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内,当砂停止流动时迅速关闭阀门,倒掉漏斗内多余的砂,称容砂瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量,准确至5g。试验中应避免振动。
(4)倒出容砂瓶内的标准砂、通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门,关阀门,倒掉漏斗中多余的水,称容砂瓶、漏斗和水的总质量,准确到5g,并测定水温,准确到0.5℃。重复3次,3次测值之间的差值不得大于3mL,取3次测值的平均值。
四、结果整理
(1)容砂瓶的容积,应按下式计算: Vr=(mr2-mr1)/ρwr
式中 Vr——容砂瓶容积(mL);
mr2——容砂瓶、漏斗和水的总质量(g); mr1——容砂瓶和漏斗的质量(g);
ρwr——不同水温时水的密度(g/cm3),查表(2-4-1)
水的密度 (2-4-1)
温度 (℃) 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 水的密度 (g/cm) 1.0000 1.0000 0.9999 0.9999 0.9999 0.9998 0.9997 0.9996 0.9995 0.9994 0.9992 温度 (℃) 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 水的密度 (g/cm) 0.9991 0.9989 0.9988 0.9986 0.9984 0.9982 0.9980 0.9978 0.9975 0.9973 0.9970 温度 (℃) 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 36.0 水的密度 (g/cm) 0.9968 0.9965 0.9962 0.9959 0.9957 0.9953 0.9950 0.9947 0.9944 0.9940 0.9937 备注:
(2)标准砂的密度,应按下式计算:
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式中 ρs——标准砂的密度(g/cm3); mrs——容砂瓶、漏斗和标准砂的总质量(g)。 (3)灌砂法试验,应按下列步骤进行:
1)按灌水法试验步骤①、②、③挖好规定的试坑尺寸,并称试样质量。 2)向容砂瓶内注满砂,关阀门,称容砂瓶,漏斗和砂的总质量,准确至10g。 3)将密度测定器倒置(容砂瓶向上)于挖好的坑口上,打开阀门,使砂注入试坑。在注砂过程中不应振动。当砂注满试坑时关闭阀门,称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量,准确至10g,并计算注满试坑所用的标准砂质量。
(4)试样的密度,应按下式计算:
式中 ms——注满试坑所用标准砂的质量(g)。
(5)试样的干密度,应按下式计算,准确至0.01g/cm3。 (6)灌砂法试验的记录格式见GB/T 50123-1999。
五、精密度和允许值
本试验须进行三次平行测定,取其算术平均值,其平行差值不得大于0.03g/cm3。
六、试验思考
土的密度试验—灌砂法实验关键需要控制实验温度。然后参考谁的密度表计算土的密度。
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模块三、道路工程质量检测
项目3.1、土方路基压实度检测
一、路基检测目的
保证路基应有强度和稳定性的一项最经济有效的技术措施是路基压实,而现场路基压实的质量通常用压实度来衡量。路基压实度的检测有环刀法、灌砂法、核子密度仪法等试验方法,而灌砂法是路基压实度检测中最常用的试验方法,适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。灌砂法虽简单易学,但影响测试结果的因素较多,如果掌握不好,容易引起较大误差或错误。如何保证灌砂法检测路基压实度的精度,笔者结合近几年的实践经验对此进行分析与探讨。
二、土的最大干密度的确定
压实度就是土在压实后达到接近最大干密度的程度,施工压实度公式:
K=ρd/ρc×100
式中:K—测设地点的施工压实度(%); ρd—试样的干密度(g/cm3);
ρc—由击实试验得到的试样的最大干密度(g/cm3)。
试样最大干密度ρc的值通过击实试验方法来确定,而且土质不同它的值也不相同。
(1)击实试验方法的选取《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)中明确规定,路基压实度以重型击实试验法为准。
(2)不同类土最大干密度的确定不同性质的土其最大干密度差别很大,因此应严格按规范中相关规定来确定不同土类、不同取土场的土的最大干密度。
三、灌砂筒的选用
施工中用灌砂法测定压实度时,应符合下列规定:
(1)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φ100mm的小型灌砂筒测试。
(2)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φ150mm的大型灌砂筒测试。
(3)如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
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寸,灌砂筒的直径以200mm或大于200mm为宜。
目前市面上只有φ150mm的大型灌砂筒和φ100mm的小型灌砂筒两种,工地上普遍应用φ150mm的灌砂筒,它的测深为150mm,其所测压实度仅为这150mm的压实度。但是近几年压实机械压实功能增大,相应的压实层厚度往往超过200mm左右,而且路基填方如为砾类土,最大粒径往往超过31.5mm,如果再继续用φ150mm的灌砂筒测出的压实度结果的准确性就可想而知了,这就需要相关部门制定出新的灌砂筒标准来适应各种路基填料的要求。
四、量砂松方密度的标定
(一)储砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响
《公路土工试验规程》中对筒内砂的高度和质量都做了明确规定。筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm,原因是不同高度的砂,其下落速度不同,因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同,这就直接影响了量砂的密度。因此,储砂筒中砂面高度必须严格控制。另外,筒内砂的质量准确至1g,每次标定及以后的试验都维持这个质量不变,因为标定时,只要砂总重相同,即砂的自重一样,显然其下落速度也能保持一致,从而提高量砂使用的准确性。实践证明,现场测试时,储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致,大大提高了检测数据的准确性。
(二)标定罐深度对量砂密度的影响
砂的密度随着标定罐深度的变化其数值有较明显的变化。《公路土工试验规程》中说明:标定罐深度减少2.5cm,砂的密度约降低1%。现在假定土样最大干密度为1.78g/cm3,灌砂筒和砂的总质量为7000g,锥体及基板和粗糙面间砂的总质量为850g,灌砂后筒和砂的质量为3100g,湿土重4000g,含水量10%,如果采用20cm标定罐标定的砂的密度1.433g/cm3,得出碾压层的压实度为96.0%,如果采用15cm标定罐来标定砂的密度,其数值应该是1.405g/cm3,那么,此时压实度为94.1%。由此看来,对于同一个试坑,采用不同标定罐标定的砂密度,对压实度数值产生了较大影响。因此,现场试洞深度应与室内标定罐深度一致。
(三)量砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响
不同颗粒粒径组成的砂,其级配不同,密度也明显不同,故每次检测使用时量砂必须采用粒径0.25~0.50mm或0.30~0.60mm的标准砂,而且要保持砂的洁净干燥,如果重复使用时一定要注意晾干,筛除杂质,并且经常标定,否则影响
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量砂的松方密度。
由上述可见,储砂筒砂面高度、砂的总重、标定罐深度、砂的颗粒组成等均在一定程度上影响量砂的密度。量砂密度标定准确与否,将影响路基压实度的检测精度。所以,在进行路基压实度检测之前,标定工作不容忽视,必须引起足够的重视。
五、现场检测注意事项
(一)试坑数量、位置、深度、形状的选择
1、检测点数量。施工单位在完成每一压实层后应该首先自检,自检频率按照技术规范的规定进行全频率试验。依据《公路路基施工技术规范》中的规定:检验频率为每1000m2至少检验2点,不足1000m2时检验2点,必要时可根据需要增加检测点。灌砂法检测每点需要操作时间约15min,如果以报检宽度为30m 的路基为例,即使每天只报检500m,每天的报检面积为15000m2,需要检测点数为30个点,需要时间约为7.5h,仅仅自检的现场操作就需要如此漫长的时间,如果再加上现场监理抽检时间,那就更长,这就需要现场监理、施工单位自检和抽检一块进行。
2、试坑的位置。检测点地表面处理要平,只要表面凸出一点(即使1mm),使整个表面高出一薄层,其体积便算到试坑中去了,将影响试验结果,因此除非非常的平,否则应先放上基板测定一次粗糙表面消耗的量砂。必须注重对薄弱点的检测,由于工程结构的特殊性,一般路基中间部位的压实度较两侧接近路边缘处压实度高,所以加强对路基边部的检测也是非常必要的。
3、试坑的深度。按照《公路路基路面现场测试规程》要求,试坑的深度应该等于测定层的厚度,但不得有下层材料混入。一般情况下每压实层厚度约为15cm,所以试坑深度也应该为15cm。由于现场操作时,挖坑这道工序往往由工地务工人员完成,其挖坑深度经常达不到要求。压路机在碾压过程中其应力分布呈倒三角形,所以就每一压实层而言,越向下的部位其压实度越小。因此,坑的深度不够,将导致测得的压实度值偏大。
4、试坑的形状。试坑的形状应该是圆柱体,坑洞周壁应竖直,但实际操作中会出现上大下小或上小下大的情形,这样形状的试坑导致测得的压实度值偏大或偏小。
(二)土的含水量的测定
含水量试验最准确的方法是烘干法,在测定中粒土和粗粒土的含水量时,不
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