现场用灌砂法检测压实度操作规程.doc

现场用灌砂法检测压实度操作规程

一、检测依据
《公路路基路面现场测试规程》JTG E60－2008
二、检测原理
通过等集体法用标准砂的密度来测定土的密度，然后和试验室标准击实试验所得出的最大干密度相比较得出压实度。
三、使用范围
3.1本试验法适用于现场测定路基，基层或底基层及砂石路面的各种细粒土，中粒土，粗料土，包括天然砂砾土、级配砂砾料、级配碎石及水泥、石灰、粉煤灰稳定土等的密度和压实度。也适用于沥青表面处治，沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。
3.2用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：
3.2.1当集料的最大粒径小于15mm，测定层的厚度不150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂洞测试。
3.2.2当集料的最大粒径大于或等于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。
四、本试验所用的主要仪器设备
4.1灌砂筒：有大小两种，为一金属圆筒(可用镀锌铁皮制作)有大小两种，上部储砂筒小筒容积为2120cm3，大筒容积为4600cm3，筒底中心有一个圆孔。下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同，漏斗焊接在一块铁板上，铁板中心有一圆孔与漏头上开口相接。自储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。开关为一薄铁板，一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起，另一端伸出筒身外，开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。
4.2金属标准罐：用薄铁板作金属罐，用于小罐砂筒的内径为100mm，高150mm，用于大灌砂筒的直径为150mm，高200mm，上端周围均有一罐缘。
4.3基板：用薄铁板制作，用于小灌砂筒的基板为边长350㎜深40mm的金属方盘，盘的中心有一直径为150mm的圆孔。
4.4玻璃板：边长约500mm(用于小灌砂筒)或600mm(用于大灌砂筒)的方形板。
4.5试样盘：小筒挖出的试样可用饭盒存放、大筒挖出的试样可用300mm×500mm×400mm的搪瓷盘存放。
4.6天平或台称：称量10-15kg，数量不大于1g，用于含水量测定的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g。
4.7含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。
4.8量砂：粒径0.30-0.60mm或0.25-0.50mm清洁干燥的均匀砂，约20-40kg，使用前须洗净烘干，并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。
4.9盛砂的容器：塑料桶等。
4.10其它：凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。
五、抽样、取样规则（测点的分布）
根据检测单位类别以及单位面积均匀布点；并且按照有关技术规范频率抽样。
工程类别
取样频率
土方路基
每200m每压实层测4处
砂垫层

每200m检查4处
沥青砼面层和沥青碎（卵）石面层
每200m检查1处
水泥土基层和底基层
每200m每车道2处
水泥稳定粒料基层和底基层
每200m每车道2处
石灰土基层和底基层
每200m每车道2处
石灰稳定粒料基层和底基层
每200m每车道2处
石灰、粉煤灰土基层和底基层
每200m每车道2处
石灰、粉煤灰稳定粒料基层和底基层
每200m每车道2处
级配碎（卵）石基层和底基层
每200m每车道2处
填隙碎石（矿渣）基层和底基层
每200m每车道2处
六、方法与步骤
6.1按现行试验方法。对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(Pc)及最佳含水量。
6.2按3.2的规定选用适宜的灌砂筒。
6.3 标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，步骤如下；
6.3.1在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至筒顶的距离不超过15mm左右为止。称取筒内砂的质量m1，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持与高度装砂质量不变。
6.3.2将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(或等于标定罐的容积)，然后关上开关稳定量筒内砂的质量。
6.3.3不晃动灌砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。
6.3.4收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g，玻璃板上的砂就是填满筒下圆锥体的砂(m2)。
6.3.5重复上述测量三次，取其平均值。
6.4标定量砂的单位质量rs(g/cm3)其步骤如下：
6.4.1用水确定标定罐的容积v，准确至1mL。
6.4.2在灌砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出。在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到灌砂筒内的砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量(m3)，准确至1g。
6.4.3按式6.4.3-1计算填满标定罐所需砂的质量Ma(g)：
Ma=M1-M2-M3　　　　　　　　(6.4.3-1)
式中: Ma—标定罐中砂的质量(g)
M1—灌砂筒装入标定罐前，筒内砂的质量(g)
M2—灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)
M3—灌砂筒装入标定罐后，筒内剩余砂的质量(g)。
6.4.4重复上述测量三次，取其平均值。
6.4.5按式6.4.5-1计算量砂的单位质量r(g/cm3)
rs=Ma/V　　　　　　　　　　(6.4.5-1)
其中：rs---量砂的单位质量(g/cm3)
V----标定罐的体积（cm3)
6.5 试验步骤:
6.5.1 在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不小于基板面积.
6.5.2将基板放在平坦表面上,如果表面粗糙度较大,则将盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中间圆孔上。将罐砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量(m6),准确至1g.
注：当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤.
6.5.3取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净.
6.5.4将基板放回清扫干净的表面上(尽量放在原处)，沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞的过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中，不要使水分蒸发。也可放在大试样盆内。等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的试调深度全部凿松材料取出，对土基或基层，为防止试样盘内材料的水份蒸发，可分几次称取材料的质量，全部取出材料的总质量为MW，准确至1g.
6.5.5从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或清净的搪瓷盒内，测定其含水量(W以%计)。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于100g，对于各种中粒土，不少于500g。用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于200g，对于各种中粒土，不少于是1000g，对于粗粒土或水泥、石灰，粉煤灰等无机结合稳定土，不少于2000g。如试验的是水泥、石灰，粉煤灰等无机结合料稳定土，亦可将取出的材料烘干并称取其质量(md)，准确至1g.
注：如沥青表面处治或沥青贯入式结构类材料，则省去测定含水量步骤.
6.5.6将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂到要求质量m1)，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑中。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量(m4)准确至1g.
6.5.7如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去(2) 和(3)的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒的下口对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒，并称量剩余砂的质量(mˊ4)，准确至1g.
6.5.8仔细取出试筒内的量砂，以各下次试验时再用.
七、数据的处理：
7.1按式7.1-1或7.1-2计算填满试坑所用的砂质量mb(g)。
灌砂时，试坑上放基板时：
Mb=m1－m4－(m5－m6) (7.1-1)
灌砂时，试坑上不放基板时：
Mb=m1－mˊ4－m2 (7.1-2)
式中：Mb----填满试坑的砂的质量(g)；
M1----灌砂前灌砂筒内砂的质量(g)；
M2----灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g)；
Mˊ4----灌砂后，灌砂筒余砂的质量(g)；
M5----灌砂筒下部圆锥体及基板和粗糙表面间砂的合计质量(g)；
72按式7.2-1计算试坑材料的湿密度(湿容重)ρW。
ρW = MW/ Mb×rs (7.2-1)
式中：MW----试坑中取出的全部材料的质量(g)
rs-------量砂的单位质量(g/cm3)
7.3 按式7.3—1计算试坑材料的干密度pa(g/cm3);
ρa=ρW/(1+0.01ω) (7.3-1)

式中：W-----试坑材料的含水量(%)
7.4当以水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土的场合，可按式7.4-1计算干密度pd(g/cm3).
ρd= Md/ Mb×rs (7.4-1)

式中：md----试坑中取出的稳定土的烘干质量(g)
7.5按式7.5-1计算施工压实度(K)
K=ρd/ρc×100 (7.5-1)
式中：K----测试地点的施工压实度（%）
ρd---试样的干密度（g/cm3）
pc----由击实试验得到的试样的最大干密度（g/cm3）
注：当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实际的最大干密度.
八、结论的判定；
各个工程根据工程性质依据相关验收技术规范判定路基路面主要依据
JTG F80/1-2004。
九、安全及注意事项：
9.1仔细收集洞中挖出的全部土或材料，勿使丢失，并采取措施保护其含水量不受损失
9.2标准砂使用前须洗净烘干，并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。灌砂后挖出的砂需要回收利用，并且需要过0.5㎜的筛。
9.3各种材料的干密度均准确至0.01g/cm3