路基路面检测技术.docx
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路基路面检测技术
福州大学土木工程学院本科实验教学中心
学生实验指导书
《路基路面检测技术》
实验指导书
土木工程学院实验教学中心路基路面实验室编
2007年7月21日
1、路基路面测试技术试验指导书
2、第一章材料指标测试方法
1.1集料指标测试方法
1.1.1集料冲击值试验方法
1.1.2集料磨耗值试验方法（必修）
1.1.3集料磨光值试验方法
1.1.4集料压碎值测试方法（必修）
1.2沥青指标测试方法
1.2.1沥青质量变化测试方法
1.2.2沥青闪点与燃点测试方法（必修）
1.2.3沥青布氏粘度测试方法（必修）
1.2.4沥青动力粘度测试方法
1.2.5沥青粘韧性测试方法
1.2.6乳化沥青稀浆封层混合料湿轮磨耗试验
1.2.7沥青动态流变性能试验
3、第二章混合料性能测试方法
2.1沥青混合料指标测试方法
2.1.1沥青混合料试件制作方法（击实法）
2.1.2压实沥青混合料密度试验（表干法）
2.1.3压实沥青混合理论最大相对密度试验（真空法）
2.1.4沥青混合料马歇尔稳定度试验
2.1.5沥青混合料车辙试验
2.1.6沥青混合料线收缩系数试验
2.2基层混合料试验
2.2.1基层材料的振动压实成型
4、第三章路面使用品质性能的测定方法
3.1路面平整度测定方法
3.1.13m直尺测定平整度试验方法（必修）
3.1.2连续式平整度仪测定平整度试验方法
3.2路面抗滑性能试验方法
3.2.1手工铺砂法测定路面构造深度试验方法（必修）
3.2.2电动铺砂仪测定路面构造深度试验方法
3.2.3激光构造深度仪测定沥青路面构造深度试验方法
3.3承载板测定土基回弹模量试验方法
3.4承载比（CBR）试验方法
3.4.1（室内）CBR试验方法
3.4.2土基现场CBR值测试方法
5、第三章路基路面材料密度、含水量试验方法
3.1重型击实试验方法
3.1.1土样击实试验方法
3.2压实度试验方法
3.2.1挖坑灌砂法测定压实度试验方法
3.2.2环刀法测定压实度试验方法
3.2.3钻芯法测定沥青面层压实度试验方法
路基路面检测技术试验大纲
一、拟开试验课程
1．路基路面强度指标测试
①贝克曼梁法②落锤式弯沉仪法
2．路基路面回弹模量试验
①贝克曼梁法②承载板法
3．CBR试验
室内CBR试验
4．路面平整度测试
①3m直尺法②连续式平整度仪法
5．路面抗滑性能测定
①铺砂法②摆式仪法
（a.手工b.电动）
二、试验内容与要求
1．路基路面强度指标测试（回弹弯沉测试）
A．知识点
在掌握回弹弯沉的基本概念及贝克曼梁工作原理的基础上，学会使用贝克曼梁、落锤式弯沉仪测定路基或路面的回弹弯沉值。
B．试验目的：
测定路面的回弹弯沉
C．要求：
在控制车辆轴载以及轮胎接地压强的条件下，通过试验指导，在规定车速下，完成对指定地点的回弹弯沉测定，试验资料的整理、试验报告的填写以及结果的归纳分析。
2．路基路面回弹模量试验。
A．知识点
在掌握回弹模量的基本概念，弯沉与模量相互关系的基础上，在前述试验的基础上，掌握承载板法与贝克曼梁法的测定回弹模量的方法与步骤。
B．试验目的：
测定路基或路面的回弹模量。
C．要求：
在理解试验指导书的有关步骤要求后，学会对现场实际情况的判断处理，并了解承载板与贝克曼梁的原理，测试路基或路面的回弹模量，整理试验资料，给出两种试验方法成果之间的相关分析。
3．承载比（CBR）测试
A．知识点：
在了解CBR的概念，试验的适用范围的基础上，运用CBR试验仪（包括贯入杆，材料强度仪、百分表、荷载板、击实筒等部分）测试路面村料和CBR值。
B．目的：
采用CBR试验仪，四个材料试样在相同的贯入速度下记录一定时间内的贯入量，然后计算单位压力并与标准强烈度相比求得CBR值。
C．要求：
在指导书的指导下，自己动手准备试验材料，制作试块，完成整个试验，记录并整理资料，按精度要求处理数据并给出最终结果。
4．路面平整度试验。
A．知识点：
在了解平整度概念测试仪器类型与工作原理的基础上，学会使用3m直尺，连续式平整度仪，了解二者测试结果的相关关系。
B．目的：
利用3m直尺测定距离路表面的最大间隙，采用连续式平整度仪测量路面不平整度的标准差，以评价路面施工质量与使用质量的好坏。
C．要求：
在阅读指导书后，使用3m直尺按要求测量指定路段内若干处的最大间隙，并自己使用连续式平整度仪测量标准差，按要求比较两种方法计算出来的标准差并填写实验报告，整理资料并给出处理结果。
5．路面抗滑性能测定
A．知识点：
在了解抗滑性能是由路面粗构造和细构造组成，并粗、细构造的概念后，采用多种仪器测定路面不同特性提供的抗滑能力，手工铺（电动）砂法是采用人工（电动）铺砂法仪测量路面宏观构造深度的方法，以评定路表面的粗糙度与排水性能，摆式仪测试的是主要由细构造提供的抗滑力，采用摆式仪测摆值以评价路面在潮湿状态下的抗滑力。
B．目的：
利用人工（电动）铺砂仪，在指定路段内若干个点测定构造深度，利用摆式仪测出摆值，给出该路段摩擦系数的变化曲线。
C．要求：
在阅读路基路面试验指导书的基础上，自己动手调试仪器，备砂，完成整个试验过程，资料整理绘出摩擦系数沿路线的变化曲线。
6．土样击实试验方法
A．知识点：
了解最佳含水量的概念，通过击实试验的方法来确定最佳含水量。
B．目的：
采用标准击实仪测定土样的最佳含水量。
C．要求：
按实验步骤完成土样的击实试样，绘制干密度与含水量的关系曲线，并求出土样的最佳含水量。
7．压实度试验方法
A．知识点：
了解压实度的概念、作用、掌握挖坑灌砂法和环刀法测定压实度的试验方法。
B．目的：
测定路基土的压实度。
C．要求：
在了解相关概念、阅读指导书的基础上，自己动手测定路基土的压实度，并计算出其结果。
路基路面现场测试技术
试验指导书
班级_________________________________________
组别________________________________________
学号________________________________________
姓名________________________________________
指导教师_______________________________________
福州大学土木建筑工程学院
第一章材料指标测试方法
1.1集料指标测试方法
1.1.1集料冲击值试验方法
1目的与适用范围
粗集料冲击值试验用以测定路面用粗集料抗冲击的性能.以击碎后小于2.36㎜部分的质量百分率表示。
2仪具与材料
（1）冲击试验仪：
形状及尺寸如图T0322-1,冲击锤的质量为13.75㎏±0.05㎏。
（2）量筒：
内径76㎜,内高51㎜，壁厚31㎜。
（3）冲击杯：
内径102㎜，内高50㎜的圆形网筒，内侧表面经钢化处理。
（4）捣棒：
钢棒，直径10㎜，长230㎜，一端为半球面。
（5）标准筛：
2.36㎜、9.5㎜、13.2㎜的方孔筛。
（6）天平：
称量1㎏，感量不大于0.1g。
（7）其它：
小铲、浅盘、恒温箱、钢板、橡胶锤、毛刷等。
3试验准备
3.1将集料通过13.2㎜及9.5㎜的筛，取粒径为9.5㎜～13.2㎜的部分作为试样。
3.2将试样在空气中风干或在温度为105℃±5℃的烘箱中烘干后冷却至室温，试样应不少于1㎏。
4试验步骤
4.1用铲将集料的1／3从量筒上方不超过50㎜处装入量筒，用捣棒半球形端将集料捣实25次，每次捣实应从量筒上方不超过50㎜处自由落下，落点应在集料表面均匀分布。
用同样方法，再装入1／3集料并捣实，然后再装人另1／3集料并捣实。
3次盛料完成后，用捣棒在容器顶滚动，除去多余的集料，对阻碍棒滚动的集料用手除去，并外加集料填满空隙。
4.2将量筒中盛满的集料倒于天平中，称取集料质量（m）（准确至0.1g），以此进行试验。
4.3将冲击试验仪置于实验室坚硬地面上并在仪器底座下放置铸铁垫块。
4.4将称好的集料倒入仪器底座上的金属冲击杯中，并用捣杆单独捣实25次，以便压实。
4.5调整锤击高度，使冲击锤在集料表面以上380㎜±5㎜。
4.6使锤自由落下连续锤击集料15次，每次锤击间隔不少于1s。
第一次锤击后，对落高不再调整。
4.7筛分和称量
将杯中击碎的集料倒至清洁的浅盘上，并用橡胶锤锤击金属杯外面，用硬毛刷刷内表面，直至集料细颗粒全部落在浅盘上为止。
将冲击试验后的集料用2.36㎜筛筛分，分别称取保留在2.36㎜筛上及筛下的石屑质最（m1、m2），准确至0.1g。
如m1+m2与m之差超过1g，试验无效。
4.8用相同质量（m）的试样，进行第二次平行试验。
5计算
集料的冲击值按式（T0322-1）计算。
AIV=
（T0322-1）
式中：
AIV--集料的冲击值（％）；
m——试样总质量（g）；
m2——冲击破碎后通过2.36㎜筛的试样质量（g）。
条文说明
本方法是我国自行研制的方法，与欧州共同体标准EN1097-2：
1998及英国标准BSEN1097-2：
1998的Impacttest方法，无论在试验设备和试验参数上都完全不同。
使用时必须注意。
1.1.2集料磨耗值试验方法（必修）
1目的与适用范围
1.1测定标准条件下粗集料抵抗摩擦、撞击的能力，以磨耗损失（％）表示。
1.2本方法适用于各种等级规格集料的磨耗试验。
2仪具与材料
（1）洛杉矶磨耗试验机：
圆筒内径710㎜±5㎜，内侧长510㎜±5㎜，两端封闭，投料口的钢盖通过紧固螺栓和橡胶垫与钢筒紧闭密封。
钢筒的回转速率为30r/min～33r/min。
（2）钢球：
直径约46.8㎜，质量为390g～445g，大小稍有不同，以便按要求组合成符合要求的总质量。
（3）台秤：
感量5g。
（4）标准筛：
符合要求的标准筛系列，以及筛孔为1.7㎜，的方孔筛一个。
（5）烘箱：
能使温度控制在105℃±5℃范围内。
（6）容器：
搪瓷盘等。
3试验步骤
3.1将不同规格的集料用水冲洗干净，置烘箱中烘干至恒重。
3.2对所使用的集料，根据实际情况按表T0317-1选择最接近的粒级类别，确定相应的试验条件，按规定的粒级组成备料、筛分。
其中水泥混凝土用集料宜采用A级粒度；沥青路面及各种基层、底基层的粗集料，表中的16㎜筛孔也可用13.2㎜筛孔代替。
对非规格材料，应根据材料的实际粒度，从表T0317—1中选择最接近的粒级类别及试验条件。
表T0317-1粗集料洛杉矶试验条件
粒度类别
粒级组成（㎜）
试样质量（g）
试样总质量（g）
钢球数量（个）
钢球总质量（g）
转动次数（转）
适用的粗集料
规格
公称粒径
（㎜）
A
26.5～37.5
19.0～26.5
16.0～19.0
1250±25
1250±25
1250±10
1250±10
5000±10
12
5000±25
500
9.5～16.0
B
19.0～26.5
16.0～19.0
2500±10
2500±10
5000±10
11
4850±25
500
S6
S7
S8
15～30
10～30
10～25
C
9.5～16.0
4.75～9.5
2500±10
2500±10
5000±10
8
3320±20
500
S9
S10
S11
S12
10～20
10～15
5～15
5～10
D
2.36～4.75
5000±10
5000±10
6
2500±15
500
S13
S14
3～10
3～5
E
63～75
53～63
37.5～53
2500±50
2500±50
5000±50
10000±100
12
5000±25
1000
S1
S2
40～75
40～60
F
37.5～53
26.5～37.5
5000±50
5000±25
10000±75
12
5000±25
1000
S3
S4
30～60
25～50
G
26.5～37.5
19～26.5
5000±25
5000±25
10000±50
12
5000±25
1000
S5
20～40
注：
表中16㎜也可用13.2㎜代替。
②A级适用于未筛碎石混合料及水泥混凝土用集料。
C级中S12可全部采用4.75㎜～9.5㎜颗粒5000g；S9及S10可全部采用9.5㎜～16㎜颗粒5000g。
④E级中S2中缺63㎜～75㎜颗粒可用53㎜～63㎜颗粒代替。
3.3分级称量（准确至5g），称取总质量（m1），装入磨耗机圆筒中。
3.4选择钢球，使钢球的数量及总质量符合表T0317-1中规定，将钢球加入钢筒中，盖好筒盖，紧固密封。
3.5将计数器调整到零位，设定要求的回转次数，对水泥混凝土集料，回转次数为500转，对沥青混合料集料，回转次数应符合表T0317-1的要求。
开动磨耗机，以30r／min～33r/min转速转动至要求的回转次数为止。
3.6取出钢球，将经过磨耗后的试样从投料口倒入接受容器（搪瓷盘）中。
3.7将试样用l.7㎜的方孔筛过筛，筛去试样中被撞击磨碎的细屑。
3.8用水冲干净留在筛上的碎石，置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重（通常不少于4h），准确称量（m2）。
4计算
按式（T0317-1）计算粗集料洛杉矶磨耗损失，精确至0.1％。
Q=
×100（T0317-1）
式中：
Q——洛杉矶磨耗损失（％）；
m1——装入圆筒中试样质量（g）；
m2——试验后在1.7㎜筛上洗净烘干的试样质量（g）。
5报告
5.1试验报告应记录所使用的粒级类别和试验条件.5.2粗集料的磨耗损失取两次平行试验结果的算术平均值为测定值，两次试验的差值应不大于2％，否则须重做试验。
1.1.3集料磨光值试验方法
1目的与适用范围
1.1集料磨光值是利用加速磨光机磨光集料，用摆式摩擦系数测定仪测定的集料经磨光后的摩擦系数值，以PSV表示。
1.2本方法适用于各种粗集料的磨光值测定。
2仪具与材料
（1）加速磨光试验机，如图T0321-1，应符合相关仪器设备的标准，由下列部分组成。
①传动机构：
包括电机、同步齿轮等。
②道路轮：
外径406㎜，用于安装14块试件，能在周边夹紧，以形成连续的石料颗粒表面，转速：
320r/min±5r／min。
③橡胶轮：
直径200㎜，宽44㎜，用于磨粗金刚砂的橡胶轮（标记C）、用于磨细金刚砂的橡胶轮（标记X），轮胎初期硬度691RHD±3IRHD。
注：
橡胶轮过度磨损对（一般20轮次后）必须更换。
④磨料供给系统：
用于存贮磨料和控制溜砂量。
⑤供水系统。
⑥配重：
包括调整臂，橡胶轮和配重锤。
⑦试模：
8副。
⑧荷载调整机构：
包括手轮、凸轮，能支撑配重，调节橡胶轮对道路轮的压力为725N±10N并保持使用过程中恒定。
⑨控制面板。
（2）摆式摩擦系数测定仪，简称摆式仪，见图T0321-2.应符合相关仪器设备的标准，由下列部分组成。
①底座：
由T形腿、调平螺丝和水准泡组成。
②立柱：
由立柱、导向杆和升降机构组成。
③悬臂和释放开关：
能挂住摆杆使之处于水平位置，并能释放摆杆使摆落下摆动。
①摆动轴心：
连接和固定摆的位置，保证摆在摆动平面内能自由摆动。
由摆动轴、轴承和紧固螺母组成。
⑤求数系统：
指示摆值。
⑥摆头及橡胶片：
它对摆动中心有规定力矩，对路面有规定压力.本身有前与后、左与右的力矩平衡，橡胶片尺寸为31.75㎜×25.4㎜×6.35㎜。
图T0321—2摆式摩擦系数测定仪
1-紧固把手；2、3-升降把手；4-释放开关；5-转向节螺盖；6-调节螺母；7-针簧片或毡垫；8-指针；9-连接螺母；10-调平螺栓；11-底座；12-水准饱：
13-卡环；14-定位螺丝；15-举升柄；16-平衡锤；17-并紧螺母；18-滑溜块；19-橡胶片；20-止滑螺丝
（3）磨光试件测试平台：
供固定试件及摆式摩擦系数测定仪用。
（4）天平：
感量不大于0.1g。
（5）烘箱：
装有温度控制器。
（6）粘结剂：
能使集料与砂、试模牢固粘结.确保在试验过程中不致发生试件摇动或脱落，常用环氧树脂610l（E—44）及固化剂等。
（7）丙酮。
（8）砂：
<0.3㎜，洁净、干燥。
（9）金刚砂：
30号（棕刚玉粗砂）、280号（绿碳化硅细砂），用作磨料，只允许一次性使用，不得重复使用。
（10）橡胶石棉板：
厚1㎜。
（11）标准集料试样：
由指定的集料产地生产的符合规格要求的集料，每轮两块，只允许使用一次，不得重复使用。
（12）其它：
油灰刀、洗耳球、各种工具等。
3试验准备
3.1试验前应按相关试验规程对摆式仪进行检查或标定。
3.2将集料过筛，剔除针片状颗粒，取9.5㎜～13.2㎜的集料颗粒用水洗净后置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干。
注：
根据需要，也可采用4.75㎜～9.5㎜的粗集料进行磨光值试验。
3.3将试模拼装并涂上脱模剂（或肥皂水）后烘干。
安装试模端板时要注意使端板与模体齐平（使弧线半滑）。
3.4用清水淘洗小于0.3㎜的砂，置105℃±5℃的烘箱中烘干成为干砂。
3.5预磨新橡胶轮：
新橡胶轮正式使用前要在安装好试件的道路轮上进行预磨，C轮用粗金刚砂预磨6h，X轮用细金刚砂预磨6h.然后方能投入正常试验。
4试件制备
4.1排料：
每种集料宜制备6～10块试件，从中挑选4块试件供两次平行试验用。
将9.5㎜～13.2㎜集料颗粒尽量紧密地排列于试模中（大面、平面向下）。
排料时应除去高度大于试模的不合格颗粒。
采用4.75㎜～9.5㎜的粗集料进行磨光试验时，各道工序需更加仔细。
4.2吹砂：
用小勺将干砂填入已排妥的集料间隙中，并用洗耳球轻轻吹动干砂，使之填充密实。
然后再吹去多余的砂，使砂与试模台阶大致齐平，但台阶上不得有砂。
用洗耳球吹动干砂时不得碰动集料，且不使集料试样表面附有砂粒。
4.3配制环氧树脂砂浆：
将固化剂与环氧树脂按一定比例（如使用6101环氧树脂时为1：
4）配料、拌匀制成粘结剂，再与干砂按1：
4～1：
4.5的质量比拌匀制成环氧树脂砂浆，
注：
一块试模中的环氧树脂砂浆各组成材料的用量通常为：
环氧树脂9.0g，固化制2.4g、干砂48g，允许根据所选用的粘结剂品种及试件的强度对此此用量作适当调整。
用4.75㎜～9.5㎜的集料试验时，环氧树脂砂浆用量应酌情增加。
4.4填充环氧树脂砂浆：
用小油灰刀将拌好的环氧树脂砂浆填入试模中，并尽量填充密实，但不得碰动集料。
然后用热油灰刀在试模上刮去多余的填料，并将表面反复抹平，使填充的环氧树脂砂浆与试模顶部齐平。
4.5养护：
通常在40℃烘箱中养护3h，再自然冷却9h拆模；如在室温下养护，时间应更长，使试件达到足够强度。
有集料颗粒松动脱落，或有环氧树脂砂浆渗出表面时，试件应予废弃。
5磨光试验
5.1试件分组：
每轮1次磨14块试件，每种集料为2块试件，包括6种试验用集料和1种标准集料。
5.2试件编号：
在试件的环氧树脂砂浆衬背和弧形侧边上用记号笔对6种集料编号为1-12，1种集料赋以相邻两个编号，标准试件为13、14号。
5.3试件安装：
按表T0321—1的序号将试件排列在道路轮上，其中1号位和8号位为标准试件。
试件应将有标记的一侧统一朝外（靠活动盖板一侧），每两块试件间加垫一片或数片1㎜厚的橡胶石棉板垫片，垫片与试件端部断面相仿，但略低于试件高度2㎜～3㎜。
然后盖上道路轮外侧板，边拧螺钉边用橡胶锤敲打外侧板，确保试件与道路轮紧密配合，以避免磨光过程中试件断裂或松动。
随后将道路轮安装到轮轴上。
位置号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
试件号
12
9
3
7
5
1
11
14
10
4
8
6
2
12
表T0321-1试件在道路轮上的排列次序
5.4磨光过程操作
5.4.1试件的加速磨光应在室温20℃±5℃的房间内进行。
5.4.2粗砂磨光
5.4.2.1把标记C的橡胶轮安装在调整臂上，盖上道路轮罩，下面置一积砂盘，给贮水支架上的贮水罐加满水，调节流量阀，使水流暂时中断。
5.4.2.2准备好30号金刚砂粗砂，装入专用贮砂斗，将贮砂斗安装在橡胶轮侧上方的位置上并接上微型电机电源。
转动荷载调整手轮，使凸轮转动放下橡胶轮，将橡胶轮的轮幅完全压着道路轮上的集料试件表面。
5.4.2.3调节溜砂量：
用专用接料斗在出料口接住溜出的金刚砂，同时开始计时，1min后移出料斗，用天平称出溜砂量，使流量为27g/min±7g/min，如不满足要求，应用调速按钮或调节贮料斗控制闸板的方法调整。
5.4.2.4在控制面板上设定转数为57600转，按下电源开关启动磨光机开始运转，同时按动粗砂调速按钮，打开贮砂斗控制闸板，使金刚砂溜砂量控制为27g/min±7g/min。
此时立即调节流量计，使水的流量达60mL/min。
5.4.2.5在试验进行1h和2h时磨光机自动停机（注意不要按下面板上复零按钮和电源开关），用毛刷和小铲清除箱体上和沉在机器底部积砂盘中的金刚砂，检查并拧紧道路轮上有可能松动的螺母，再起动磨光机，至转数显示屏上显示57600转时磨光机自动停止，所需的磨光时间约为3h。
5.4.2.6转动荷载调整手轮使凸轮托起调整臂，清洗道路轮和试件，除去所有残留的金刚砂。
5.4.3细砂磨光
5.4.3.1卸下C标记橡胶轮，更换为X标记橡胶轮接5.4.2.1的方法安装。
5.4.3.2准备好280号金刚砂细砂，按5.4.2.2方法装入专用贮砂斗。
5.4.3.3重复5.4.2.3步骤，调节溜砂量使流量为3g/min±1g／min。
5.4.3.4按5.4.2.4的步骤设定转数为57600转，开始磨光操作，控制金刚砂溜砂量为3g/min±1g/min，水的流最达60mL／min。
5.4.3.5将试件磨2h后停机作适当清洁，按5.4.2.5方法检查并拧紧道路轮螺母，然后再起动磨光机至57600转时自动停机。
5.4.3.6按5.4.2.6方法清理试件及磨光机。
5.5磨光值测定
5.5.1在试验前2h和试验过程中应控制室温为20℃±2℃。
5.5.2将试件从道路轮上卸下并清洗试件，用毛刷清洗集料颗粒的间隙，去除所有残留的金刚砂。
5.5.3将试件表面向下放在18℃～20℃的水中2h，然后取出试件，按下列步骤用摆式摩擦系数测定仪测定磨光值。
5.5.3.1调零：
将摆式仪固定在测试平台上，松
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