《路基路面工程试验检测技术》教案
任课教师： 授课内容 授课时数 授课时间 授课班级 2 项目十一：半刚性基层和底基层材料检测（1） 任务1 无机结合料稳定材料击实试验 授课方法 教学手段 教学地点 讲授、讨论与练习相结合 PPT、工作页、规范规程 多媒体教室 1.熟悉目的与适用范围。 【知识目标】 2.熟悉备料计算。 3.熟悉击实步骤。 1.会做无机结合料稳定材料击实试验。 【能力目标】 2.会进行试验结果的处理。 养成自觉按《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）、《公路工程（JTG E51-2009）完成试验检测的习惯和【素质目标】 无机结合料稳定材料试验规程》能力。 【教学重点】 备料、击实试验、试验成果 【教学难点】 计算洒水量 讲授、【教学内容】 一、目的与适用范围 1.本试验方法适用于在规定的试筒内，对水泥稳定材料(在水泥看录像 时间： （5分钟） 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率一干密度关系曲线，从而确定其最佳含水率和最大干密度。 2.试验集料的公称最大粒径宜控制在37. 5mm以内(方孔筛)。 3.试验方法类别。本试验方法分三类，各类击实方法的主要参数列于下表。 击实实验方法类别见下表 每平均单位类锤击面 锤质量 落层层容许公称最容积击实功内径 高 别 （cm） （kg） 高 数 击大粒径（mm） （j） （cm） （cm） （cm2） 数 甲 5.0 4.5 45 10 12.7 997 5 27 2.687 19 乙 5.0 4.5 45 15.2 12.0 2177 5 59 2.687 19 丙 5.0 4.5 45 15.2 12.0 2177 3 98 2.687 37.5 试样尺寸 讲授、【教学内容】 二、试验准备 1.将具有代表性的风干试料(必要时，也可以在50℃烘箱内烘看录像 时间： 干)用木锤或木碾捣碎。 （5分钟） 土团均应捣碎到能通过4.75mm的筛孔。但应注意不使粒料的 单个颗粒破碎或不使其破碎程度超过施工中拌和机械的破碎率。 2.如试料是细粒土，将已捣碎的具有代表性的土过4.75mm筛1
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任课教师： 备用(用甲法或乙法做试验)。 3.如试料中含有粒径大于4.75的颗粒，则先将试料过19mm的筛，如存留在筛孔19 mm筛的颗粒的含量不超过10%，则过26.5mm筛，留作备用(甲法或乙法做试验)。 4.如试料中粒径大于19mm的颗粒含量超过10%，则将试料过37.5mm筛，如存留在筛孔37.5mm筛的颗粒的含量不超过10%，则过53mm的筛备用(用丙法试验)。 5.每次筛分后，均应记录超尺寸颗粒的百分率P。 6.在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水率。对于细粒土，试样应不少于100g;对于中粒土，试样应不少于1000g;对于粗粒土的各种集料，试样应不少于2000g。 7.在试验前用游标卡尺准确测量试模的内径、高和垫块的高，以计算试筒的容积。 讲授、【教学内容】 三、洒水闷料 看录像 1.甲法 时间： (1)将已筛分的试样用四分法逐次分小，至最后取出约10～（35分钟） 15kg试料。再用四分法将已取出的试料分成5～6份，每份试料的干质量为2.0kg(对于细粒土)或2. 5kg(对于各种中粒土)。 (2)预定5～6个不同含水率，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率。 注:对于中、粗粒土，在最佳含水率附近取0.5%，其余取1%。对于细粒土，取1%，但对于黏土，特别是重黏土，可能需要取2%。 (3)按预定含水率制备试样。将1份试料平铺于金属盘内，将事先计算得的该份试料中应加的水量均匀地喷洒在试料上，用小铲将试料充分拌和到均匀状态(如为石灰稳定材料、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。 浸润时间要求:黏性土12～24h，粉性土6～8h，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等可以缩短到4h左右，含土很少的未筛分碎石、砂砾和砂可缩短到2h。浸润时间一般最长不应超过24h。 应加水量可按下式计算: QnQCQnQCQW?(?)?0.01???0.01?n??0.01?C1?0.01?m1?0.01?c1?0.01?n1?0.01?c 式中: —混合料中应加的水量(g)； —混合料中素土(或集料)的质量，其原始含水率为风干含水率(%); —混合料中水泥或石灰的质量，其原始含水率为2
，即) ；
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任课教师： 一要求达到的混合料的含水率(%)。 2. 乙法 在缺乏内径lOcm的试筒时，以及在需要与承载比等试验结合起来进行时，采用乙法进行击实试验。本法更适宜于公称最大粒径达19mm的集料。 (1)将已用过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约30kg试料。再用四分法将取的试料分成5～6份，每份试料的干重约为4. 4kg(细粒土)或5. 5kg(中粒土)。 (2)以下各步的做法与甲法相同。 3. 丙法 (1)将已过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约33kg试料。再用四分法将取出的试料分成6份(至少要5份)，每份重约5.5 kg (风干质量)。 (2)预定5～6个不同含水率，依次相差0.5%～1.5%。在估计最佳含水率左右可只差1%，其余差1.5%。 (3)同甲法(3)。 (4)同甲法(4)。 讲授、【教学内容】 四、击实 1.甲法 看录像 时间： （1）将所需要的稳定剂水泥加到浸润后的试样中，并用小铲、（10分钟） 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，加有水泥的试样拌和后，应在1h内完成下述击实试验，拌和后超过1h的试样，应予作废（石灰稳定材料和石灰粉煤灰稳定材料除外）。 （2）试筒套环与击实底板应紧密联结。将击实筒放在坚实地面上，用四分法取制备好的试样400~500g（其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/5）倒入筒内，整平其表面并稍加压紧，然后将其安装到多功能自控电动击实仪上，设定所需锤击次数，进行第一层试样的击实。第一层击实完后，检查该层高度是否合适，以便调整以后几层的试样用量。用刮土刀或螺丝刀将已击实层的表面“拉毛”，然后重复上述做法，进行其余四层试样的击实。最后一层试样击实后，试样超出筒顶的高度不得大于6mm，超出高度过大的试件应该作废。 （3）用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离）后，扭动并取下套环。齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板。如试样底面略突出筒外或有孔洞，则应细心刮平或修补。最后用工字形刮平尺齐筒顶和筒底将试样刮平。擦净试筒的外壁，称其质量Q_1。 3
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任课教师： （4）用脱模器推出筒内试样。从试样内部从上至下取两个有代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取），测定其含水率，计算至0.1%。两个试样的含水率的差值不得大于1%。所取样品的数量见表T0804-2（如只取一个样品测定含水率，则样品的质量应为表列数值的两倍）。擦净试筒，称重 表T0804-2 测稳定材料含水率的样品质量 公称最大粒径（mm） 样品质量（g） 2.36 约50 19 约300 37.5 约1000 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。 （5）进行其余含水率下稳定材料的击实和测定工作。凡已用过的试样，一律不再重复使用。 2. 乙法 做法与甲法相同，但应该先将垫块放入筒内底板上，然后加料并击实。所不同的是，每层需取制备好的试样约900g（对于水泥或石灰稳定细粒土）或1 100g（对于稳定中粒土），每层的锤击次数为59次。 3. 丙法 （1）将试筒、套环与夯击底板紧密地联结在一起，并将垫块放在筒内底板上。击实筒应放在坚实地面上，取制备好的试样1.8kg左右[其量应使击实后的试样略高于（高出1～2mm）筒高的1/3倒入筒内，整平其表面，并稍加压紧。然后将其安装到多功能自控电动击实仪上，设定所需锤击次数，进行第一层试样的击实。第1层击实完后检查该层的高度是否合适，以便调整以后两层的试样用量。用刮土刀或改锥将已击实的表面“拉毛”，然后重复上述做法，进行其余两试样的击实。最后一层试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于6mm。超出高度过大的试件应该作废。 （2）用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离），扭动并取下套环。齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板，取走垫块。擦净试筒的外壁，称重。 （3）用脱模器推出筒内试样。从试样内部由上至下取两个有代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取），测定其含水率，计算至0.1%。两个试样的含水率的差值不得大于100。所取样品的数量应不少于700g，如只取一个样品测定含水率，则样品的数量应不少于1400g。烘箱4
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任课教师： 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。擦净试筒，称重。 （4）进行其余含水率下稳定材料的击实和测定。凡已用过的试料，一律不再重复使用。 【教学内容】 五、计算 1.稳定材料湿密度计算 时间： 按式（T0804-2）计算每次击实后稳定材料的湿密度。 （10分钟） QQ ?w?1?2V3讲授、看录像 （T0804-2） 式中：ρw—稳定材料的湿密度（g/cm）； m1—试筒与湿试样的总质量（g）； m2—试筒的质量（g）； V—试筒的容积（cm3）。 2.稳定材料干密度计算 按式（T0804-3）计算每次击击实后稳定材料的干密度。 1?0.01? 3g/cm式中：ρd——试样的干密度（） ω——试样的含水率（%）。 3. 制图 （1） 以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制含水率——干密度曲线。曲线必须为凸形的，如试验点不足以连成完整的凸形曲线，则应该进行补充试验。 （2）将试验各点采用二次曲线方法拟合曲线，曲线的峰值点对应的含水率及干密度即为最佳含水率和最大干密度。 4.超尺寸颗粒的校正 当试样中大于规定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为5%～30%时，按下式对试验所得最大干密度和最佳含水率进行校正（超尺寸颗粒的含量小于5%时，可以不进行校正）。 注：超尺寸颗粒的含量少于5%时，它对最大干密度的影响位于平行试验的误差范围内。 ?d??w（1）最大干密度按式（T0804-4）校正： ''?dm??dm?1?0.01???0.9?0.01pGS试中：?—校正后的最大干密度(g/cm）; ?dm—试验所得的最大干密度?g/cm3?; p—试样中超尺寸颗粒的百分率(%)' GS—超尺寸顆粒的毛体积相对密度。 'dm3 5
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任课教师： （2）最佳含水率按下式校正： ?'0??0?1?0.1p??0.01p?a'0 试中：?—校正后的最佳含水率（%）; ?0—试验所得的最佳含水率（%）; p—试验中超 尺寸颗粒的百分率（%）; ?a—超尺寸颗粒的吸水量（%）。 讲授、【教学内容】 六、精度要求 1.应做两次平行试验，取两次试验的平均值作为最大干密看录像 时间： （5分钟） 度和最佳含水率。两次重复性试验最大干密度的差不应超过0. 05g/c（稳定细粒土）和0.08g/cm3稳定中粒土和粗粒土），最 佳含水率的差不应超过0.5%（最佳含水率小于10%）和1.0%（最佳含水率大于10%）。超过上述规定值，应重做试验，直到满足精度要求。 2.混合料密度计算应保留小数点后三位有效数字，含水率应保留小数点后1位有效数字。 【教学内容】 七、报告 试验报告应包括以下内容： 时间： （1）试样的最大粒径、超尺寸颗粒的百分率； （10分钟） （2）无机结合料类型及剂量； （3）所用试验方法类别； （4）最大干密度（g/c）； （5）最佳含水量（%），并附击实曲线。 讲授、练习电子表格计算。 6
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任课教师： 【小结】 时间： （5分钟） 1.试验目的 2.试验方法：甲法、乙法、丙法。 3.备土计算 4.击实步骤 5.结果计算 与学生共同回忆。 与学生【作业】 一、单项选择题 时间： 1.半刚性基层材料配合比设计时，应根据（ ）标准制作强度试样。 共同练习。 （5分钟） A.轻型击实 B.重型击实 C.轻型或重型击实 D.振动击实 2.无机结合料稳定土击实试验内容包括： ①加入所需稳定剂，并充分拌和均匀。 ②确定预定含水量。 7
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任课教师： ③取下套环，刮平试样，拆除底板，擦净试筒外壁后称取质量。 ④采用四分法选取等分试料。 ⑤加入计算应加的水量，并充分拌和均匀。 ⑥按要求进行分层填料、分层击实。 ⑦脱模后取样测定含水量。 正确的试验步骤排序为（ ）。 A.②④①⑤⑥③⑦ B.④②⑤①⑥③⑦ C.④②①⑤⑥③⑦ D.②④⑤①⑥③⑦ 3.在以下无机结合料稳定土中： ①石灰稳定细粒土。 ②水泥稳定细粒土。 ③石灰水泥稳定细粒土。 ④石灰粉煤灰稳定细粒土。 ⑤水泥粉煤灰稳定细粒土。 ⑥石灰稳定粗粒土。 击实试验中混合料拌和时间超过1 h，仍可以进行击实试验的有（ ）。 A.①③⑤ B.①③④⑥ C.①④⑥ D.①②③④⑤⑥ 4.水泥稳定土击实试验有以下说法： ①试料采用四分法取样。 ②预定含水量依次相差1%～2%，且其中至少有2个大于或2个小于最佳含水量。 ③试料加入计算用水量和水泥后装入塑料袋浸湿备用。 ④最后一层试样超出试筒顶的高度不得大于6 mm。 错误说法有（ ）。 A.①②④ B.②④ C. ②③ D.①②③④ 5.烘干法测定无机结合料稳定土含水量，测试得出铝盒质量为20.65 g，铝盒和湿混合料的合计质量为40.45 g，烘干后铝盒和干混合料合计8
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任课教师： 质量为38.65 g，则稳定土含水量的测试结果为（ ）。 A.4.66% B.9.09% C.10.00% D.8.72% 6.某水泥稳定沙砾重型击实试验测试结果为：试筒质量6590g，试筒容积2 177 cm3，试筒与湿样合计质量11 600 g，代表试样含水量6.2%，则混合料干密度为（ ）。 A.2.17 g/cm3 B.2.30 g/cm3 C.2.44 g/cm3 D.2.64 g/cm3 7.烘干法测定无机结合料稳定土含水量的试验内容： ①将盛有试样的铝盒打开，置于烘箱中充分烘干。 ②称取铝盒和烘干试样质量。 ③称取铝盒质量。 ④将盛有试样的铝盒，盖紧盒盖并放置冷却。 ⑤试样粉碎后放入铝盒，盖上盒盖后称取质量。 正确的试验步骤为（ ）。 A.⑤①②④③ B.⑤①④②③ C.③⑤①②④ D.③⑤①④② 8.石灰稳定土击实试验的内容包括： ①按要求进行分层填料、分层击实。 ②确定预定含水量。 ③取下套环，刮平试样，拆除底板，擦净试筒外壁后称取质量。 ④采用四分法选取等分试料。 ⑤加入计算应加的水量和石灰，充分拌和均匀，并浸湿备用。 ⑥脱模后取样测定含水量。 ⑦测定试料风干含水量。 正确的试验步骤为（ ）。 A.⑦④②⑤①③⑥ B.②④①⑤③⑥⑦ C.⑦②⑤①④③⑥ D.④②⑤③①⑥⑦ 二、判断题 1.半刚性材料击实试验中，加入水和结合料拌和后1 h内应完成试验，否则试样废弃。（ ） 2.湿稳定土和干稳定土的质量之差与湿稳定土的质量之比的百分9
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任课教师： 率称为稳定土的含水量。（ ） 3.击实试验中，为了保证试样的完整性，最后一层试样击实后，试样高度应超出试筒顶10 mm，取下套环后刮除多余部分，并刮平表面。（ ） 4.击实试验中，加入水泥的试样拌和后1h内应完成试验，否则试样废弃。（ ） 三、多项选择题 1.关于无机结合料稳定材料抗压强度试验试件的说法中，不正确的有（ ）。 A.试件采用高径比为1∶1的圆柱体 B.试件采用击实方法成型 C.试件应饱水养生7 d D.试件按照最佳含水量和最大干密度成型 10