路基路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)--壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方法
2011-08-09
路基、路面壓實(shí)質(zhì)量是道路工程施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行充分壓實(shí)，才能保證路基、路面的強(qiáng)度。剛度及路面的平整度，并可以保證及延長(zhǎng)路基、路面工程的使用壽命。
現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)質(zhì)量用壓實(shí)度表示，對(duì)于路基土及路面基層，壓實(shí)度是指工地實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大于密度的比值；對(duì)瀝青路面，壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值。
一、標(biāo)準(zhǔn)密度（最大干密度）和最佳含水量的確定方法
由于筑路材料結(jié)構(gòu)層次等因素的不同，確定室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的方法也多樣化，有些方法需在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。最大干密度是指在標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線（駝峰曲線）上最大的干密度值，該值對(duì)應(yīng)的含水量即為最佳含水量。
（一）路基土的最大子密度和最佳含水量確定方法
路基受到的荷載應(yīng)力，隨深度而迅速減少，所以路基上部的壓實(shí)度應(yīng)高一些；另外，公路等級(jí)高，其路面等級(jí)也高，對(duì)路基強(qiáng)度的要求則相應(yīng)提高，所以對(duì)路基壓實(shí)度的要求也應(yīng)高一些。因此，高速、一級(jí)公路路基的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于路床0～80cm應(yīng)不小于95%，路堤80～150cm應(yīng)不小于93％，150cm以下應(yīng)不小于90%；對(duì)于零填及路塹、路槽底面以下0～30cm應(yīng)不小于95% 。
在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地區(qū)（相當(dāng)于潮濕系數(shù)≤ 0.25地區(qū)）的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可降低2％～3％。因?yàn)檫@些地區(qū)雨量稀少，地下水位低，天然土的含水量大大低于最佳含水量，要加水到最佳含水量情況下進(jìn)行壓實(shí)確有很大困難，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)降低也不致影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在平均年降雨量超過2000mm，潮濕系數(shù)>2的過濕地區(qū)和不能晾曬的多雨地區(qū)，天然土的含水量超過最佳含水量5％時(shí)，要達(dá)到上述的要求極為困難，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定處理后再壓實(shí)。
由于上的性質(zhì)、顆粒的差別，確定最大干密度的方法也有區(qū)別，除了一般上的“擊實(shí)法”以外，還有粗粒上和巨粒上最大干密度的確定方法。由于擊實(shí)功的不同，可分為重型和輕型擊實(shí)，兩個(gè)試驗(yàn)的原理和基本規(guī)律相似，但重型擊實(shí)試驗(yàn)的擊實(shí)功提高了4.5倍。擊實(shí)試驗(yàn)中按采集土樣的含水量，分濕土法和干土，法；按土能杏重復(fù)使用，也分為兩種，即土能重復(fù)使用和不能重復(fù)使用。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)下列原則進(jìn)行：根據(jù)工程的具體要求，按擊實(shí)試驗(yàn)方法種類中規(guī)定選擇輕型或重型試驗(yàn)方法；根據(jù)土的性質(zhì)選用于土法或濕土法，對(duì)于高含水量上宜選用濕土法；對(duì)于非高含水量土則選用于土法；除易擊碎的試樣外）試樣可以重復(fù)使用。
振動(dòng)臺(tái)法與表面振動(dòng)壓實(shí)儀法均是采用振動(dòng)方法測(cè)定土的最大干密度。前者是整個(gè)土樣同時(shí)受到垂直方向的振動(dòng)作用，而后者是振動(dòng)作用自上體表面垂直向下傳遞的。研究結(jié)果表明，對(duì)于元粘聚性自由排水上這兩種方法最大干密度試驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果基本一致，但前者試驗(yàn)設(shè)備及操作較復(fù)雜，后者相對(duì)容易，且更接近于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓的實(shí)際狀況。因此，使用時(shí)可根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備擁有情況擇其一即可，但推薦優(yōu)先采用表面振動(dòng)壓實(shí)儀法。已有的國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，對(duì)于砂、卵、漂石及堆石料等無粘聚性自由排水上而言，一致公認(rèn)采用振動(dòng)方法而不是普通擊實(shí)法。因此，建議采用振動(dòng)方法測(cè)定無粘聚性自由排水土的最大干密度。
各試驗(yàn)方法的儀器設(shè)備、試驗(yàn)步驟等詳見《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJI051-93）。
（二）路面基層混合料最大干密度及最佳含水量確定方法
常見的路面基層材料有半剛性基層及粒料類基層，粒料類基層最大干密度的確定可參照粗粒土和巨粒土的振動(dòng)法。半剛性基層材料按照《公路工程元機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ057-94）執(zhí)行，用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法求得，但當(dāng)粒料含量高時(shí)（50％以上），由于擊實(shí)筒空間的限制，現(xiàn)行方法就不能得出真正的最大干密度，若以此為準(zhǔn)，按施工規(guī)范要求的壓實(shí)度成型，所測(cè)得的強(qiáng)度和有關(guān)參數(shù)大小，據(jù)此進(jìn)行設(shè)計(jì)，勢(shì)必造成浪費(fèi)。同樣，如以此為準(zhǔn)進(jìn)行施工質(zhì)量控制，必然要求太低，不能保證施工質(zhì)量，因此，需要尋求更科學(xué)的方法、下面介紹一種確定最大干密度和最佳含水量的方法，即理論計(jì)算法。
1。石灰土、二灰穩(wěn)定粒料
根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得結(jié)合料的最大干密度ρ 1 和集料的相對(duì)密度γ ，把已確定的結(jié)合料與集料的質(zhì)量比換算為體積比V1 :V2 ，則可計(jì)算混合料的最大干密度。石灰土、二灰穩(wěn)定粒料的最佳含水量w0 是結(jié)合料的最佳含水量w1 和集料飽水裹覆含水量W2 的加權(quán)值。飽水裹覆含水量是指把集料浸水飽和后取出，不擦去表面裹覆水時(shí)的含水量。除吸水率特大的集料外，此值對(duì)于礫石可以取3%，碎石可取4%。
2．水泥穩(wěn)定粒料
此類材料的最大干密度ρ0 與集料的最大干密度ρG 和水泥硬化后的水泥質(zhì)量有關(guān)。
水泥加水拌勻后，在105℃烘箱中烘干，稱試驗(yàn)前水泥質(zhì)量和烘干后硬化的水泥質(zhì)量，即可求得水泥水化的水增量。
因水泥中含有水化水，故用烘箱法不能正確測(cè)出水泥穩(wěn)定粒料的最佳含水量。根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)，水泥穩(wěn)定粒料的最佳含水量w0 由水泥的水化水、集料的飽水裹覆含水量和拌和水泥所需要的水（水灰比為0.5）三者組成。
（三）瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度確定方法
瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度,以瀝青拌和廠取樣試驗(yàn)的馬歇爾密度或者試驗(yàn)段密度為準(zhǔn)，當(dāng)采用前者方法時(shí)，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)比后者高（詳見第二章），無論是用哪種方法,均存在對(duì)試件（馬氏試件或芯樣試件）測(cè)密度的問題，在進(jìn)行密度試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)混合料本身的特點(diǎn)，可采用下列方法之一：
（1）水中重法：本法僅適用于密實(shí)的Ⅰ型瀝青混凝土試件，不適用于采用了吸水性大的集料的瀝青混合料試件。
（2）表干法，本法適用于表面較粗但較密實(shí)的 Ⅰ 型或 Ⅱ 型瀝青混凝土試件：但不適用于吸水率大于2％的瀝青混合料試件。
（3）蠟封法：本法適用于吸水率大于2％的Ⅰ 型或Ⅱ 型瀝青混凝土試件以及瀝青碎石混合料試件，不能用水中重法或表干法測(cè)密度時(shí)，應(yīng)用蠟封法測(cè)定。
（4）體積法：本法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級(jí)配瀝青混合料試件。
具體的試驗(yàn)方法見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ052一93）。
二、現(xiàn)場(chǎng)密度試驗(yàn)檢測(cè)方法
（一）灌砂法
灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，它是當(dāng)前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定密度的主要方法。該方法可用于測(cè)試各種土或路面材料的密度，它的缺點(diǎn)是：需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較多，因此它的測(cè)試速度較慢。
采用此方法時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）當(dāng)集料的最大粒徑小于15mm、測(cè)定層的厚度不超過150mm時(shí)，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測(cè)試。
（2）當(dāng)集料的粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測(cè)定層的厚度超過150mm，但不超過2oomm時(shí)，應(yīng)用Φ150mm的大型灌砂筒測(cè)試。
1．儀具與材料
（1）灌砂筒：有大小兩種，根據(jù)需要采用。儲(chǔ)砂筒筒底中心有一個(gè)圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲(chǔ)砂筒的圓孔相同，漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接，儲(chǔ)砂筒筒底與漏斗之間沒有開關(guān)。開關(guān)鐵板上也有一個(gè)相同直徑的圓孔。
（2）金屬標(biāo)定罐：用薄鐵板制作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。
（3）基板：用薄鐵板制作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。
（4）玻璃板：邊長(zhǎng)約5m～6oomm的方形板。
（5）試樣盤：小筒挖出的試樣可用鋁盒存放，大筒挖出的試樣可用3oomm x 5oomm x 40mm的搪瓷盤存放。
（6）天平或臺(tái)稱：稱量10 ～15kg，感量不大于1g。用于含水量測(cè)定的天平精度，對(duì)細(xì)粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。
（7）含水量測(cè)定器具：如鋁盒、烘箱等。
（8）量砂：粒徑0．30～0.60mm 及0.25～0.50mm清潔干燥的均勻砂，約2040kg，使用前須洗凈、烘干，并放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡。
（9）盛砂的容器：塑料桶等。
（10）其他：鑿子、改錐、鐵錘、長(zhǎng)把勺、小簸箕、毛刷等。
2．試驗(yàn)方法與步驟
（1）標(biāo)定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量
①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝人筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1 ，準(zhǔn)確至1g。以后每次標(biāo)定及試驗(yàn)都應(yīng)該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。
②將開關(guān)打開，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當(dāng)（可等于標(biāo)定罐的容積），然后關(guān)上開關(guān)，稱灌砂筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量 m5 ，準(zhǔn)確至1g。
③不晃動(dòng)儲(chǔ)砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關(guān)打開，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)上，并細(xì)心地取走灌砂筒。
④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂，準(zhǔn)確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2 。
⑤重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。
（2）標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量γ。
①用水確定標(biāo)定罐的容積V,準(zhǔn)確至1mL。
②在儲(chǔ)砂筒中裝人砂并稱重，并將灌砂簡(jiǎn)放在標(biāo)定罐上，將開關(guān)打開，讓砂流出，在整個(gè)流砂過程中，不要碰動(dòng)灌砂筒，直到砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)閉，取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。
③計(jì)算填滿標(biāo)定罐所需砂的質(zhì)量。
④重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。
⑤計(jì)算量砂的單位質(zhì)量。
（3）試驗(yàn)步驟
①在試驗(yàn)地點(diǎn)，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。
②將基板放在平坦表面上。當(dāng)表面的粗糙度較大時(shí)，則將盛有量砂的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)關(guān)閉開關(guān)。取下灌砂筒，并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。當(dāng)需要檢測(cè)厚度時(shí)，應(yīng)先測(cè)量厚度后再進(jìn)行這一步驟。
③取走基板，并將留在試驗(yàn)地點(diǎn)的量砂收回，重新將表面清掃干凈。
④將基板放回清掃干凈的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應(yīng)注意勿使鑿出的材料丟失,并隨時(shí)將鑿出的材料取出裝人塑料袋中，不使水分蒸發(fā)，也可放在大試樣盒內(nèi)。試洞的深度應(yīng)等于測(cè)定層厚度，但不得有下層材料混人，最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對(duì)土基或基層，為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為mw ，準(zhǔn)確至1g。
⑤從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測(cè)定其含水量（w，以％計(jì)）。樣品的數(shù)量如下：用小灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于100g; 對(duì)于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于2oog；對(duì)于各種中粒土，不少于1000g對(duì)于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2oo0g,稱其質(zhì)量m d，準(zhǔn)確至1g。當(dāng)為瀝青表面處治或?yàn)r青貫人結(jié)構(gòu)類材料時(shí)，則省去測(cè)定含水量步驟。
6.將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲(chǔ)砂筒內(nèi)放滿砂質(zhì)量m 1），使灌砂筒的下口對(duì)準(zhǔn)基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)匕在此期間，應(yīng)注意勿碰動(dòng)灌砂筒，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。小心取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量m4 ，準(zhǔn)確到1g。
7.如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述②和③的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對(duì)準(zhǔn)放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。在此期間，應(yīng)注意勿碰動(dòng)灌砂筒。直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開關(guān)，小心取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質(zhì)量m’4 ，準(zhǔn)確至1g。
8.仔細(xì)取出試筒內(nèi)的量砂，以備下次試驗(yàn)時(shí)再用，若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混有雜質(zhì)，則應(yīng)該重新烘干、過篩，并放置一段時(shí)間，使其與空氣的溫度達(dá)到平衡后再用。
3．計(jì)算
（1）計(jì)算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量mb。
（2）計(jì)算試坑材料的濕密度ρw。
（3）計(jì)算試坑材料的干密度ρd。
（4）水泥、石灰粉、煤灰等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土，計(jì)算干密度ρd。
當(dāng)試坑材料組成與擊實(shí)試驗(yàn)的材料有較大差異時(shí)，可以試坑材料作標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)，求取實(shí)際的最大子密度。
4．試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題
灌砂法是施工過程中最常用的試驗(yàn)方法之一。此方法表面上看起來較為簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作時(shí)常常不好掌握，并會(huì)引起較大誤差；又因?yàn)樗菧y(cè)定壓實(shí)度的依據(jù)：故經(jīng)常是質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)督部門與施工單位之間發(fā)生矛盾或糾紛的環(huán)節(jié)，因此應(yīng)嚴(yán)格遵循試驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)，以提高試驗(yàn)精度。為使試驗(yàn)做得準(zhǔn)確，應(yīng)注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
（1）量砂要規(guī)則。量砂如果重復(fù)使用，一定要注意晾干，處理一致，否則影響量砂的松方密度。
（2）每換一次量砂，都必須測(cè)定松方密度，漏斗中砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重做。因此量砂宜事先準(zhǔn)備較多數(shù)量。切勿到試驗(yàn)時(shí)臨時(shí)找砂，又不作試驗(yàn)；僅使用以前的數(shù)據(jù)。
（3）地表面處理要平整，只要表面凸出一點(diǎn)（即使1mm），使整個(gè)表面高出一薄層，其體積也算到
試坑中去了，會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。因此本方法一般宜采用放上基板先測(cè)定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-7）計(jì)算填坑的砂量，只有在非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。
（4）在挖坑時(shí)試坑周壁應(yīng)筆直，避免出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形：這樣就會(huì)使檢測(cè)密度偏大或偏小。
（5）灌砂時(shí)檢測(cè)厚度應(yīng)為整個(gè)碾壓層厚，不能只取上部或者取到下一個(gè)碾壓層中。
（二）環(huán)刀法
環(huán)刀法是測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)密度的傳統(tǒng)方法。國(guó)內(nèi)習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為2oocm3 ，環(huán)刀高度通常約5cm。用環(huán)刀法測(cè)得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度。它不能代表整個(gè)碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環(huán)刀取在碾壓層的上部，則得到的數(shù)值往往偏大，若環(huán)刀取的是碾壓層的底部，則所得的數(shù)值將明顯偏小，就檢查路基土和路面結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度而言，我們需要的是整個(gè)碾壓層的平均壓實(shí)度，而不是碾壓層中某一部分的壓實(shí)度，因此，在用環(huán)刀法測(cè)定土的密度時(shí)，應(yīng)使所得密度能代表整個(gè)碾壓層的平均密度。然而，這在實(shí)際檢測(cè)中是比較困難的；只有使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環(huán)刀法所得的結(jié)果才可能與灌砂法的結(jié)果大致相同。另外，環(huán)刀法適用面較窄，對(duì)于含有粒料的穩(wěn)定土及松散性材料無法使用。
1.儀具與材料
（1）人工取土器或電動(dòng)取土器：人工取土器包括環(huán)刀、環(huán)蓋、定向筒和擊實(shí)錘系統(tǒng)（導(dǎo)桿。落錘、手柄）。環(huán)刀內(nèi)徑6～8cm，高23cm，壁厚1．52mm。電動(dòng)取土器由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機(jī)構(gòu)、取芯頭等組成。電動(dòng)取土器主要技術(shù)參數(shù)為：工作電壓DC24V（36Ah）；轉(zhuǎn)速5o70r／min，無級(jí)調(diào)速；整機(jī)質(zhì)量約35kg。
（2）天平：感量0．1g（用于取芯頭內(nèi)徑小于70mm樣品的稱量），或1．0g（用于取芯頭內(nèi)徑100mm樣品的稱量）。
（3）其他：鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測(cè)定含水量設(shè)備等。
2．試驗(yàn)方法與步驟
（1）用人工取土器測(cè)定粘性土及無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土密度
①擦凈環(huán)刀，稱取環(huán)刀質(zhì)量m2 ，準(zhǔn)確至0.1g。
②在試驗(yàn)地點(diǎn)，將面積約30cmx 30cm的地面清掃干凈。并將壓實(shí)層鏟去表面浮動(dòng)及不平整的部分，達(dá)到一定深度，使環(huán)刀打下后，能達(dá)到要求的取土深度，但不得擾動(dòng)下層。
③將定向筒齒釘固定于鏟平的地面上，順次將環(huán)刀、環(huán)蓋放人定向筒內(nèi)與地面垂直。
④將導(dǎo)桿保持垂直狀態(tài)，用取土器落錘將環(huán)刀打人壓實(shí)層中，至環(huán)蓋頂面與定向筒上口齊平為止。
⑤去掉擊實(shí)錘和定向筒，用鎬將環(huán)刀及試樣挖出。
6.輕輕取下環(huán)蓋,用修土刀自邊至中削去環(huán)刀兩端余土，用直尺檢測(cè)直至修平為止。
7.擦凈環(huán)刀外壁，用天平稱取環(huán)刀及試樣合計(jì)質(zhì)量m1 ,準(zhǔn)確至0.1g。
8.自環(huán)刀中取出試樣，取具有代表注的試樣，測(cè)定其含水量。
（2）用人工取土器測(cè)定砂性土或砂層密度
①如為濕潤(rùn)的砂土：試驗(yàn)時(shí)不需要使用擊實(shí)錘和定向筒。在鏟平的地面上、細(xì)心挖出一個(gè)直徑較環(huán)刀外徑略大的砂土柱，將環(huán)刀刃口向下，平置于砂土柱上，用兩手平穩(wěn)地將環(huán)刀垂直壓下，直至砂土柱突出環(huán)刀上端約2cm時(shí)為止。
②削掉環(huán)刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。
③在環(huán)刀上口蓋一塊平滑的木板，一手按住木板,另一只手用小鐵鍬將試樣從環(huán)刀底部切斷，然后將裝滿試樣的環(huán)刀轉(zhuǎn)過來，削去環(huán)刀刃口上部的多余砂土，并用直尺刮平。
④擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀與試樣合計(jì)質(zhì)量m1 ，精確至0.1g。
⑤自環(huán)刀中取具有代表性的試樣測(cè)定其含水量。
6.干燥的砂土不能挖成砂土柱時(shí)，可直接將環(huán)刀壓人或打入土中。
（3）用電動(dòng)取土器測(cè)定元機(jī)結(jié)合料細(xì)粒土和硬塑土密度
①裝上所需規(guī)格的取芯頭。在施工現(xiàn)場(chǎng)取芯前，選擇一塊平整的路段，將四只行走輪打起，囚根定位銷釘采用人工加壓的方法，壓入路基土層中。、松開鎖緊手柄，旋動(dòng)升降手輪，使取芯頭剛好與上層接觸，鎖緊手柄。
2.將電瓶與調(diào)速器接通，調(diào)速器的輸出端接人取芯機(jī)電源插口。指示燈亮，顯示電路已通；啟動(dòng)開關(guān)，電動(dòng)機(jī)工作，帶動(dòng)取芯機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。、根據(jù)土層含水量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，操作升降手柄，上提取芯機(jī)構(gòu)，停機(jī)，移開機(jī)器。由于取芯頭圓筒外表有幾條螺旋狀突起，切下的土屑排在筒外順螺紋上旋拋出地表，因此，將取芯套筒套在切削好的土芯立柱上，搖動(dòng)即可取出樣品。
③取出樣品，立即按取芯套筒長(zhǎng)度用修土刀或鋼絲鋸修平兩端，制成所需規(guī)格土芯，如擬進(jìn)行其他試驗(yàn)項(xiàng)目，裝人鋁盒，送試驗(yàn)室備用。
④用天平稱量土芯帶套筒質(zhì)m1，從土芯中心部分取試樣測(cè)定含水量。
3．計(jì)算
按下式分別計(jì)算試樣的濕密度 ρw 。及干密度ρd。
（三）核子密度濕度儀法
該法是利用放射性元素（通常是 射線和中子射線）測(cè)量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點(diǎn)是測(cè)量速度快，需要人員少。該類方法適用于測(cè)量各種土或路面材料的密度和含水量，有些進(jìn)口儀器可貯存打印測(cè)試結(jié)果。它的缺點(diǎn)是，放射性物質(zhì)對(duì)人體有害，另外需要打洞的儀器，在打洞過程中使洞壁附近的結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響測(cè)定的準(zhǔn)確性，對(duì)于核子密度濕度儀法，可作施工控制使用，但需與常規(guī)方法比較，以驗(yàn)證其可靠性。
1．儀具與材料
（1）核子密度濕度儀：符合國(guó)家規(guī)定的關(guān)于健康保護(hù)和安全使用標(biāo)準(zhǔn)，密度的測(cè)定范圍為1.12～2.73g/cm3 ，測(cè)定誤差不大于± 0.03 ，含水率測(cè)量范圍為0～0.64 , 測(cè)定誤差不大于 ± 0.015 g/cm3 。它主要包括下列部件：
① γ 射線源：雙層密封的同位素放射源，如銫一137 、鈷－60 或鐳-226等。
②中子源：如镅（241）一鈹?shù)取?br />
③探測(cè)器：γ射線探測(cè)器或中子探測(cè)器等。
④讀數(shù)顯示設(shè)備：如液晶顯示器。脈沖計(jì)數(shù)器、數(shù)率表或直接讀數(shù)表。
⑤標(biāo)準(zhǔn)板：提供檢驗(yàn)儀器操作和散射計(jì)數(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)用。
⑤安全防護(hù)設(shè)備：符合國(guó)家規(guī)定要求的設(shè)備。
6.刮平板、鉆桿、接線等。
（2）細(xì)砂：0.15～0.3mm。
（3）天平或臺(tái)稱。
（4）其他：毛刷等。
2．試驗(yàn)方法與步驟
本方法用于測(cè)定瀝青混合料面層的壓實(shí)密度時(shí)，在表面用散射法測(cè)定，所測(cè)定瀝青面層的層厚應(yīng)不大于根據(jù)儀器性能決定的最大厚度。用于測(cè)定土基或基層材料的壓實(shí)密度及含水量時(shí)打洞后用直接透射法測(cè)
定，測(cè)定層的厚度不宜大于20cm. 。
1）準(zhǔn)備工作
（1）每天使用前按下列步驟用標(biāo)準(zhǔn)板測(cè)定儀器的標(biāo)準(zhǔn)值：
①接通電源，按照儀器使用說明書建議的預(yù)熱時(shí)間，預(yù)熱測(cè)定儀。
②在測(cè)定前，應(yīng)檢查儀器性能是否正常，在標(biāo)準(zhǔn)板上取34個(gè)讀數(shù)的平均值建立原始標(biāo)準(zhǔn)值，并與使用說明書提供的標(biāo)準(zhǔn)值校對(duì)，如標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)超過使用說明書規(guī)定的界限時(shí)，應(yīng)重復(fù)此標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量，若第二次標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)仍超出規(guī)定的界限時(shí)，需視作故障并進(jìn)行儀器檢查。
（2）在進(jìn)行瀝青混合料壓實(shí)層密度測(cè)定前，應(yīng)用核子法對(duì)鉆孔取樣的試件進(jìn)行標(biāo)定；測(cè)定其他材料密度時(shí)，宜與挖坑灌砂法的結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定的步驟如下：
①選擇壓實(shí)的路表面，按要求的測(cè)定步驟用核子儀測(cè)定密度，記錄讀數(shù)；
②在測(cè)定的同一位置用鉆機(jī)鉆孔法或挖坑灌砂法取樣，量測(cè)厚度，按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定材料的密度；
③對(duì)同一種路面厚度及材料類型，在使用前至少測(cè)定15處，求取兩種不同方法測(cè)定的密度的相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)應(yīng)不小于0.9。
（3）測(cè)試位置的選擇
①按照隨機(jī)取樣的方法確定測(cè)試位置，但與距路面邊緣或其他物體的最小距離不得小于30cm。核子儀距其他射線源不得少于10m。
②當(dāng)用散射法測(cè)定時(shí)，應(yīng)用細(xì)砂填平測(cè)試位置路表結(jié)構(gòu)凹凸不平的空隙，使路表面平整，能與儀器緊密接觸。
③當(dāng)使用直接透射法測(cè)定時(shí)，應(yīng)在表面上用鉆桿打孔，孔深略深于要求測(cè)定的深度，孔應(yīng)豎直圓滑并稍大于射線源探頭。
（4）按照規(guī)定的時(shí)間，預(yù)熱儀器。
2）測(cè)定步驟
（1）如用散射法測(cè)定時(shí)，應(yīng)將核子儀平穩(wěn)地置于測(cè)試位置上。
（2）如用直接透射法測(cè)定時(shí)，將放射源棒放下插入已預(yù)先打好的孔內(nèi)。
（3） 打開儀器，測(cè)試員退出儀器2m以外，按照選定的測(cè)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，到達(dá)測(cè)定時(shí)間后，讀取顯示的各項(xiàng)數(shù)值，并迅速關(guān)機(jī)。
各種型號(hào)的儀器具體操作步驟略有不同，可按照儀器使用說明書進(jìn)行。
3.使用安全注意事項(xiàng)
（1）儀器工作時(shí)，所有人員均應(yīng)退到距儀器2m以外的地方。
（2）儀器不使用時(shí)，應(yīng)將手柄置于安全位置，儀器應(yīng)裝人專用的儀器箱內(nèi)，放置在符合核幅射安全規(guī)定的地方。
（3）儀器應(yīng)由經(jīng)有關(guān)部門審查合格的專人保管，專人使用。對(duì)從事儀器保管及使用的人員，應(yīng)遵照有關(guān)核幅射檢測(cè)的規(guī)定，不符合核防護(hù)規(guī)定的人員，不宜從事此項(xiàng)工作。
（四）鉆芯法測(cè)定瀝青面層密度
瀝青混合料面層的施工壓實(shí)度是指按規(guī)定方法測(cè)得的混合料試樣的毛體積密度與標(biāo)準(zhǔn)密度之比，以百分率表示。對(duì)瀝青混合料，國(guó)內(nèi)外均以取樣測(cè)定作為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
1．儀具與材料
（1）路面取芯鉆機(jī)。
（2）天平：感量不太于0.1g。
（3）溢流水槽。
（4）吊籃。
（5）石蠟。
（6）其他：卡尺、毛刷、勺、取樣袋（容器）、電風(fēng)扇。
2，試驗(yàn)方法與步驟
1）鉆取芯樣
按“路面鉆孔及切割取樣方法”鉆取路面芯樣，芯樣直徑不宜小于Φ100mm 。當(dāng)一次鉆孔取得的芯樣包含有不同層位的瀝青混合料時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)組合情況用切割機(jī)將芯樣沿各層結(jié)合面鋸開分層進(jìn)行測(cè)定。
2）測(cè)定試件密度
（1）將鉆取的試件在水中用毛刷輕輕刷凈粘附的粉塵。如試件邊角有松散顆粒，應(yīng)仔細(xì)清除。
（2）將試件晾干或用電風(fēng)扇吹干不少于24h，直至恒重。
按現(xiàn)行《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ O52 - 93）的瀝青混合料試件密度試驗(yàn)方法測(cè)定試件的視密度或毛體積密度。當(dāng)試件的吸水率小于2％時(shí)，采用水中重法或表干法測(cè)定；當(dāng)吸水率大于2％時(shí)，用蠟封法測(cè)定；對(duì)空隙率很大的透水性混合料及開級(jí)配混合料用體積法測(cè)定。
3.計(jì)算
（1）當(dāng)計(jì)算壓實(shí)的瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度采用馬歇爾擊實(shí)試件成型密度或試驗(yàn)路段鉆孔取樣密度時(shí)、瀝青面層的壓實(shí)度計(jì)算是芯樣的視密度或毛體積度除以標(biāo)準(zhǔn)密度乘100。
（2）由瀝青混合料實(shí)測(cè)最大密度計(jì)算壓實(shí)度時(shí)，進(jìn)行空隙率折算，作為標(biāo)準(zhǔn)密度，再計(jì)算壓實(shí)度。
4．試驗(yàn)檢測(cè)中應(yīng)注意的問題
壓實(shí)度的大小取決于實(shí)測(cè)的壓實(shí)密度，同樣也與標(biāo)準(zhǔn)密度的大小有關(guān)。但目前對(duì)標(biāo)準(zhǔn)密度的規(guī)定并不統(tǒng)一，有些工程在壓實(shí)度達(dá)不到時(shí)便重新進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)密度使壓實(shí)度達(dá)到要求，這樣實(shí)際上是弄虛作假。為防止這種情況,新的檢測(cè)方法規(guī)定了三種標(biāo)準(zhǔn)密度，一種是馬歇爾擊實(shí)試件密度；一種是試驗(yàn)路段鉆孔取樣密度；第三種是由實(shí)測(cè)最大密度按空隙率折算的標(biāo)準(zhǔn)密度。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)密度。
（五）落錘頻譜式路基壓實(shí)度快速測(cè)定儀
落錘頻譜式路基壓實(shí)度快速測(cè)定儀是利用落錘的沖擊使土體產(chǎn)生反彈力、，并利用低頻測(cè)出土體響應(yīng)值的一種不測(cè)含水量就能得到路基壓實(shí)度的測(cè)試儀器。檢測(cè)時(shí)，不需挖坑；每測(cè)一個(gè)點(diǎn)，只需2～3min。該儀器體積?。▋x器外形尺寸：320mm ×140mm ×3oomm,沖擊架高460mm），質(zhì)量輕（8.8kg），攜帶使用方便；既可在施工工地現(xiàn)場(chǎng)使用，也可在實(shí)驗(yàn)室土槽中使用。
1，工作原理
在已碾壓的路基表面上：使落錘自由落下，接觸地面時(shí)；土體表面隨即產(chǎn)生一反彈力。從理論上講，土體愈密實(shí)，吸能作用愈弱壩,反彈力愈強(qiáng)。反彈力隨即使加速度傳感器工作，記錄加速度值。經(jīng)過電荷放大器的前置放大；并以電壓信號(hào)輸出、隨即又通過低通濾彼器，進(jìn)入峰值采樣保持電路。然后，再由閥值觸發(fā)電路，進(jìn)入10位數(shù)（精度高）A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，CPU8098單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后，由LED顯示器顯示，同時(shí)，由16針打印機(jī)輸出壓實(shí)度數(shù)值。
2．使用技術(shù)要點(diǎn)
（1）壓實(shí)度曲線的標(biāo)定
路基壓實(shí)度曲線的標(biāo)定工作十分重要，應(yīng)在儀器各部分功能正常的情況下進(jìn)行。標(biāo)定工作實(shí)質(zhì)上就是制作標(biāo)定線，這種工作一般在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。標(biāo)定時(shí)一定要選擇工程所使用的土類，而且，選擇的土類要具有工程代表性，這是確保標(biāo)定精度的必要條件。壓實(shí)度標(biāo)定就是建立壓實(shí)度加速度傳感器響應(yīng)值與壓實(shí)度大小的關(guān)系曲線。
（2）測(cè)點(diǎn)數(shù)與測(cè)點(diǎn)布置
路基壓實(shí)度測(cè)定以兩次平均值作為測(cè)點(diǎn)壓實(shí)度數(shù)值。夕矚兩次壓實(shí)度測(cè)值的相對(duì)誤差超過1%呢，則需要進(jìn)行第三次實(shí)測(cè)，利用三次平均值作為壓實(shí)度最終結(jié)果。幾次測(cè)定測(cè)點(diǎn)位置的安排主要取決于落錘的底面直徑人以及路基土沖擊后回彈恢復(fù)的時(shí)間t。當(dāng)t=1min之內(nèi)，就要將落錘的位置向旁側(cè)移動(dòng)1．50d的距離作第二次測(cè)定；當(dāng)t=3min時(shí)，則可在同一位置測(cè)定第二次，這樣的安排不會(huì)引起誤差。
三、壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果評(píng)定
路基、路面壓實(shí)度以1～3km長(zhǎng)的路段為檢驗(yàn)評(píng)定單元，按要求的檢測(cè)頻率及方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度抽樣檢查，求算每一測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度Ki 。
壓實(shí)度評(píng)定要點(diǎn)是：
（1）控制平均壓實(shí)度的置信下限：似保證總體水平；
（2）規(guī)定單點(diǎn)極值不得超出給定值，防止局部隱患；
（3）規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量?jī)?yōu)劣。
計(jì)算檢驗(yàn)評(píng)定段的壓實(shí)度代表值K（算術(shù)平均值的下置信界限） 。
1．路基、基層和底基層：K≥K0 ，且單點(diǎn)壓實(shí)度Ki 全部大于等于規(guī)定值減2個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，評(píng)定路段的壓實(shí)度可得規(guī)定滿分；當(dāng)K≥K0 ，且單點(diǎn)壓實(shí)度全部大于等于規(guī)定極值時(shí)，對(duì)于測(cè)定值低于規(guī)定值減2個(gè)百分點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)，按其占總檢查點(diǎn)數(shù)的百分率計(jì)算扣分值。
K
路堤施工段落短時(shí)，分層壓實(shí)度要點(diǎn)點(diǎn)符合要求，且實(shí)際樣本數(shù)不小于6個(gè)。
2．瀝青面層：當(dāng)K≥K0且全部測(cè)點(diǎn)大于等于規(guī)定值減1個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，評(píng)定路段的壓實(shí)度可得規(guī)定的滿分；當(dāng)K≥K0時(shí),對(duì)于狽淀值低于規(guī)定值減1個(gè)百分點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)，按其占總檢查點(diǎn)數(shù)的百分率計(jì)算扣分值。
K<K0時(shí)，評(píng)定路段的壓實(shí)度為不合格，評(píng)為零分。--
注：K0—壓實(shí)度2標(biāo)準(zhǔn)值。
