路面施工技术 教学课件 作者 何晨 主编第六章 第四节 第八节

路面施工技术 教学课件 作者 何晨 主编第六章 第四节 第八节

第六章路面检测技能训练第四节路面压实度测定n试验目的提高土体或路面材料结构的密实度，对其强度和稳定性有显著的提高，对路面使用寿命有明显的增长。对于沥青路面，由于孔隙大，空气和水进入后，将使沥青结合料发生氧化或形成水损害。极易引起松散、凹陷、坑槽和裂缝等破坏。n试验原理密度的提高一般是通过压实工作来实现的。压实就是把一定体积的土体或路面材料压缩到更小体积的过程。在此过程中，主颗粒或路面材料颗粒相互挤压在一起，从而消除了土体与混合料中的大部分空隙。单位体积的质量增加了，密度也就增大了。n试验方法沥青混凝土路面密度试验是检验从路面上挖(钻)取试件的密度,用以检查路面的压实度。在工地上检查沥青路面的密实度可采用钻芯法、核子密度仪法。n钻芯法测定沥青面层压实度适用条件与范围本方法适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度，以评定沥青面层的施工压实度。n钻芯法测定沥青面层压实度仪具与材料1.路面取芯钻机；2.天平：感量不大于0.1g；3.水槽；4.吊篮；5.石蜡；6.其它：卡尺、毛刷、小勺、取样袋（容器）、电风扇。n钻芯法测定沥青面层压实度方法与步骤1.钻取芯样按现行《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）中“路面钻孔及切割取样方法”钻取路面芯样，芯样直径不宜小于Ф100mm。n钻芯法测定沥青面层压实度2.测定试件密度(1)将钻取的试件在水中用毛刷轻轻刷净粘附的粉尘。如试件边角有浮松颗粒，应仔细清除。(2)将试件晾干或用电风扇吹干不少于24h，直至恒重。(3)按现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）规定的方法，测定试件密度。n钻芯法测定沥青面层压实度确定计算压实度的标准密度1.以实验室密度作为标准密度，即沥青混合料拌和厂每天取样1～2次实测的马歇尔试件密度，取平均值作为该批混合料铺筑路段压实度的标准密度。其试件成型温度与路面复压温度一致。2.以每天实测的最大理论密度作为标准密度。3.以试验路段的密度作为标准密度。用核子密度仪定点检查密度不再变化为止。然后取不少于15个的钻孔试件的平均密度为计算压实度的标准密度。4.可根据需要选用实验室标准密度、最大理论密度、试验路段的密度中的1～2种作为钻孔法检验评定的标准密度。n钻芯法测定沥青面层压实度计算1.当计算压实度的标准密度采用沥青混合料每天实验室马歇尔击实试件成型密度或试验路段钻孔取样密度时，沥青面层的压实度按下式计算：n钻芯法测定沥青面层压实度2.当计算压实度的标准密度采用沥青混合料实测最大理论密度时，应按式（6-11）计算压实度：n钻芯法测定沥青面层压实度压实度检测报告报告应记载压实度检查的标准密度及依据，并列表表示各测点的试验结果。压实度检测报告的记录格式参照下表。n钻芯法测定沥青面层压实度n核子密度仪法测定压实度目的和适用范围1、本方法适用于现场用核子密湿度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水率，并计算施工压实度。2、核子密湿度仪是现场检测压实度较常用的一种方法，仪器按规定方法标定后，其检测结果可作为工程质量评定与验收的依据。3、本方法属非破坏性检测，允许对同一个测试位置进行重复测试，并监测密度和压实度的变化，以确定合适的碾压方法，达到所要求的压实度。n核子密度仪法测定压实度干扰因素1、核子密度仪对靠近表层材料的密度最为敏感，当测试材料的表面与仪器底部之间存在空隙时，测试结果可能存在表面偏差(仅对散射法)。2、对一些含有结晶水或有机物的材料，如高岭土、云母、石膏、石灰等可能会对水分的测试有明显的影响，检测时需要与其他可靠的方法进行对比，对测试结果进行调整。3、对刚铺筑完的热沥青混合料路面标测时，仪器不能长时间放置在路面上，测试完成后仪器应该从路面上移走冷却，避免影响测试结果。4、测量进行时，在周围10m之内不能存在其他放射源。n核子密度仪法测定压实度仪器的标定1、每12个月以内要对核子密度仪进行一次标定。2、对新出厂的仪器事先已经标定过的，可以不标定。对现存仪器如果经过维修后，可能影响仪器的结构，必须进行新的标定后才能使用。现存仪器如果在标定核实过程中被发现不能满足规定的限值，也必须重新标定。3、标定后的仪器密度(或含水率)值应达到要求，所有标定块上的每一测试深度上的标定响应应该在±16kg/m3。n核子密度仪法测定压实度仪具与材料1、核子密度仪：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1.12～2.73，测定误差不大于±0.03；含水率测量范围为0～0.64，测定误差不大于±0.015。它主要包括下列部件：(1)射线源：双层密封的同位素放射源，如铯-137、钴-60或镭-226等。(2)中子源：如镅(241)-铍等。(3)探测器：射线探测器，如G-M计数管；热中子探测器，如氦-3管。(4)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。n核子密度仪法测定压实度(5)标准计数块：密度和含氢量都均匀不变的材料块，用于标验仪器运行状况和提供射线计数的参考标准。(6)钻杆：用于打测试孔以便插入探测杆。(7)安全防护设备：符合国家规定要求的设备。(8)刮平板、钻杆、接线等。2.细砂：0.15～0.3mm。3.天平或台秤。4.其他：毛刷等。n核子密度仪法测定压实度方法与步骤1.准备工作(1)每天使用前按下列步骤用标准计数块测定仪器的标准值：1)进行标准值测定时的地点至少离开其他放射源10m的距离，地面必须经压实而且平整。2)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。3)在测定前，应检查仪器性能是否正常。将仪器在标准计数块上放置平稳，按照仪器使用说明书的要求进行标准化计数并判断仪器标准化计数值必须符合要求。如标准化计数值超过规定的限值时，应确认标准计数的方法和环境是否符合要求，并重复进行标准化计数；若第二次标准化计数值仍超出规定的限界时，需视作故障并进行仪器检查。n核子密度仪法测定压实度(2)在进行沥青混合料压实层密度测定前，应用核子密湿度仪与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：1)选择压实的路表面，与试验段测定时的条件一致，对纹理较大的路面必须用细砂填平，然后将仪器放置在测试点上转动几下，或者在测试点上用刮平板平刮几下，以达到测试条件。按要求的测定步骤用核子密湿度仪测定密度，读数。2)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，按相关规范规定的标准方法测定材料的密度。3)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R应不小于0.95。n核子密度仪法测定压实度(3)测试位置的选择。1)确定测试位置，但距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。核子密湿度仪距其他放射源的距离不得少于10m。2)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。3)当使用直接透射法测定时，应用导板和钻杆打孔。在拟测试材料的表面打一个垂直的测试孔，测试孔要以插进探测杆后仪器在测点表面上不倾斜为准。孔深必须大于探测杆达到的测试深度。再将探测杆放下插入已打好的测试孔内，前后或左右移动仪器，使之安放稳固。4)按照规定的时间，预热仪器。n核子密度仪法测定压实度2.测试步骤(1)如用散射法测定沥青混合料压实层密度时，应将核子仪平稳地置于测试位置上。测点应随机选择，测定温度应与试验段测定时一致，一组不少于13点，取平均值。检测精度通过试验路段与钻孔试件比较评定。(2)如用直接透射法测定时，应将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。(3)打开仪器，测试员退至距仪器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。n核子密度仪法测定压实度计算按下式计算施工干密度及压实度。n核子密度仪法测定压实度报告测定路面密度及压实度的同时，应同时记录温度、材料类型、路面的结构层厚度及测试深度等数据和资料。n第六章路面检测技能训练第八节水泥混凝土弯拉强度测试与评定n水泥混凝土弯拉强度试验目的和适用范围本方法规定了测定水泥混凝土抗弯拉强度的方法，以提供设计参数，检查水泥混凝土施工品质和确定抗弯拉强度弹性模量试验加荷标准。本方法适用于各类水泥混凝土棱柱体试件。n水泥混凝土弯拉强度试验仪器设备（1）压力机或万能试验机。（2）抗弯拉试验装置（即三分点处双点加荷和三点自由支承式混凝土抗弯拉强度与抗弯拉弹性模量试验装置）。n水泥混凝土弯拉强度试验试件制备和养护(1)试件尺寸：水泥混凝土抗弯拉强度试验标准试件尺寸为150×150×550mm或150×150×600mm，同时在试件长向中部1/3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞。(2)混凝土抗弯拉强度试件应取同龄期者为一组，每组3根同条件制作和养护的试件。n水泥混凝土弯拉强度试验试验步骤(1)试件取出后，用湿毛巾覆盖并及时进行试验，保持试件干湿状态不变。在试件中部量出其宽度和高度，精确至1mm。(2)调整两个可移动支座，将试件安放在支座上，试件成型时的侧面朝上，几何对中后，务必使支座及承压面与活动船形垫块的接触面平稳、均匀，否则应垫平。n水泥混凝土弯拉强度试验(3)加荷时，应保持均匀、连续。当混凝土的强度等级小于C30时，加荷速度为0.02MPa/s～0.05MPa/s；当混凝土的强度等级大于等于C30且小于C60时，加荷速度为0.05MPa/s～0.08MPa/s；当混凝土的强度等级大于等于C60时，加荷速度为0.08MPa/s～0.10MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，不得调整试验机油门，直至试件破坏，记下破坏极限荷载F（N）。(4)记录下最大荷载和试件下边缘断裂的位置。n水泥混凝土弯拉强度试验试验结果(1)当断面发生在两个加荷点之间时，抗弯拉强度ff按下式计算：(2)以3个试件测值的算术平均值为测定值。3个试件中最大值或最小值中如有一个与中间值之差超过中间值的15%，则把最大值和最小值舍去，以中间值作为试件的抗弯拉强度；如最大值和最小值与中间值之差值均超过中间值15%，则该组试验结果无效。n水泥混凝土弯拉强度试验3个试件中如有一个断裂面位于加荷点外侧，则混凝土抗弯拉强度按另外两个试件的试验结果计算。如果这两个测值的差值不大于这两个测值中较小值的15%，则以两个测值的平均值为测试结果，否则结果无效。抗弯拉强度计算精确到0.01MPa。(3)采用100mmx100mmx400mm非标准试件时，在三分点加荷的试验方法同前，但所取得的抗弯拉强度值.应乘以尺寸换算系数0.85。当混凝土强度等级大于等于C60时，应采用标准试件。n水泥混凝土弯拉强度试验试验报告(1)要求检测的项目名称、执行标准；(2)原材料的品种、规格和产地；(3)试验日期及时间；(4)仪器设备的名称、型号及编号；(5)环境温度和湿度；(6)水泥棍凝土抗弯拉强度值；(7)要说明的其它内容。n水泥混凝土弯拉强度试验n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验目的、适用范围本方法规定了测定圆柱体试件和现场钻芯取样的劈裂抗拉强度方法。本方法适用于各类水泥混凝土的圆柱体试件和现场芯样。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验仪器设备(1)压力机或万能试验机。(2)劈裂夹具、木质三合板垫层、钢垫条。岗垫条为平面，厚度不小于10mm，长度不短于试件边长。木质三合板或硬质纤维板垫层的宽度为20mm，厚为3～4mm，长度不小于试件长度，垫层不得重复使用。支架为钢支架。（3）钢尺：分度值为1mm。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验试件制备和养护(1)试件的标准尺寸φ150×300mm。(2)对于现场芯样，长径比大于等于1。适宜的长径比在1.9～2.1之间，最大长径比不能超过2.1。芯样最小直径为100mm，直径至少是公称最大粒径的2倍。芯样在进行强度试验前需进行调湿，一般应在标准养护室养护24h。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验劈裂试验步骤(1)至试验龄期时，自养护室取出试件，用湿布覆盖，避免其湿度变化。测量出直径、高度并检查外形，尺寸量测至1mm。(2)在试件中部划出劈裂面位置线。圆柱体的母线公差为0.15mm。这两条母线应位于同一轴向平面内，彼此相对，两条线的末端在试件的端面上相连，应为通过圆心的直径，以明确标明承压面。将试件、劈裂夹具、垫条和垫层放在压力机上，借助夹具两侧杆，将试件对中。开动压力机，当压力机压板与夹具垫条接近时，调整球座使压力均匀接触试件，当压力到5KN时，将夹具的测杆抽掉。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验(3)当混凝土的强度等级小于C30时，加荷速度为0.02MPa/s～0.05MPa/s；当混凝土的强度等级大于等于C30且小于C60时，加荷速度为0.05MPa/s～0.08MPa/s；当混凝土的强度等级大于等于C60时，加荷速度为0.08MPa/s～0.10MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，不得调整试验机油门，直至试件破坏，记下破坏极限荷载F（N）。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验试验结果(1)圆柱体劈裂抗拉强度fct按下式计算（2）劈裂抗拉强度测定值的计算及异常数据的取舍原则为：以3个试件测值的算术平均值为测定值。如3个试件中最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则取中间值为测定值；如有两个测值与中间值的差值均超过上述规定时，则该组试验结果无效。结果计算精确至0.01MPa。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验试验报告试验报告应包括以下内容：(1)要求检测的项目名称、执行标准；(2)原材料的品种、规格和产地；(3)试验日期及时间；(4)仪器设备的名称、型号及编号；(5)环境温度和湿度；(6)圆柱体劈裂抗拉强度值；(7)要说明的其它内容。n水泥混凝土劈裂抗拉强度试验n水泥混凝土弯拉强度评定按现行的《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30—2003）或《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）规定的检查频率；高速公路和一级公路每工作班制作2～4组试件：日进度大于等于1000m取4组，大于等于500m取3组，小于500m取2组；其他公路每工作班制作1～3组试件：日进度大于等于1000m取3组，大于等于500m取2组，小于500m取1组。每组3个试件的平均值作为一个统计数据。n水泥混凝土弯拉强度评定混凝土弯拉强度的合格标准(1)试件组数大于10组时，平均弯拉强度合格判断式见下式式中：fcs—混凝土合格判定平均弯拉强度，MPa；fr—设计弯拉强度标准值，MPa；K—合格判定系数，见下表；σ—强度标准差。n水泥混凝土弯拉强度评定（2）试件组数等于或少于10组时，试件平均强度不得小于1.10fr，任一组强度均不得小于0.85fr。当标准小梁合格判定平均弯拉强度fcs和最小弯拉强度fmin中有一个不符合上述要求时，应在不合格路段每公里每车道钻取3个以上φ150mm的芯样，实测劈裂强度，通过各自工程的经验统计公式换算弯拉强度，其合格判定平均弯拉强度fcs和最小值fmin必须合格，否则，应返工重铺。实测项目中，水泥棍凝土弯拉强度评为不合格时相应分项工程评为不合格。