)試樣中大于規(guī)定最大粒徑的超尺寸顆粒的含量為5％-30%時，應(yīng)對試驗所得最大干密度和最佳含水率進行校正。,注意事項（1）含水率試驗時，烘箱的溫度應(yīng)事先調(diào)整到110℃左右，使放入的試樣能一開始就能在110℃的環(huán)境下進行烘干。（水泥與水拌和就要發(fā)生水化作用，在較高溫度下水化作用發(fā)生得較快。而烘干法又不能除去已與水泥發(fā)生水化作用的水，這樣得出的含水率往往偏小。）（2）最大干密度按

43、試驗規(guī)程應(yīng)保留小數(shù)點后3位有效數(shù)字，含水率計算至0.1%。（3）試料浸潤時間：粘性土12-24h，粉性土6-8h，砂性土、砂礫土、紅土砂礫、級配砂礫等4h左右，含土很少的未篩分碎石、砂礫和砂等2h。,（4）試料浸潤后才加水泥，并應(yīng)在1h內(nèi)完成擊實試驗。(水泥遇水就要開始水化作用，從加水拌和到進行擊實試驗間隔的時間愈長，水泥的水化作用和結(jié)硬程度就愈大。水化作用會影響水泥混合料所能達到的密實度，間隔時間愈長，影響愈大.)拌和后超過1h的試

44、樣，應(yīng)予作廢。石灰可與試料一起拌勻后浸潤。（5）應(yīng)做兩次平行試驗，兩次試驗最大干密度的差不應(yīng)超過0.05g/cm3（穩(wěn)定細粒土）和0.08/cm3（穩(wěn)定中粒土和粗粒土），最佳含水率的差不應(yīng)超過0.5％（最佳含水率小于10％）和1.0％（最佳含水率大于10%）。,二、無側(cè)限抗壓強度試驗,（一）目的：本試驗方法適用于測定無機結(jié)合料穩(wěn)定材料（包括穩(wěn)定細粒土、中粒土、粗粒土）試件的無側(cè)限抗壓強度。本試驗方法包括：按照預(yù)定干密度用靜力壓實法制備

45、試件以及用錘擊法制備試件。試件都是高 : 直徑 =1 : 1 的圓柱體。應(yīng)盡可能用靜力壓實法制備等干密度的試件。 室內(nèi)配合比設(shè)計試驗和現(xiàn)場檢測兩者在試料準備上是不同的，前者是根據(jù)設(shè)計配合比稱取試料并拌和，按要求制備試件；后者則在工地現(xiàn)場取拌和的混合料，并按要求制備試件。,穩(wěn)定土試件成型機,無側(cè)限抗壓強度試件,微機控制全自動壓力試驗機,（二）儀器材料：方孔篩、（脫模器、反力框架、液壓千斤頂、夯捶、導(dǎo)管、）密封濕氣箱或濕氣池、

46、水槽、200kN以上壓力機、天平、臺稱、量筒等。,試模： 細粒土（最大粒徑不大于4.75mm ） 試模的直徑×高 = 50mm × 50mm ； 中粒土（最大粒徑不大于 26.5mm ） 試模的直徑×高 = 100mm × 100mm ； 粗粒土（最大粒徑不大于53mm ） 試模的直徑×高 = 150mm × 150mm ；,（三）試驗步驟：1.備料：將

47、原材料放入50℃烘箱烘干、碾碎，并測含水率。2.擊實。按擊實確定無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的最佳含水率和最大干密度。3. 確定試件個數(shù)。為保證試件結(jié)果的可靠性和準確性，每組試件的數(shù)目要求： 小試件不少于6個， 中試件不少于9個， 大試件不少于13個，,4. 悶料。將稱好的材料放在長方盤內(nèi)按其最佳含水率（粘性土較最佳含水量小3%）拌和密封備用。 浸潤時間：粘性土12-24h;粉性土6-8h;砂性土、砂粒土、紅土砂礫、級配砂礫

48、4h;未篩分碎石、砂粒、砂2h。5.拌和水泥。待制成試件前1h內(nèi)均勻加入水泥。,6.成型試件。按預(yù)定的干密度用反力框架和液壓千斤頂制件。脫模，稱量試件重量m1，量取試件高度h1。7.開始養(yǎng)生。養(yǎng)生條件：密封濕氣箱和恒溫室內(nèi)養(yǎng)生7d，溫度20±2℃。在最后一天時，再次稱量試件重量m2、量取高度h2，并浸泡水中24h。8.測抗壓強度。 將試件從水中取出，吸去表面水并稱重m3，量取試件高度h3。 將試件放到路面材

49、料強度試驗儀的升降臺上,以速率1mm/min加荷，記錄最大壓力P。,9.計算公式： RC=P/A (A=π×D2/4) Rc-抗壓強度 P-最大壓力（ N ）； A-面積,D —試件的直徑（單位 mm ）。 對于小試件： Rc= P / A =0.00051 P (MPa) 對于中試件： Rc= P / A =0.000127 P (MPa) 對于大試件： Rc= P / A =0.000057 P (

50、MPa),10.精確度及允許誤差：抗壓強度保留一位小數(shù)。若干次平行試驗Cv （偏差系數(shù)）要求滿足： 小試件不大于6% （10%） 中試件不大于10%(15%) 大試件不大于15%(20%)11、結(jié)果處理： 求出若干個試驗結(jié)果的最小值和最大值、平均值 、標(biāo)準差 S 、偏差系數(shù) C v 和 95% 保證率的值 R c0.95 (R c0.95 = 1－ 1.645S) 。,無側(cè)限抗壓強

51、度試件質(zhì)量計算：,制備一個預(yù)定干密度的試件，需要的穩(wěn)定材料混合料數(shù)量 m 1 (g) 隨試模的尺寸而變。（大試件） m 1 = ρ d V(1+ w ) V ——試模的體積（2650.7 cm 3 ）； W ——穩(wěn)定材料混合料的含水率（ % ）； ρ d ——穩(wěn)定材料試件的干密度（ g/cm 3 ）。,已知：干密度ρd =2.33 g/cm 3 w =6.4% 控制壓實度98%(1)外摻法 水泥：砂礫=5：

52、100m 1 = ρd V(1+ w )混合料質(zhì)量 =2.33*2650.7*1.064*0.98=6440.0（g)集料：（（6440.0/（1+0.064））/105） *100=5764.4（g)水泥：5764.4/100*5=288.2（g)（水泥和集料關(guān)系）水：6440.0-5764.4-288.2=387.4（g) 6440.0/ (1+0.064)*6.4%=387.4（g),（2）內(nèi)摻法

53、 水泥：砂礫=5：95 m 1 = ρ d V(1+ w )混合料質(zhì)量 =2.33*2650.7*1.064*0.98=6440.0（g)集料：（6440.0/（1+0.064））*95% =5750.0（g)水泥：（6440.0/（1+0.064））*5% =302.6（g)水：6440.0-5750.0-302.6=387.4（g) 6440.0/（1+0.064）*6.4%=387.4

54、（g),注意事項,1、水泥（石灰）劑量均按干土（即干集料）質(zhì)量的百分率計 。2、無機結(jié)合料穩(wěn)定材料配合比設(shè)計在計算試件質(zhì)量時區(qū)分穩(wěn)定材料的內(nèi)摻和外摻。,,（一）水泥劑量測定（EDTA滴定法）適用范圍：本方法只適用于在工地快速測定水泥穩(wěn)定料或石灰穩(wěn)定料中水泥和石灰的劑量，并用以檢查拌和的均勻性。工地水泥和石灰穩(wěn)定土含水量的少量變化（±2%），實際上不影響測定結(jié)果。主要儀器：滴定管（酸式）、搪瓷杯、量筒、天平等,三、水泥

55、（石灰）劑量測定方法,方法步驟：1.準備標(biāo)準曲線。2.試樣的配制：取樣，樣品風(fēng)干后，用烘干法測其含水率。5種試樣（每種2個樣品，共10個樣品）。,3.舉例（以水泥穩(wěn)定中、粗粒土為例）首先，制取試樣5種（共10個樣品），5種混合料的水泥劑量應(yīng)為：水泥劑量為0，最佳水泥劑量左右、最佳水泥劑量±2%和+4%水泥混合料2份各1000g，分別放在10個聚乙烯桶內(nèi)，含水率為最佳含水率。其次：將10個搪瓷杯中分別加入2000毫升10

56、%氯化銨溶液，充分攪拌5分鐘（每分鐘110-120次），放置沉淀10分鐘，這樣可得到澄清的懸濁液，將上部清液移到300毫升的燒杯內(nèi)，攪勻，加蓋待測。,滴定：用移液管吸取上層（液面下1-2cm）懸濁液10毫升，放入200毫升的三角瓶中，用量筒取50毫升1.8%氫氧化鈉（內(nèi)含三乙醇胺）溶液倒入三角瓶中，此時溶液PH值為12.5-13.0（用試紙檢測）,然后加入鈣紅指示劑（黃豆粒大?。?，搖勻，溶液呈玫瑰紅色。用EDTA二鈉標(biāo)準液滴定到紫色時放

57、慢滴定速度并搖勻，直到純藍色為終點，記錄EDAT二鈉的耗量，以毫升計，讀至0.1毫升。 其它試樣均用同種方法滴定，記錄結(jié)果。,繪圖：以同一種水泥劑量混合料消耗EDTA二鈉毫升數(shù)的平均數(shù)為縱坐標(biāo)，以水泥劑量為橫坐標(biāo)制圖。是一根順滑的曲線。劑量滴定。取1000g水泥穩(wěn)定中、粗粒土，按照上述步驟滴定，利用繪制的標(biāo)準曲線，根據(jù)EDTA標(biāo)準溶液消耗量，確定混合料中的水泥劑量。,結(jié)果處理,注意事項,(1）每個樣品攪拌的時間、速度和方式應(yīng)力求相

58、同，以增加試驗的精度。(2）做標(biāo)準曲線時，如工地實際水泥劑量較大，素集料和低劑量水泥的試樣可以不做，而直接用較高的劑量做試驗，但應(yīng)有兩種劑量大于實用劑量，以及兩種劑量小于實用劑量。(3)配制的氯化銨溶液最好當(dāng)天用完，不要放置過久，以免影響試驗的精度。,（4）本方法適用于在水泥終凝之前的水泥含量測定，否則需要用相應(yīng)齡期的EDTA二鈉標(biāo)準溶液消耗的標(biāo)準曲線確定（應(yīng)選用初凝時間3h以上和終凝時間6h以上的水泥）。（5）為了取消現(xiàn)場取樣試

59、驗和室內(nèi)標(biāo)準曲線取樣的差別，制樣是取消過2.0或2.5mm篩。而濕混合料是采用單份摻配后進行試驗，同時為了減少配料過程中的離散，對粗集料基層（最大粒徑在25mm左右）必須有1000g左右的總質(zhì)量。,（二）石灰劑量測定（直讀式測鈣儀法）,1.目的和適用范圍 本試驗方法適用于測定新拌石灰土中石灰的劑量。 2．儀器設(shè)備 直讀式測鈣儀等,3．試驗

60、步驟(1）從施工現(xiàn)場同一位置取約1000g（石灰穩(wěn)定細粒土）具有代表性的石灰土試樣。(2)用感量0.01g的電子天平稱取兩份石灰土試樣各300g，并分別放入兩個1000mL具塞三角瓶中，每個三角瓶中加10％氯化銨溶液600mL。蓋緊塞子用手振蕩（或用不銹鋼棒攪拌2min，保持每分鐘l20次±5次。靜置4min后將25-30mL待測液倒入干燥、潔凈的50mL燒杯中。加入一只攪拌子并放在直讀式測鈣儀上，儀器開始攪拌后，放人鈣電

61、極和甘汞電極，待停止攪拌后，儀器顯示的數(shù)值即為該樣品的石灰劑量。再重復(fù)測試一次，取兩次測試結(jié)果的平均值。,注意事項,(1）在計算6％和14%混合料的組成時，應(yīng)使混合料的最佳含水率與施工碾壓時的最佳含水率相近。（2）若土、石灰或水質(zhì)有變化時，必須重新配制6％和14%（或16%、18％）石灰土標(biāo)準劑量浸提液，并用它標(biāo)定儀器。（3）制備每個樣品的浸提液時，攪拌的時間、速度和方式應(yīng)力求相同，配制的氯化銨溶液當(dāng)天用完，不宜放置過久。