土工和无机结合料稳定材料试验检测.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,公路土工和无机结合料稳定材料,试验检测培训,主要内容,第一部分 土工,一、土的概述,二、颗粒分析（颗粒级配）试验,三、界限含水率试验,四、击实,(,最佳含水率、最大干密度,),试验,五、土的承载比（,CBR),试验,第二部分 无机结合料稳定材料,一、无机结合料稳定材料击实试验,二、无侧限抗压强度试验,三、水泥（石灰）剂量,第一部分：土工,公路土工试验规程,（,JTG E40-2007),一、土的概述,1、土的形成,土是由地壳表面的,岩石,经过,物理,风化,化学,风化,和,生物,风化,作用之后的产物。,岩石,暴露在大气中，受到,温度变化,的影响，体积经常发生膨胀和收缩，不均匀的膨胀和收缩使之产生裂缝，同时长期经受风霜雨和雪的侵蚀以及动植物的破坏，逐渐由整块,岩石,崩解成大小不等和形状不同的碎块，这个过程叫,物理风化,。,2,、土的三相组成,土由固体土粒、液体水和气体三相组成。,土,固,体,颗,粒,水,气,体,原,生,矿,物,次,生,矿,物,结,构,水,自,由,水,气,态,水,固,体,水,强,结,合,水,弱,结,合,水,毛,细,水,重,力,水,3,、土的工程分类,土,巨,粒,土,粗,粒,土,细,粒,土,特,殊,土,漂,石,土,卵,石,土,砾,类,土,砂,类,土,粉,类,土,粘,类,土,有,机,质土,黄,土,膨,胀,土,红,粘,土,盐,渍,土,土分类总体系图,（根据巨粒组、粗粒组和细粒组含量）,3.1,巨粒土分类,巨粒土,漂（卵）石,巨粒含量,75%,漂（卵）石,夹,土,50%,巨粒含量,75%,漂（卵）石,质,土,15%,巨粒含量,50%,漂石粒,卵石粒,漂石粒,卵石粒,漂石粒,卵石粒,漂石粒,卵石粒,漂石粒,卵石粒,漂石粒,卵石粒,B,Cb,BSI,CbSI,SIB,SICb,3.2,砾类土分类,砾类土,砾,F5,%,含细粒土砾,5%,F,15%,细粒土质砾,15%,F,50%,GW,GP,GF,细粒土在塑性,图,A,线以下,细粒土在塑性,图,A,线以上,GM,GC,备注：,F,为细粒组质量,（,0.075mm),3.3,砂类土分类,砂类土,砂,F5,%,含细粒土砂,5%,F,15%,细粒土质砂,15%,F,50%,SW,SP,SF,细粒土在塑性,图,A,线以下,细粒土在塑性,图,A,线以上,SM,SC,备注：,F,为细粒组质量,（,0.075mm),3.4,、细粒土的分类,细粒土,粉质土,黏质土,有机质土,高（低）液,限粉土,粗,粒组含量,25%,含砾（砂）高低,液限粉土,粗粒,组含量,25%,，,50%,高,(,低,),液限黏,土,粗粒组含,量,25%,含砾（砂）高,（低）液限黏,土,粗粒组含,量,25%,，,50%,A,线或,A,线以,上有机质高低,液限黏土,A线以下有,机质高低液,限粉土,MH,ML,砾粒,砂粒,砾粒,砂粒,CH,CL,砾粒,砂粒,砾粒,砂粒,CHO,CLO,MHO,MLO,MHG,MLG,MHS,MLS,CHG,CLG,CHS,CLS,3.5,、土工试验项目,1,、物理性质试验：,含水率,、,密度,、比重、,颗粒分析,、相对密度。,2,、水理性质试验：,界限含水率,、稠度、膨胀、毛细上升速度。,3,、力学性质试验：渗透性、,击实性,、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、三轴剪切、无侧限剪切、,土基承载比,、回弹模量。,4,、化学性质试验：酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、阳离子交换量、矿物成份。,二、土的颗粒分析,1,、概述,粒度：土粒的大小。,粒组：大小相近的土粒合并为组。,土的粒度成分（颗粒级配）：指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分数表示），它可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。,粒组的划分,粒径,(mm),200,60,20 5,2,0.5 0.25,0.075,0.002,巨粒组,粗粒组,细粒组,漂石,(,块石,),卵石,(,小块石,),砾,(,角砾,),砂,粉粒,粘粒,粗,中,细,粗,中,细,1.1,粒度成分的分析方法：,1,）筛析法,（适用于粒径大于,0.075mm,的土）,粗筛（,圆孔筛,）：孔径为,60mm,、,40mm,、,20mm,、,10mm,、,5mm,、,2mm,；,细筛：孔径为,2mm,、,1.0mm,、,0.5mm,、,0.25mm,、,0.075mm,2,）沉降分析法：密度计法和移液管法,（适用于粒径小于,0.075mm,的土）,1.2,粒度成分的表示方法,1,）表格法,以列表形式直接表达各粒组的相对含量,2,）累积曲线法,用一条曲线表示一种土的粒度成分，在一张图上能同时表示许多种土的级配成分。,不均匀系数,C,u,=d,60,/d,10,5,曲率系数,C,c,=,（,d,30,）,2,/,（,d,60,d,10,）,1,3,3,）三角坐标法,用一点表示土的粒度成分，在一张图上能同时表示几种土的粒度成分。,等边三角形,2,、试验步骤,（一）筛析法（粒径,d0.075mm,的土）,1,）,试验原理,筛析法是将土样通过逐级减小孔径的一组标准筛子。对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其粒径恒小于该筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这样即可把土样的大小颗粒粒按筛孔径大小逐级加以分组和分析。,2,）方法概述,（无粘聚性的土,-,干筛法,）,将土样放在橡皮板上风干，用木碾将,粘结的土团,充分碾散拌匀，用四分法取代表性土样备用。,将四分法取出的代表性土样按表,2.1,的规定称取试样质量，应准确至,0.1g,，试样数量超过,500g,时，应准确至,1g,。,表,2.1,取样数量,颗粒尺寸,(mm),2,10,20,40,200,）/,卵石（,20060,）,/,粗粒组,砾（角砾）,粗（,6020,）,3.9,中（,205,）,17.1,细（,52,）,15.6,砂,粗（,20.5,）,40.6,中（,0.50.25,）,11.0,细（,0.250.075,）,4.8,细粒组,粉粒（,0.0750.002,）,7.0,黏粒（,0.002,）,不均匀系数,C,u,/,曲率系数,C,c,/,土的命名,：含细粒土砂，记,SF.,由曲线可确定两个,土粒的级配指标,:,不均匀系数,C,u,=d,60,/d,10,曲率系数,C,C,=d,30,2,/,（,d,10,*d,60,）,d,60,、,d,30,、,d,10,有效,粒径,即土中小于该粒径的颗粒质量为,60,、,30%,、,10%,的,粒径，,mm,；,三、界限含水率试验,（一）概述,界限含水率定义：粘性土的状态随着土中含水率的变化而变化，各种粘性土有一个处于,塑性状态,的含水率范围，界限含水率就是这个范围的,度量值,；,说明：对实际工程来说，具有实用意义的是,液限,、,塑限,和,缩限,。液限是可塑状态的上限，塑限是可塑状态的下限。含水率低于缩限，水分蒸发时体积不再缩小。,液限,W,L,（,%,）,：土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水率。,塑限,W,P,（,%,）,：土由塑性体状态向脆性固体状态 过渡的界限含水率。,缩限,W,S,（,%,）,：达到某一含水率后，土体积不再收缩的界限含水率。,塑性指数,I,P,=W,L,-W,P,：液限与塑限之差值。（一般在习惯上用,不带百分数符号,的数值表示。塑性指数越大，表示土越具有高塑性）,液性指标,I,L,=(W-W,P,)/,（,W,L,-W,P,）（,%,）,：表示,天然含水率,与界限含水率关系的指标。,当,I,L,=1.0,，即,W=W,L,土处于液限；,当,I,L,=0,，即,W=W,P,土处于塑限,。,故按,I,L,可区分土的各种状态：,I,L,0,为坚硬状态,0I,L,0.25,为硬塑状态,0.25I,L,0.75,为可塑状态,0.751.0,为流塑状态,天然稠度：,土的液限与,天然含水率,之差和塑性指数之比。,界限含水率试验方法：,1,、,液限塑限联合测定法,2,、液限碟式仪法（碟式液限仪）,3,、滚搓塑限试验法,4,、缩限试验,（,二）液限塑限联合测定法,实验目的,：,为了确定粘性土由流动状态，可塑状态和半固体状态、固体状态相互转化时的分界含水率。,它是土工试验中的基本指标之一。为,划分土类,，计算,天然稠度,，,塑性指数,I,P,，,液性指标,I,L,，供工程设计和施工之用。,适用范围：,本试验适用于粒径不大于,0.5mm,、有机 质含量不大于,5%,的土；,仪器设备：,LP-100,型液塑限联合测定仪,:,锥质量为,100g,，锥角为,30,，读数显示形式宜采用光电式、游标式、百分表式。,电子天平（称量,200g,感量,0.01g,）、烘箱,试验步骤：,1,）取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。如土中含有大于,0.5mm,的土粒或杂物时，应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过,0.5mm,的筛。取代表性土样,200g,，分别放入三个盛土皿中，加,不同数量的蒸馏水,，使土样的含水率分别控制在液限（,a,点）、略大于塑限（,c,点）和二者的中间状态（,b,点）附近。用调土刀调匀，密封放置,18h,以上。,2,）利用简易辨别法或颗粒分析法确定土的类别，砂类土还是细粒土,。（锥入深度和结果整理需要）,3,）将制备好的土样充分搅拌均匀，,分层,装入盛土杯中，试杯装满后，刮成与杯边齐平。,4,）给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样表面刚好接触，然后按动落锥开关，测记经过,5s,锥的入土深度,h,。改变锥尖与土接触位置重复本操作。,（锥尖两次锥入位置距离不小于,1cm),5,）去掉锥尖入土处的凡士林，测盛土杯中土的含水率,w,。,重复以上步骤对已准备好的其它两个含水率的土样进行测试。,结果整理：,以含水率,w,为横坐标，锥入深度,h,为纵坐标在,双对数坐标纸上,绘制关系曲线，如图所示。,三点应在一直线上,。,砂类土,细粒土,a,b,c,当,三点不在一直线上,时，通过高含水率的,a,点和其余两点,b,、,c,连成二条直线，由液限在,hp-,wl,图上查的,hp,以此,hp,再在,h-w,的,ab,及,ac,两直线上求出相应的两个含水率，当两个含水率的差值,小于,2,时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图中,B,线，当两个含水率的差值大于、等于,2,时，应重做试验。,土样定名,（,1,）当细粒土位于塑性图,A,线或,A,线以上,时，按下列规定定名：,在,B,线或,B,线以右，称高液限黏土，记为,CH,；,在,B,线以左，,I,P,=7,线以上,，称低液限黏土，记为,CL,。,（,2,）当细粒土位于,A,线以下时，按下列规定定名：,在,B,线或,B,线以右，称高液限粉土，记为,MH,在,B,线以左，,I,P,=4,线以下,，称低液限粉土，记为,ML,。,（,3,）黏土,粉土过渡区（,CL,ML,）的土可以按相邻土层的类别考虑细分。,注意事项,1,、对于,100g,锥而言,c,点的锥入深度应控制在,5mm,以下,，对于,砂类土可大于,5mm,，,a,点的锥入深度应为,200.2,mm;,锥入深度允许误差,0.5mm,，否则应重做，每次均取,10g,以上的土样两个，测定其含水率。,2,、试验须进行,两次平行测定,，取其算术平均值，以,整数,（,%,）表示。其允许差值为：高液限土小于或等于,2%,，低液限土小于或等于,1%,。,四、击实试验,（一）概述,击实试验的意义：为了改善土的工程性质，常采用,压实的方法,使土变得密实。击实试验的目的是确定土的最大干密度和最佳含水率，为施工控制,填土密度,提供设计依据。,击实试验的原理：击实试验就是模拟施工现场压实条件，采用,锤击方法,使土颗粒重新排列紧密。对于粗粒土因颗粒的紧密排列，增强了颗粒表面,摩擦力,和颗粒之间嵌挤形成的,咬合力,。对细粒土则因为颗粒间的靠紧而增强粒间的,分子引力,，从而使土在短时间内得到新的结构强度。,含水率,土中的水分为,强结合水,、,弱结合水,及,自由水,。工程上含水率定义为土中,自由水,的质量与,干土粒,质量之比的百分数，一般认为在,100-110,温度下能将土中,自由水,蒸发掉。,含水率,=湿土质量,-,干土质量）,干土质量,100%,允许差值含水率试验须进行,二次平行测定,，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定,含水率（,%,）,允许平行差值（,%,）,含水率（,%,）,允许平行差值（,%,）,5,以下,0.3,40,以上,2,40,以下,1,层状和网状构造的冻土,3,密度,：是指土体单位体积的质量，,=m/V,(g/cm,3,),干密度：,是指,土的固体颗粒质量,与土的总体积之比。,d,=m,s,/V,(g/cm,3,),土的干密度越大，土越密实。所以,干密度常用作填土压实的控制指标,。,最大干密度,(,d,):,在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为最大干密度，与它对应的含水率称为,最佳含水率,。,(,二）仪器设备,仪器,主要部件,由击实筒，击锤。,试验方法的类型：,击实试验分,轻型,和,重型,两类，其击实试样方法类型见下表：,（三）试验步骤,1,试样制备,试样制备分,干法,和,湿法,两种，对一般土，干法制样和湿法制样所得击实结果有一定差异，对于具体试验应根据工程性质选择制备方法。,（,1,）干法制样,：将代表性土样风干或在低于,50,温度下烘干，放在橡皮板上用木碾碾散，过筛（筛号视粒径大小而定）拌匀备用。,测定土样风干含水率,w,，按土的,塑限,估计最佳含水率，并依次按,相差约,2,的含水率制备一组试样（不少于,5,个），其中有,两个大于,和,两个小于,最佳含水率。,按确定含水率制备试样。将称好质量的土平铺于不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定,m,w,的水量拌匀后，静置一段时间，装入塑料袋内静置备用。静置时间对,高液限粘土不得少于,24h,，对低液限粘土不得少于,12h,。,（,2,）湿法制样,：对天然含水率的土样过筛（筛孔视粒径大小而定），并分别,风干到所需的几组不同含水率备用,。,2.,试样击实,将击实筒放在,坚硬,的地面上，取制备好的土样按所选击实方法分,3,或,5,次倒入筒内，每层按规定的击实次数进行击实，要求击完后余土高度不超过试筒顶面,6mm(,大筒,),或,5mm(,小筒,),。,用修土刀齐筒顶削平试样，称筒和击实样土重后用推土器推出筒内试样，测定击实试样的含水率和测算击实后土样的湿密度，依次重复上述过程，将所备不同预定含水率的土样击完。,3.,结果整理,计算击实后各点的干密度,d,。,以干密度,d,为纵坐标，含水率,w,为横坐标，绘,d,-w,关系曲线，曲线上峰值点的纵、横坐标分别为,最大干密度和最佳含水率。,击实试验记录（小筒,997,cm,3,),筒,+,土重,(g),4217,4382,4445,4399,4364,筒重,(g),2346.4,土重,(g),18706,2035.6,2098.6,2052.6,2017.6,湿密度,(,g/cm,3,),1.88,2.04,2.10,2.06,2.02,盒号,10,11,6,7,42,3,1,2,13,12,盒质量,(g),124.4,122.5,99.6,114.8,137.1,132.2,135.7,134.8,104.5,110.3,盒,+,湿土,(g),450.4,473.8,398.8,416.2,642.1,529.7,456.3,450.9,573.7,532.3,盒,+,干土,(g),422.0,443.2,367.8,385.1,581.3,481.7,413.2,409.2,504.7,469.0,水质量,(g),28.4,30.6,31.0,31.1,60.8,48.0,43.1,41.7,69.0,63.3,干土质量,(g),297.6,320.7,268.2,270.3,444.2,349.5,277.5,274.4,400.2,358.7,含水量,(%),9.5,9.5,11.6,11.5,13.7,13.7,15.5,15.2,17.2,17.6,平均含水量,(%),9.5,11.6,13.7,15.4,17.4,干密度,(,g/cm,3,),1.72,1.83,1.85,1.79,1.72,最佳含水率：,13.0%,，最大干密度：,1.86g/cm,3,砂砾土击实结果处理,含石量（,%,）,(,大于,4.75mm,颗粒,）,最大干密度（,g/cm,3,）,最佳含水率（,%,）,0,2.10,6.8,10,2.15,6.6,20,2.19,6.4,30,2.24,6.0,40,2.29,5.4,50,2.34,3.8,含石量与干密度关系曲线,（四）土的击实特性,1,、击实曲线有一个峰点。,2,、当含水率偏干时，含水率的变动对干密度的影响要比含水率偏湿时的影响更为明显，由图知曲线,左段较右段陡。,3,、土的含水率接近和大于最佳含水率时，土内孔隙中的空气越来越多的处于与大气隔离的封闭状态，,击实作用已不能将这些气体排出,，亦即击实土不可能达到完全饱和的状态。因此，击实曲线必然位于饱和曲线左下侧。,（五）影响压实的因素,1,、,含水率对整个压实过程的影响,（击实曲线）。,2,、,击实功,对最佳含水率和最大干密度的影响,。,击实功愈大，土的最大干密度也愈大，而土的最佳含水率则愈小，但增大击实功是有限的，超过这一限度，干密度增加不明显。,3,、,不同压实机械对压实的影响,。光面压路机和振动压路机压实效果不同。,4,、,土粒级配的影响,。均匀颗粒的砂，单一尺寸的砾石和碎石，很难碾压密实，只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度。,注意事项：,1,）,当试样中有大于,20mm,或,40mm,颗粒时，应先取出大于颗粒，并求得其百分率,P,其,百分率应小于,30%,，把小于颗粒部分做击实试验，并对最大干密度和最佳含水率进行校正。,2,）制备,粘性土,时，要保证洒水均匀，充分拌和，充分闷料。,3,）在留取测定含水率的土样时，要从试筒,两侧,均匀取得，从而保证测定含水率的准确度。,4,）,手动,击实时，锤应,自由,垂直落下,，锤迹必须,均匀,分布于试样面上。,五、土的承载比（,CBR,）试验,（一）试验目的和适用范围,（,1,）,只适用于在,规定的试筒内,(,击实大筒,),制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。,（,2,）试样的最大粒径,宜,控制在,20mm,以内，最大不得超过,40mm,且含量不超过,5%,。,CBR,的定义,就是试验贯入量达到2.5,mm,或5,mm,时的,单位压力,与,标准碎石,压入相同贯入量时标准,荷载强度,（7,MPa,或10.5,MPa),的比值,用百分数表示。,CBR,击实试件预先浸水饱和，以模拟材料在使用过程中的,最不利状态,；贯入过程中在试件上面放置荷载板，以模拟路面结构对路基的,附加应力,。,（二）仪器设备,圆孔筛、试筒、套环、筒内垫块、夯击底板、击实仪、百分表、,CBR,承载比强度试验仪、荷载板、水槽等。,多孔板 荷载板,（三）试验步骤：,1,、做土的标准击实，得出土最佳含水率、最大干密度。,2,、过,40mm,的筛，准备,3,份,试样。,(5%),3,、称取试筒质量,m1,，按最佳含水率用,重型击实试验法,-2,制备,3,个,试件。,4,、称取试筒和试件的质量（,m2),，计算湿密度。,湿密度,=,（,m2-m1,）,/,2177,（,kg/cm,3,）,5,、泡水测膨胀量,（,1,）在试件制成后，放好一张滤纸，并安装附有调节杆的多孔板，放入,4,块,荷载板。,（,2,）将安装好后的试筒放入水槽（先不放水），并用拉杆将模具拉紧，安装百分表，读取,初读数,。,（,3,）向水槽内放水，使水面高于试件顶面大约,25mm,。,（,4,）将试件浸水,4,昼夜,(96h),。,（,5,）泡水终了时，读取,百分表读数，,计算膨胀量。,膨胀量,=,（泡水后试件高度变化）,/120mm 100,（,%,）,（,6,）从水槽中取出试件，倒出试件顶面的水，静置,15min,，然后卸去附加荷载和多孔板、底板、滤纸，称取试件质量,m3,。,计算吸水量,=m3-m2,（,g,）,6.,贯入试验,将试件放置在荷载装置上，开始施加,45N,荷载，后调整百分表读数并记数。加荷以,1-1.25mm/min,的速度压入试件，读,3,个,百分表的读数（荷载值,1,个表、贯入量,2,个表）。记录测力计内百分表某些,整读数,（如,20,、,40,、,60,）时的贯入量，并注意,使贯入量为,25010,-2,mm,时，能有,5,个以上的读数,。测力计内的第一个读数应是贯入量,3010,-2,mm,左右。,7.,将测量后的试件脱模，测试件的含水率,w,。,可计算：,干密度,=,湿密度,/(1+0.01w),（,kg/cm,3,）,8.,绘图：,绘制以单位压力（,P,）为横坐标，贯入量（,L,）为纵坐标的,P-L,的关系曲线。,9.,整理结果：,（,1,）一般采用贯入量,2.5mm,时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比：,CBR=P/7000 100,式中：,P,单位压力（,kPa,）,;,CBR,承载比（,%,）,（,2,）贯入量,5mm,时的承载比：,CBR=P/10500100,如果贯入量为,5mm,时承载比大于,2.5mm,时的承载比，结果重做。如结果仍然如此，则采用,5mm时的承载比。,10.,精度要求：,（,1,）如承载比变异系数,C,V,大于,12%,，则去掉一个偏离大值，取其余,2,个结果的平均值。如,C,V,小于,12%,，且,3,个平行试验结果计算的,干密度偏差,小于,0.03 g/cm,3,，取,3,个结果的平均值。如,3,个平行试验结果计算的干密度偏差超过,0.03 g/cm,3,，则去掉一个偏离大的值，取,2,个结果的平均值。,（,2,）材料的承载比（,%,）,承载比小于,100,，准确至,5%,；承载比大于,100,，准确至,10%,；,第二部分 无机结合料稳定材料,公路工程无机结合料稳定材料试验规程,（,JTG E51-2009),一、无机结合料稳定材料的击实,1,概述,无机结合料,:,它主要指水泥、石灰、粉煤灰和石灰或水泥粉煤灰。所用水泥稳定材料、石灰稳定材料、石灰粉煤灰稳定材料等都属于无机结合料稳定材料。,无机结合料稳定材料属于半刚性材料,广泛用于高等级公路路面基层、底基层，称为,半刚性基层、底基层,。（,柔性基层、底基层,的种类分为,有机结合稳定类,和,无粘结粒料类,。,刚性基层,包括,贫混凝土,基层、,水泥混凝土,基层以及连续配筋水泥混凝土基层）,2,、目的和适用范围,:,(1),适用于在,规定的试筒内,，对水泥稳定材料（在水泥水化前）、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,-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：,3,、试验方法,(,水泥稳定砂砾土）,-,丙法,将已过筛的试料用四分法逐次分小，直最后取约,33kg,试料。再用四分法将所取试料分成,6,份（至少要,5,份），每份质量约,5.5kg(,风干质量）。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,0.5%,1%,。（对于水泥稳定类材料，在最佳含水率附近取,0.5%,，对于石灰、二灰稳定类材料，可取,1%,）。,试样加水拌和均匀后将其装入密封容器或塑料口袋内浸润备用。击实前,1h,内,将所需要的结合料水泥加至浸润后的试料中并且拌和均匀（石灰稳定材料和水泥石灰综合稳定材料，可将石灰和土一起拌匀后进行浸润）。,击实过程类似于普通土击实过程，击实后含水率应按无机结合料稳定材料含水率的要求测定。,2,个试样含水率的差值不得,大于,1%,。所取样品的数量应不少于,700g,如只取,1,个样品测定含水率，则样品的数量应不少于,1400g,。（,烘箱的温度应事先调整到,110,左右，使放入的试样一开始就能在,110,的环境下进行烘干,）。,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，应对试验所得最大干密度和最佳含水率进行校正。注意事项,（,1,）含水率试验时，烘箱的温度应事先调整到,110,左右，使放入的试样能一开始就能在,110,的环境下进行烘干。（,水泥与水拌和就要发生水化作用，在较高温度下水化作用发生得较快。而烘干法又不能除去已与水泥发生水化作用的水，这样得出的含水率往往偏小。）,（,2,）最大干密度按试验规程应保留小数点后,3,位有效数字,，含水率计算至,0.1%,。,（,3,）试料浸润时间：粘性土,12-24h,，粉性土,6-8h,，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等,4h,左右，含土很少的未筛分碎石、砂砾和砂等,2h,。,（,4,）试料浸润后才加水泥，并应在,1h,内,完成击实试验。,(,水泥遇水就要开始水化作用，从加水拌和到进行击实试验间隔的时间愈长，水泥的水化作用和结硬程度就愈大。水化作用会影响水泥混合料所能达到的密实度，间隔时间愈长，影响愈大,.,),拌和后超过,1h,的试样，应予作废。石灰,可,与试料一起拌匀后浸润。,（,5,）应做两次,平行,试验，两次试验最大干密度的差不应超过,0.05g/cm,3,（稳定细粒土）和,0.08/cm,3,（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%,）。,二、无侧限抗压强度试验,（,一）目的：,本试验方法适用于测定,无机结合料稳定材料,（包括稳定细粒土、中粒土、粗粒土）试件的无侧限抗压强度。本试验方法包括：按照,预定干密度,用静力压实法制备试件以及用锤击法制备试件。试件都是,高,:,直径,=1:1,的圆柱体。应尽可能用,静力压实法,制备等干密度的试件。,室内配合比设计,试验和,现场检测,两者在试料准备上是不同的，前者是根据设计配合比称取试料并拌和，按要求制备试件；后者则在工地现场取拌和的混合料，并按要求制备试件。,稳定土试件成型机,无侧限抗压强度,试件,微机控制全自动压力试验机,（二）仪器材料：,方孔筛、（脱模器、反力框架、液压千斤顶、夯捶、导管、）密封湿气箱或湿气池、水槽、,200kN,以上压力机、天平、台称、量筒等。,试模：,细粒土（最大粒径不大于,4.75mm,）,试模的直径,高,=50mm 50mm,；,中粒土（最大粒径不大于,26.5mm,）,试模的直径,高,=100mm 100mm,；,粗粒土（最大粒径不大于,53mm,）,试模的,直径,高,=150mm 150mm,；,（三）试验步骤：,1.,备料：,将原材料放入,50,烘箱烘干、碾碎，并测含水率。,2.,击实,。按击实确定无机结合料稳定材料的最佳含水率和最大干密度。,3.,确定试件个数。,为保证试件结果的可靠性和准确性，每组试件的数目要求：,小试件不少于,6,个，,中试件不少于,9,个，,大试件不少于,13,个，,4.,闷料。,将称好的材料放在长方盘内按其最佳含水率（粘性土较最佳含水量小,3%,）拌和密封备用。,浸润时间,：粘性土,12-24h;,粉性土,6-8h;,砂性土、砂粒土、红土砂砾、级配砂砾,4h;,未筛分碎石、砂粒、砂,2h,。,5.,拌和水泥。,待制成试件前,1h,内,均匀加入水泥。,6.,成型试件,。按预定的干密度用反力框架和液压千斤顶制件。脱模，称量试件重量,m1,，量取试件高度,h1,。,7.,开始养生,。养生条件：密封湿气箱和恒温室内养生,7d,，温度,202,。在最后一天时，再次称量试件重量,m2,、量取高度,h2,，并浸泡水中,24h,。,8.,测抗压强度,。,将试件从水中取出，吸去表面水并称重,m3,，量取试件高度,h3,。,将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上,以速率,1mm/min,加荷，记录最大压力,P,。,9.,计算公式：,R,C,=P/A (A=D,2,/4),Rc-,抗压强度,P-,最大压力（,N,）；,A-,面积,D,试件的直径（单位,mm,）。,对于,小,试件：,Rc=,P,/,A,=0.00051,P,(MPa),对于,中,试件：,Rc=,P,/,A,=0.000127,P,(MPa),对于,大,试件：,Rc=,P,/,A,=0.000057,P,(MPa),10.,精确度及允许误差,：,抗压强度保留,一位小数,。,若干次平行试验,Cv,（偏差系数）要求满足：,小试件不大于,6%,（,10%,）,中试件不大于,10%,(15%),大试件不大于,15%,(20%),11,、结果处理：,求出若干个试验结果的最小值和最大值、平均值、标准差,S,、偏差系数,C,v,和,95%,保证率,的值,R,c,0.95,(,R,c,0.95,=1,1.645,S),。,无侧限抗压强度试件质量计算：,制备,一个,预定干密度的试件，需要的稳定材料混合料数量,m 1(g),随试模的尺寸而变。（,大试件,）,m 1=,d,V(1+,w,),V,试模的体积（,2650.7 cm,3,）；,W,稳定材料混合料的含水率（,%,）；,d,稳定材料试件的干密度（,g/cm,3,）。,已知：干密度,d,=2.33 g/cm,3,w,=6.4控制压实度,98%,(1),外掺法,水泥：砂砾,=5,：,100,m 1=,d,V(1+,w,),混合料质量,=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),（水泥和集料关系）,水：,6440.0-5764.4-288.2=387.4,（,g),6440.0/(1+0.064)*6.4%=387.4,（,g),（,2,）,内掺法,水泥：砂砾,=5,：,95,m 1=,d,V(1+,w,),混合料质量,=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,（,g),注意事项,1,、水泥（石灰）剂量均按,干土（即干集料）,质量的百分率计。,2,、无机结合料稳定材料配合比设计在计算试件质量时区分稳定材料的,内掺,和,外掺,。,（,一）水泥剂量测定（,EDTA,滴定法）,适用范围,：本方法只适用于在工地快速测定水泥稳定料或石灰稳定料中水泥和石灰的剂量，并用以检查拌和的均匀性。工地水泥和石灰稳定土,含水量的少量变化（,2%,），实际上不影响测定结果,。,主要仪器：,滴定管（酸式）、搪瓷杯、量筒、天平等,三、水泥（石灰）剂量测定方法,方法步骤：,1.,准备标准曲线。,2.,试样的配制：取样，样品风干后，用烘干法测其含水率。,5,种试样（每种,2,个样品，共,10,个样品）。,3.,举例（以水泥稳定中、粗粒土为例）,首先,，制取试样,5,种（共,10,个样品），,5,种混合料的水泥剂量应为：水泥剂量为,0,，最佳水泥剂量左右、最佳水泥剂量,2%,和,+4%,水泥混合料,2,份各,1000g,分别放在,10,个聚乙烯桶内，含水率为最佳含水率。,其次,：将,10,个搪瓷杯中分别加入,2000,毫升,10%,氯化铵溶液，充分,搅拌,5,分钟,（每分钟,110-120,次），,放置沉淀,10,分钟,，这样可得到澄清的悬浊液，将上部清液移到,300,毫升的烧杯内，搅匀，加盖待测。,滴定：,用移液管吸取上层（液面下,1-2cm,）悬浊液,10,毫升，放入,200,毫升的三角瓶中，用量筒取,50,毫升,1.8%,氢氧化钠（内含三乙醇胺）溶液倒入三角瓶中，此时溶液,PH,值为,12.5-13.0,（用试纸检测）,然后加入钙红指示剂（黄豆粒大小），摇匀，溶液呈,玫瑰红色,。用,EDTA,二钠标准液滴定到,紫色,时放慢滴定速度并摇匀，直到,纯蓝色,为终点，记录,EDAT,二钠的耗量，以毫升计，读至,0.1,毫升。,其它试样均用同种方法滴定，记录结果。,绘图：,以同一种水泥剂量混合料消耗,EDTA,二钠毫升数的,平均数,为纵坐标，以水泥剂量为横坐标制图。是一根顺滑的曲线。,剂量滴定,。取,1000g,水泥稳定中、粗粒土，按照上述步骤滴定，利用绘制的标准曲线，根据,EDTA,标准溶液消耗量，确定混合料中的水泥剂量。,结果处理,水泥剂量（,%,）,0,1,3,5,9,EDTA,消耗量（,mL,）,1.1,3.2,7.28,13.7,20.0,注意事项,(1,）每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以增加试验的精度。,(2,）做标准曲线时，如工地实际水泥剂量较大，素集料和低剂量水泥的试样可以不做，而直接用较高的剂量做试验，但应有两种剂量,大于,实用剂量，以及两种剂量,小于,实用剂量。,(3),配制的氯化铵溶液最好,当天用完,，不要放置过久，以免影响试验的精度。,（,4,）本方法适用于在,水泥终凝之前,的水泥含量测定，否则需要用相应龄期的,EDTA,二钠标准溶液消耗的标准曲线确定（,应选用初凝时间,3h,以上和终凝时间,6h,以上的水泥,）。,（,5,）为了取消现场取样试验和室内标准曲线取样的差别，制样是,取消过,2.0,或,2.5mm,筛,。而湿混合料是采用,单份掺配,后进行试验，同时为了减少配料过程中的离散，对粗集料基层（最大粒径在,25mm,左右）必须有,1000g,左右的总质量。,（二）石灰剂量测定（,直读式测钙仪法）,1.,目的和适用范围,本试验方法适用于测定,新拌石灰土中,石灰的剂量。,2,仪器设备,直读式测钙仪等,3,试验步骤,(1,）从施工现场同一位置取约,1000g,（石灰稳定细粒土）具有代表性的石灰土试样。,(2),用感量,0.01g,的电子天平称取两份石灰土试样各,300g,，并分别放入两个,1000mL,具塞三角瓶中，每个三角瓶中加,10,氯化铵溶液,600mL,。盖紧塞子用手振荡（或用不锈钢棒搅拌,2min,，保持每分钟,l20,次,5,次。静置,4min,后将,25-30mL,待测液倒入干燥、洁净的,50mL,烧杯中。加入一只搅拌子并放在直读式测钙仪上，仪器开始搅拌后，放人钙电极和甘汞电极，待停止搅拌后，仪器显示的数值即为该样品的石灰剂量。再重复测试一次，取两次测试结果的平均值。,注意事项,(1,）在计算,6,和,14%,混合料的组成时，应使混合料的最佳含水率与施工碾压时的最佳含水率相近。,（,2,）若土、石灰或水质有变化时，必须重新配制,6,和,14%,（或,16%,、,18,）石灰土标准剂量浸提液，并用它标定仪器。,（,3,）制备每个样品的浸提液时，搅拌的时间、速度和方式应力求相同，配制的氯化铵溶液当天用完，不宜放置过久。,（,4,）所用器具必须用水冲洗干净。,(5),每测完一个样品应用蒸馏水或自来水冲洗电极，并用软纸吸干后再测一个样品。,谢谢大家！,