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1、1,第三章 路面基层与底基层质量检测,大连海事大学 交通与物流工程学院土木系,2,路面基层与底基层,是路面结构中的承重层，主要承受面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和基层中去。,3,路面基层与底基层,柔性基层：级配碎石 半刚性基层：无机结合料稳定材料 刚性基层：混凝土,4,无机结合料稳定材料,在粉碎的或原状的土中掺入一定量的无机结合料（包括水泥、石灰或工业废渣等）和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料。,5,无机结合料稳定材料的力学特性,无机结合料稳定材料的重要特点之一是强度和模量随龄期增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质,水泥
2、稳定类材料设计龄期：3个月 石灰或二灰稳定材料设计龄期：6个月,6,无机结合料稳定材料试验检测,1、水泥或石灰剂量测定方法 2、含水量试验方法 3、石灰的化学分析（有效氧化钙、氧化镁测定） 4、无机结合料稳定土的击实试验方法 5、无侧限抗压强度试验方法,7,1、水泥或石灰剂量测定方法,水泥或石灰剂量：水泥或石灰占土干重的百分率,对于石灰稳定类，当石灰剂量较低时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量、聚水量减少，土的密度、强度得到稳定。随着剂量的增加，石灰土的强度和稳定性均提高。但当剂量超过一定范围，过多的石灰在土的空隙中以自由灰存在，将导致石灰土强度下降。 对于水泥稳定类，随着水泥剂量的
3、增加，水泥土的物理-力学性质也将显著的改善，但不存在最佳水泥剂量。过多的水泥用量，虽可获得强度增加，但在经济上是不合理的。,8,滴定管,测定方法：EDTA滴定法,9,标准曲线,10,二、含水量试验方法,烘干法（同土的含水量测试的烘干法） 砂浴法 酒精法（同土的含水量测试的酒精法）,含水量对无机结合料稳定材料的强度有很大影响，当含水量过小时，其发生化学与物理化学作用不充分，不能保证土团得到最大限度的粉碎和均匀拌和，也不能保证达到最大压实度要求，因此对无机结合料稳定粒料类结构层，均存在一个最佳含水量。,11,砂浴法测含水量适用范围,适用于在工地快速测定无机结合料稳定土的含水量 稳定土的含水量以湿稳
4、定土和干稳定土的质量之差与干稳定土的质量之比的百分率表示 当土中含有大量石膏、碳酸钙或有机质时，不应使用本方法,12,砂浴法测含水量仪器设备,对于稳定细粒土 铝盒：直径约50mm，高2530mm 天平：称量100g以上，感量0.1g 砂浴：直径约200mm、深至少25mm 加热砂浴的设备1套 调土刀：刀片长100mm、宽20mm,13,砂浴法测含水量仪器设备,对于稳定中粒土 天平：称量500g以上，感量0.5g 白铁皮方盘：边长约200mm，深约50mm 砂浴：能放入方盘，砂深至少25mm 加热砂浴的设备1套 调土刀：刀片长100mm、宽20mm 长方盘：长200mm、宽100mm,14,砂浴
5、法测含水量仪器设备,对于稳定粗粒土 台秤：称量5kg以上，感量5g 白铁皮方盘：边长约250mm、深5070mm 砂浴：能放入方盘，砂深至少25mm 加热砂浴的设备1套 调土刀：刀片长200mm、宽30mm 长方盘：长200mm、宽100mm,15,砂浴法测含水量试验步骤,1、铝盒应该是洁净干燥的，称其质量并精确到0.1g。至少取30g试样，经粉碎后松松地放在铝盒中，盖上盒盖，称其质量并精确到0.1g 2、取下盒盖，将盛有试样的铝盒放在正在加热的砂浴内，但需注意勿使砂浴温度太高。在加热过程中，应该经常用调土刀搅拌试样，以促使水分蒸发 3、当加热一段时间（通常1h足够）使试样干燥后，从砂浴中取出
6、铝盒，盖上盒盖，并放置冷却 4、将铝盒和烘干试样称其质量并精确到0.1g,对于稳定细粒土,16,砂浴法测含水量试验步骤,1、方盘应该是洁净干燥的，称其质量并精确到0.5g。稳定中粒土的试样至少要300g，稳定粗粒土的试样至少要2000g。将试样弄碎并均匀地撒布在方盘内。将有试样的方盘称量，对于稳定中粒土称量到0.5g，对于稳定粗粒土称量到5g 2、将方盘放在正在加热的砂浴内，应注意砂浴温度不要过高。在加热过程中，应经常用调土刀搅拌试样，以促使水分蒸发 3、当加热一段时间（通常1h足够）后，从砂浴中取出方盘，并让其冷却 4、当方盘冷到可以用手拿时，立即称其质量：对于中粒土，精确到0.5g；对于粗
7、粒土，精确到5g,对于稳定中粒土和粗粒土,17,砂浴法测含水量计算,式中：w稳定土的含水量（%） m1铝盒或方盘的质量，g m2铝盒或方盘和湿稳定土的合计质量，g m3铝盒或方盘和干稳定土的合计质量，g,18,三、石灰的化学分析,氧化钙的测定 氧化镁的测定,石灰等级愈高（即CaO+MgO含量愈高）时，在同样石灰剂量下，稳定效果愈好。,19,四、无机结合料稳定土击实试验 目的和适用范围,绘制稳定土的含水量-干密度曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。 试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm（圆孔筛）,20,四、无机结合料稳定土击实试验 目的和适用范围,击实试验方法分三类，
8、主要参数见下表：,21,四、无机结合料稳定土击实试验 仪器设备,击实筒：小型；中型 击实锤和导管：4.5kg 天平：感量0.01g 台秤：称量15kg，感量5g 圆孔筛：40mm、25mm（或20mm）、5mm 量筒：50mL、100mL和500mL各一个,22,四、无机结合料稳定土击实试验 仪器设备,直刮刀：长150200mm、宽30mm和厚3mm。用以刮平和修饰粒料大试件的表面 刮土刀：长150200mm、宽约20mm的刮刀。用以刮平和修饰小试件的表面 工字型刮平尺：30mm50mm310mm，上下两面和侧面均刨平 拌和工具：约400mm600mm70mm的长方形金属盘，拌和用平头小铲 脱
9、模器 测定含水量用的铝盒、烘箱等其他用具,23,四、无机结合料稳定土击实试验 试料准备,将具有代表性的风干试料用木锤或木碾捣碎。土团均应捣碎到能通过5mm的筛孔。 如试料是细粒土：将已捣碎的具有代表性的土过5mm筛备用（用甲法或乙法做试验） 如试料中含有粒径大于25mm的颗粒：过25mm筛，如存留在筛孔25mm筛的颗粒的含量不超过20%，则过筛料留作备用（用甲法或乙法做试验） 如试料中粒径大于25mm的颗粒含量过多：将试料过40mm的筛备用（用丙法试验） 每次筛分后，均应记录超尺寸颗粒的百分率 在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。,24,四、无机结合料稳定土击实试验 试
10、验步骤（甲法）,将已筛分的试样用四分法缩分，至最后取出约1015kg试料。将已取出的试料分成56份，每份试料的干质量为2.0kg（对于细粒土）或2.5kg（对于各种中粒土）。 预定56个不同含水量，依次相差1%2%，且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水量。水泥稳定土的最佳含水量与素土的接近，石灰稳定土的最佳含水量可能较素土大1%3%。 按预定含水量制样：将一份试料平铺于金属盘内，将事先计算得的该份试料中应加的水量均匀地喷洒在试料上，用小铲将试料充分拌和到均匀状态（如为石灰稳定土和水泥、石灰综合稳定土，可将石灰和试料一起拌匀），然后装入密闭容器或塑料口袋内浸润备用。,25,四、无机结合料稳定土
11、击实试验 试验步骤（甲法）,浸润时间：粘性土1224h，粉性土68h，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等可以缩短到4h左右，含水很少的未筛分碎石、砂砾和砂可缩短到2h 将所需要的稳定剂水泥加到浸润后的试料中，并用小铲、泥刀或其它工具充分拌和到均匀状态。加有水泥的试样拌和后，应在1h内完成下述击实试验，拌和后超过1h的试样，应予作废（石灰稳定土和石灰粉煤灰除外）。,26,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（甲法）,击实： 试筒套环与击实底板应紧密联结。 将击实筒放在坚实地面上，取制备好的试样400500g倒入筒内，整平其表面并稍加压紧，然后按所需击数进行第一层试样的击实。 第一层击实完后，
12、检查该层高度是否合适，以便调整以后几层的试样用量。用刮土刀或改锥将已击实层的表面“拉毛”。 重复上述做法，进行其余四层试样的击实。最后一层试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于6mm，超出高度过大的试件应该作废,27,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（甲法）,拆模称量： 用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离）后，扭动并取下套环。 齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板。 如试样底面略突出筒外或有孔洞，则应细心刮平或修补。 最后用工字型刮平尺齐筒顶和筒底将试样刮平。 擦净试筒的外壁，称其质量并准确至5g。,28,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（甲法）,用脱模器推出筒内试样。在试样内部
13、从上到下取两个代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取），测定其含水量，计算至0.1%。两个试样的含水量的差值不得大于1%。 进行其余含水量下稳定土的击实和测定工作。 凡已用过的试样，一律不再重复使用,29,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（乙法）,在缺乏内径10cm的试筒时，以及在需要与承载比等试验结合起来进行时，采用乙法进行击实试验。本法更适宜于粒径达25mm的集料。 将已过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约30kg试料。将取出的试料分成56份，每份试料的干重约4.4kg（细粒土）或5.5kg（中粒土） 以下各步的做法与甲法相同，但应先将垫块放入筒内地板上，然后加料并击
14、实。所不同的是，每层需取制备好的试样约900g（对于水泥或石灰稳定细粒土）或1100g（对于稳定中粒土），每层的锤击次数为59次,30,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（丙法）,将已筛过的试料用四分法逐次分小，至最后取出约33kg试料。将取出的试料分成6份（至少要5份），每份重约5.5kg（风干质量）。 预定56个不同含水量，依次相差1%2%。在估计的最佳含水量左右可只差1%，其余差2%。 按预定含水量制备试样，浸润备用。 将所需要的稳定剂水泥加到浸润后的试料中，并用小铲、泥刀或其它工具充分拌和到均匀状态。应在1h内完成下述击实试验。,31,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（丙法）
15、,击实： 将试筒、套环与夯击底板紧密地联结在一起，并将垫块放在筒内底板上。击实筒应放在坚实地面上。 取制备好的试样1.8kg左右倒入筒内，整平其表面，并稍加压紧。然后按所需击数进行第一层试样的击实（共击98次）。 第1层击实完后检查该层的高度是否合适，以便调整以后两层的试样用量。用刮土刀或改锥将已击实的表面“拉毛”。 然后重复上述做法，进行其余两层试样的击实。最后一层试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于6mm。超出高度过大的试样应该作废。,32,四、无机结合料稳定土击实试验 试验步骤（丙法）,用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离）后，扭动并取下套环。齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板，取走
16、垫块。擦净试筒的外壁，称重，准确至5g 用脱模器推出筒内试样。在试样内部从上到下取两个有代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取），测定其含水量，计算至0.1%。两个试样的含水量的差值不得大于1%。 进行其余含水量下稳定土的击实和测定。凡已用过的试料，一律不再重复使用。,33,四、无机结合料稳定土击实试验 计算及制图,计算每次击实后稳定土的湿密度,式中：w稳定土的湿密度，g/cm3 Q1试筒与湿试样的合质量，g Q2试筒的质量，g V试筒的容积，cm3,34,四、无机结合料稳定土击实试验 计算及制图,计算每次击实后稳定土的干密度,式中：d试样的干密度，g/cm3 w试样的含水量，%,
17、35,四、无机结合料稳定土击实试验 计算及制图,以干密度为纵坐标，以含水量为横坐标，在普通直角坐标纸上绘制干密度与含水量的关系曲线 驼峰形曲线顶点的纵横坐标分别为稳定土的最大干密度和最佳含水量。 如试验点不足以连成完整的驼峰形曲线，则应该进行补充试验,36,四、无机结合料稳定土击实试验 超尺寸颗粒的校正,当试样中大于规定最大颗粒的超尺寸颗粒的含量为5%30%时，对试验所得最大干密度和最佳含水量进行校正。,最大干密度校正：,式中：dm校正后的最大干密度，g/cm3 dm试验所得的最大干密度，g/cm3 p试样中超尺寸颗粒的百分率，% G超尺寸颗粒的毛体积相对密度,37,四、无机结合料稳定土击实试
18、验 超尺寸颗粒的校正,最佳含水量的校正：,式中：w0校正后的最佳含水量，% w0试验所得的最佳含水量，% p试样中超尺寸颗粒的百分率，% w超尺寸颗粒的吸水量，%,38,四、无机结合料稳定土击实试验 精密度和允许误差,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/cm3（稳定细粒土）和0.08g/cm3（稳定中粒土和粗粒土） 最佳含水量的差不应超过0.5%（最佳含水量小于10%）和1.0%（最佳含水量大于10%）,39,五、无侧限抗压强度试验 目的和使用范围,测定无机结合料稳定土试件的无侧限抗压强度 按照预定干密度用静力压实法或锤击法制备试件，应尽可能用静力压实法制备等干密度的试
19、件。 试件为圆柱体，高：直径=1：1,无侧限抗压强度的大小，直接影响到无机结合料稳定材料的路用性能。,40,五、无侧限抗压强度试验 仪器设备,圆孔筛：孔径40mm、25mm（或20mm）及5mm的筛各一个 试模：适用于下列不同土的试模尺寸为： 细粒土（最大粒径不超过10mm）： 试模的直径高=50mm50mm 中粒土（最大粒径不超过25mm）： 试模的直径高=100100mm 粗粒土（最大粒径不超过40mm）： 试模的直径高=150mm150mm,41,五、无侧限抗压强度试验 仪器设备,脱模器 反力框架：规格为400kN以上 液压千斤顶（2001000kN） 夯锤和导管 密封湿气箱或湿气池放在
20、能保持恒温的小房间内 水槽：深度应大于试件高度50mm 路面材料强度试验仪 天平：感量0.01g 台秤：称量10kg，感量5g 量筒、拌和工具、漏斗、大小铝盒、烘箱,42,五、无侧限抗压强度试验 试料准备,将具有代表性的风干试料用木锤或木碾捣碎，但应避免破碎粒料的原粒径。 将土过筛并进行分类。如试料为粗粒土，则除去大于40mm的颗粒备用；如试料为中粒土，则除去25mm或20mm的颗粒备用；如试料为细粒土，则除去大于10mm的颗粒备用 在预定做试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。,43,五、无侧限抗压强度试验 配制混合料,对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制6个试件；对于无机结合料稳
21、定中粒土和粗粒土，至少分别应该制9个和13个试件。 对于50mm50mm的试件，1个试件约需干土180210g；对于100mm100mm的试件，1个试件约需干土17001900g；对于150mm150mm的试件，1个试件约需干土57006000g。,44,五、无侧限抗压强度试验 配制混合料,将称好的土放在长方盘内。向土中加水，对于细粒土使其含水量较最佳含水量小3%；对于中粒土和粗粒土可按最佳含水量加水。 将土和水拌和均匀后放在密闭容器内浸润备用。如为石灰稳定土和水泥、石灰综合稳定土，可将石灰和土一起拌匀后进行浸润。 浸润时间：粘性土1224h，粉性土68h，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等
22、可以缩短到4h左右；含水很少的未筛分碎石、砂砾及砂可以缩短到2h,45,五、无侧限抗压强度试验 配制混合料,在浸润过的试料中，加入预定数量的水泥或石灰并拌和均匀。在拌和过程中，应将预留的3%的水（对于细粒土）加入水中，使混合料的含水量达到最佳含水量。 拌和均匀的加有水泥的混合料应在1h内制成试件，超过1h的混合料应该作废。其他结合料稳定土、混合料虽不受此限，但也应尽快制成试件。,46,五、无侧限抗压强度试验 按预定的干密度制件,用反力框架和液压千斤顶制件。制备一个预定干密度的试件，需要的稳定土混合料数量m1（g）随试模的尺寸而变。,式中：V试模的体积 w稳定土混合料的含水量（%） d稳定土试件
23、的干密度（g/cm3）,47,五、无侧限抗压强度试验 按预定的干密度制件,将试模的下压柱放入试模的下部，但外露2cm左右。 将称量的规定数量m1（g）的稳定土混合料分23次灌入试模中（利用漏斗），每次灌入后用夯棒轻轻均匀插实。如制的是50mm50mm的小试件，则可以将混合料一次倒入试模中。 然后将上压柱放入试模内。应使其也外露2cm左右。,48,五、无侧限抗压强度试验 按预定的干密度制件,将整个试模（连同上下压柱）放到反力框架内的千斤顶上，加压直到上下压柱都压入试模为止。维持压力1min。卸除压力后，取下试模，拿去上压柱，并放到脱模器上将试件顶出。 称试件的质量m2，小试件准确到1g；中试件准
24、确到2g；大试件准确到5g。然后用游标卡尺量试件的高度h，准确到0.1mm。,49,五、无侧限抗压强度试验 养生,试件从试模内脱出并称量后，应立即放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生。 中试件和大试件应先用塑料薄膜包覆。有条件时，可采用蜡封保湿养生。 养生时间视需要而定，作为工地控制，通常都只取7d，整个养生期间的温度，在北方地区应保持202，在南方地区应保持252。,50,五、无侧限抗压强度试验 养生,养生期的最后一天，应该将试件浸泡在水中，水的的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在浸泡水中之前，应再次称试件的质量m3。 在养生期间，试件质量的损失应该符合：小试件不超过1g；中试件不超
25、过4g；大试件不超过10g。质量损失超过此规定的试件，应该作废。,51,五、无侧限抗压强度试验 试验步骤,将已浸水一昼夜的试件从水中取出，用软的旧布吸去试件表面的可见自由水，并称试件的质量m4 用游标卡尺量试件的高度，精确到0.1mm 将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上，进行抗压试验。试验过程中，应使试件的形变速率保持约为1mm/min。记录试件破坏时的最大压力P 从试件内部取有代表性的样品（经过打破）测定其含水量w1,52,五、无侧限抗压强度试验 计算,试件的无侧限抗压强度Rc用下列相应的公式计算：,式中：P试件破坏时的最大压力（N）； A试件的截面积（mm2）,53,五、无侧限抗压强度试验 精密度或允许差,若干次平行试验的偏差系数Cv（%）应符合下列规定： 小试件 不大于10% 中试件 不大于15% 大试件 不大于20%,54,作业,请简要叙述下述三项试验的操作和计算方法 1、土的室内承载比（CBR）试验 2、岩石的单轴抗压强度试验 3、无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验,55,下 课！,