路基路面检测技术实验教案.docx
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路基路面检测技术实验教案
桂林电子科技大学
路基路面工程检测技术课程
实验教案
院系：
建筑与交通工程学院
专业：
交通工程
***********
实验1路面平整度的检测方法：
3米直尺法
实验目的
1用于测定新建道路的路基、路面各层表面的平整度，以评定其的施工质量；
2用于测定既有道路的路面平整度（主要是车辙），为路面维修提供依据；
3掌握用3m直尺测路面平整度的方法；
3掌握原始数据处理方法；
4学会分析平整度检测误差来源的系统思维方法，为提高测量可信度奠定基础；
实验学时
2小时
实验原理：
3m直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离（1.5m）连续测定两种。
两种方法测定的路面平整度有较好的相关关系。
实验难点：
1测点的选择
2数据处理
教学地点：
桂电花江校区校园道路
实验过程
备注
器材
（1）3m直尺
（2）塞尺
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
重点讲解平整度检测误差来源的系统思维方法、用3m直尺测路面平整度的步骤，掌握结果处理方法
方法：
1结合实验理论教学
2动手操作示范
二、准备工作
1在测试路段路面上选择测试地点
注意：
1当为施工过程中质量检测需要时，测试地点根据需要确定，可以单杆检测；
2当为路基、路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时，应首尾相接连续测量10尺。
3对旧路面已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置，用粉笔在路面上作好标记。
三、实验步骤
1在施工过程中检测时，按根据需要确定的方向，将3m直尺摆在测试地点的路面上。
2目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况，确定间隙为最大的位置。
3用有高度标线的塞尺塞进间隙处，量记最大间隙的高度，精确至0.2mm。
4施工结束后检测时，按现行《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）的规定，每1处连续检测10尺，按上述步骤测记10个最大间隙。
四、结果处理
1计算：
单杆检测路面的平整度计算，以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果。
连续测定10尺时，判断每个测定值是否合格，根据要求计算合格百分率，并计算10个最大间隙的平均值。
合格率=（合格尺数/总测尺数）×100%
2单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。
连续测定10尺时，应报告平均值、不合格尺数、合格率。
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验2压实度试验检测方法（环刀法）
实验目的
1掌握环刀法现场测定土的含水量，
2掌握测定现场路基土密度的方法
3学会分析路基密度检测误差来源的系统思维方法，为提高测量可信度奠定基础；
实验学时
2小时
实验原理：
计算原理是用环刀内干土的重量除以其体积。
环刀法实验原理是用环刀垂直打入土中，至土样伸出环刀上部为止；然后将试样连同环刀一起挖出，削去环刀两端多余土；再用酒精法测定余土的含水量；最后用天平测出土的重量。
实验难点：
1打入土中的环刀如何取出并避免环刀中土样的土样不饱满
2数据处理
教学地点：
桂电花江校区校园道路及道路工程实验室
实验过程
备注
器材
（1）人工取土器
（2）天平（3）铁锤（4）铝盒（5）修土刀（6）钢丝锯（7）凡士林（8）毛刷
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
重点讲解现场路基土含量的测定方法
方法：
1结合课程理论教学
2动手操作示范
二、实验步骤
1擦净环刀或取土芯套筒，称其质量
，准确至0.1g。
2在实验地点，选择一块约30X30的平坦地面，并将其扫净；
3用环刀垂直打入土中，至土样伸出环刀上部为止
4将试样连同环刀一起挖出，注意使土样伸出环刀下部，削去环刀两端多余土，使土样与环刀口齐平，并将剩余土样适量装入铝盒，测定其含水量
注意：
1击实时要连续，均匀分布，到位。
2试件削平要控制在1g以内
四、结果处理
1计算湿密度：
2计算干密度：
3计算施工压实度：
式中：
——环刀或取芯套筒与试样的合计质量，g；
——环刀或取芯套筒的质量，g；
——环刀或取芯套筒的容积，cm3；
——含水量，%；
——标准干密度，g/cm3；
注意：
本试验取两个检测点的平均干密度作为现场路基土的干密度；实际施工时需按《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）的规定进行取点.
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验3混凝土回弹模量的检测方法
实验目的
掌握砼试块的弹性模量测量方法
实验学时
2小时
实验原理
实验难点
1给混凝土试块加荷速度控制
2数据处理
教学地点
桂林电子科技大学花江校区校园道路
实验过程
备注
器材
弹性模量测定仪
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
重点讲解如何根据弹性模量测定仪的测试结果计算混凝土的弹性模量
方法：
1结合课程理论教学
2动手操作示范
二、实验步骤
1试验开始前，将弹性模量测定仪放置于平整的平面上，旋出试块紧定螺钉，装上千分表，送开固定板紧定螺钉，取下固定板，则测定仪已在试块上定位。
将测定仪连同试块置于压力试验机的下压板上，试块中心与压力机下压板中心对准，千分表调零。
2开动压力机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡，以0.2-0.3mpa/s的速度连续而均匀地加载到Pa（即试件预期破坏荷载值的40%），然后以同样速度卸荷至零，如此反复预压3次。
在预压时，观察压力机及千分表是否正常。
试件两侧千分表变形之差，不得大于变形平均值的15%，更不能正负异向，当采用100mm×100mm截面的试件时，其两侧变形之差，不得大于变形平均值的20%，否则用硬木轻敲球座调整，或调整试件位置。
3用上述速度进行第四次加荷，先至初载荷,先至初载荷PO（约为0.5MPA），保持30S，分别读两侧千分表△O，然后加荷至PA，保持约30秒，分别读两侧千分表△A，分别计算两侧变形增值△A-△O，并计算出平均值，设为△4；
4读取△A后即以同样速度卸荷至PO，保持约30秒，分别读两侧千分表读数△00，同上步骤，进行第五次加荷，求出△50
5△5与△4之差应不大于0.0002（L=150mm）,否则，应中伏上述步骤，直至两次相邻加荷变形值之差符合要求，以最后一次变形值△0为准。
然后卸去千分表，以同样速度继续加荷至试件破坏，记下循环轴心抗压强度Ra.
三、结果处理
混凝土抗压弹性模量Ec按下式计算：
式中，
——混凝土抗压弹性模量，Mpa
PA-终载荷（N）
PO-初载荷（N）
△a-第五次或最后一次加荷，试件两侧在PA及PO作用下变形差平均值（mm）
L-标距（mm）
A-试件断面积（mm2）
以3根试件实验结果的算术平均值为测定值。
若任一抽心抗压强度平均值之差超过平均值20%，则EC按另两根试件试验结果的算术平均值计算，若两根试件结果超出规定，试验无效。
实验结果精确至100Mpa。
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验4路面抗滑性能检测方法
实验目的
1学会从系统工程的角度理解沥青路面的路面抗滑性能的影响因素
2掌握用手工铺砂法测沥青路面构造深度。
3掌握原始数据处理方法
4具有认真勤奋的学习态度，严谨求实的实验操作作风。
实验学时
2小时
实验原理：
将已知体积的砂，摊铺在所要测试路表的测点上，量取摊平覆盖的面积。
砂的体积与所覆盖平均面积的比值，即为构造深度
实验难点：
1如何将砂均匀摊铺成圆状
2数据处理
教学地点：
花江校区校园道路
实验过程
备注
器材
（1）人工铺砂仪2）量砂（3）量尺（4）其它
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
重点讲解用人工铺砂仪测定沥青路面构造深度的操作方法，掌握结果处理方法
方法：
1结合实验理论教学
2动手操作示范
二、准备工作
1量砂准备
2对测试路段按随机取样选点的方法，决定测点所在横断面位置
注意：
1回收砂必须经干燥、过筛处理后方可使用
2测点应选在行车道的轮迹带上，距路面边缘不应小于1m。
三、实验步骤
1用扫帚或毛刷子将测点附近的路面清扫干净，面积不小于30cm×30cm。
2用小铲向圆筒中注满砂，手提圆筒上方，在硬质路面上轻轻地叩打3次，使砂密实，补足砂面用钢尺一次刮平。
不可直接用量砂筒装砂，以免影响量砂密度的均匀性。
3将砂倒在路面上，用底面粘有橡胶片的推平板，由里向外重复做摊铺运动。
4用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径，取其平均值，准确至5mm。
5按以上方法，同一处平行测定不少于3次，3个测点均位于轮迹带上，测点间距3～5m。
注意：
1力将砂细心地尽可能地向外摊开，使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中，尽可能将砂摊成圆形，并不得在表面上留有浮动余砂。
注意摊铺时不可用力过大或向外推挤。
2注意摊铺时不可用力过大或向外推挤。
四、结果处理
1计算：
路面表面构造深度测定结果按式计算：
2每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果，精确至0.1mm。
3）计算每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。
注意：
1列表逐点报告路面构造深度的测定值及3次测定的平均值，当平均值小于0.2mm时，试验结果以＜0.2mm表示；
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验5土基回弹模量的检测方法
实验目的
1理解最佳含水量和最大干密度
2掌握用承载板法检测路基土的回弹模量
3掌握用系统工程的方法分析路基土回弹模量检测中误差的来源及提高精度的方法
4具有认真勤奋的学习态度，严谨求实的实验操作作风。
实验学时
2小时
实验原理：
承载板采用逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载相应的回弹变形值，然后通过计算求取土基回弹模量，以了解土的强度是否满足设计要求。
实验难点：
1承载板加载操作的准确性和安全性
2数据处理
教学地点：
桂林市道路施工现场
实验过程
备注
器材
（1）加载设备
（2）刚性承载板一块（3）路面弯沉仪2台（4）油压千斤顶（5）其它：
秒表、水平尺、细砂、毛刷、铲等
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
重点讲解承载板法测定土基回弹模量的原理，如何通过承载板的逐级加载、卸载，测定相应的回弹变形值，画出压力——变形曲线，通过计算求出土基回弹模量。
方法：
1结合课程理论教学
2动手操作示范
二、实验步骤
（1）用千斤顶开始加载，注视测力环或压力表，至预压0.O5MPa、稳压1min，使承载板与土基紧密接触，同时检查百分表的工作情况是否正常，然后放松千斤顶油门卸载，稳压1min，将指针对零或记录初始读数。
（2）测定土基的压力一变形曲线。
用千斤顶加载，采用逐级加载卸载法，用压力表或测力环控制加载量，荷载小于0．1MPa时，每级增加0．O2MPa，以后每级增加0.04MPa左右。
为了使加载和计算方便，加载数值可适当调整为整数。
每次加载至预定荷载后，稳定1min，立即读记两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0，待卸载稳定1min后，再次读数，每次卸载后百分表不再对零。
当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的30％时，取平均值。
如超过30％，则应重测，当回弹变形值超过1mm时，即可停止加载。
（3）各级荷载的回弹变形和总变形，按以下方法计算：
回弹变形
=（加载后读数平均值一卸载后读数平均值）×调弯沉仪杠杆比
总变形
=（加载后读数平均值一加载初始前读数平均值）×调弯沉仪杠杆比
（4）测定汽车总影响量
。
最后一次加载卸载循环结束后，取走千斤顶，重新读取百分表初读数，然后将汽车开出10m以外，读取终值数，两只百分表的初、终读数差之平均值乘弯沉仪杠杆比即为总影响量
。
四、结果处理
（1）各级压力的回弹变形加上该级的影响量后，则为计算回弹变形值。
（2）将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除显著偏离的异常点并绘出顺滑的P一L曲线，如曲线起始部分出现反弯，应修正原点。
（3）计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值。
（4）取结束试验前的各回弹变形值按线形回归方法计算土基回弹模量E0 值。
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验6路面结构层厚度检测检测方法
实验目的
1掌握采用挖坑法检测路面基层和砂石路面的厚度；
2掌握采用钻芯法检测沥青路面和水泥混凝土路面的厚度；
3学会分析厚度检测误差来源的系统思维方法，为提高测量可信度奠定基础；
实验学时
2小时
实验原理：
挖坑法直接在路面中挖坑，用尺子直接量测读数；钻芯法是采用专门的钻芯机从路面中取出芯样，然后用尺子直接量测读数。
实验难点：
1测点的选择
2数据处理
教学地点：
桂电花江校区校园道路
实验过程
备注
器材
（1）镐
（2）铲（3）取芯机（4）钢尺（5）其它
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
重点讲解挖坑法和钻芯法检测误差来源的系统思维方法掌握结果处理方法
方法：
1结合实验理论教学
2动手操作示范
二、准备工作
1、挖坑用镐、铲、凿子、锤子、小铲、毛刷。
2、取样用路面取芯钻机及钻头、冷却水。
钻头的标准直径为φ100mm，如芯样仅供测量厚度，不作其他试验时，对沥青面层与水泥混凝土板也可用直径φ50mm的钻头，对基层材料有可能损坏试件时，也可用直径φ150mm的钻头，但钻孔深度均必须达到层厚。
3、量尺：
钢板尺、钢卷尺、卡尺。
4、补坑材料：
与检查层位的材料相同。
5、补坑用具：
夯、热夯、水等。
6、其它：
搪瓷盘、棉纱等。
三、实验步骤
挖坑法实验步骤：
（1）根据现行规范的要求，随机取样决定挖坑检查的位置。
如为旧路，该点有坑洞等显著缺陷或接缝时，可在其旁边检测。
（2）选一块约40cm×40cm的平坦表面作为试验地点，用毛刷将其清扫干净。
（3）根据材料坚硬程度，选择镐、铲、凿子等适当的工具，开挖这一层材料，直至层位底面。
在便于开挖的前提下，开挖面积应尽量缩小，坑洞大体呈圆形，边开挖边将材料铲出，置于搪瓷盘中。
（4）用毛刷将坑底清扫，确认为坑底面下一层的顶面。
（5）将钢板尺平放横跨于坑的两边，用另一把钢尺或卡尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底，测量坑底至钢板尺的距离，即为检查层的厚度，以cm计，精确至0.1cm。
（6）用取样层的相同材料填补试坑。
钻芯法实验步骤：
（1）根据现行规范的要求，按公路路基路面随机取样选点的方法，决定钻孔检查的位置。
如为旧路，取点有坑洞等显著缺陷或接缝时，可在其旁边检测。
（2）用路面取机芯样钻孔机，芯样的直径通常为φ100mm，如芯样仅供测量厚度，不作其他试验时，对沥青面层与水泥混凝土边可用直径φ50mm的钻头，对基层材料如有可能损坏试件时，也可用直径φ150mm的钻头，钻孔深度均必须达到层厚。
（3）仔细取出芯样，清除底面灰土，找出与下层的分界面。
（4）用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度，取其平均值，即为该层的厚度，准确至0.1cm。
四、结果处理
1计算：
对路段内路面结构层厚度按代表值的允许偏差和单个测定值的允许偏差进行评定。
厚度值代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即。
式中：
——厚度代表值（算术平均值下置信界限）；
——厚度平均值；
——标准差；
——检查数量；
——t分布表中随测点数和保证率（或置信度a）而变的系数，可查表求出。
采用的保证率：
高速公路、一级公路基层、底基层为99%，面层为95%；其他公路基层、底基层为95%，面层为90%。
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验7沥青路面渗水试验
实验目的
1理解沥青路面的渗水性能
2掌握用路面渗水仪测定沥青路面的渗水系数。
3掌握原始数据处理方法
4具有认真勤奋的学习态度，严谨求实的实验操作作风。
实验学时
2小时
实验原理：
沥青路面渗水性能通常用渗水系数表征，渗水系数是指在规定的水头压力下，水在单位时间内通过一定面积的路面渗入下层的数量，单位为mL/min
实验难点：
1实验操作过程必须十分规范，否则所得数据不准确
2数据处理
教学地点：
路面实验
实验过程
备注
器材
（1）路面渗水仪
（2）水筒及大漏斗（3）秒表（4）密封材料（5）其它
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
理解沥青路面渗水程度对路面性能的影响，重点讲解用路面渗水仪测定沥青路面的渗水系数的操作方法，掌握原始数据处理方法
方法：
1结合实验理论教学
2动手操作示范
二、准备工作
1选择测试路段。
2在洁净的水桶内滴入几点红墨水，使水成淡红色
3装妥路面渗水仪
注意：
路面渗水系数与空隙率有很大关系，通常剩余空隙率越大，路面渗水系数越大，路面渗水越严重，注意地点的选择，由于路面在使用过程中，灰尘极易堵塞空隙，使渗水试验无法做好，因此，渗水系数测试应在路面施工结束后进行测试。
三、实验步骤
1将清扫后的路面用粉笔按测试仪器底座大小划好圆圈记号。
2在路面上沿底座圆圈抹一薄层密封材料，边涂边用手压紧，使密封材料嵌满缝隙且牢固地粘结在路面上。
3关闭细管下方的开关，向仪器的上方量筒中注入淡红色的水至满，总量为600mL
4迅速将开关全部打开，水开始从细管下部流出，待水面下降100mL时，立即开动秒表，每间隔60s，读记仪器管的刻度一次，至水面下降500mL时为止。
5按以上步骤在同1个检测路段选择5个测点测定渗水系数，取其平均值，作为检测结果。
注意：
1，密封料圈的内径与底座内径相同，约150mm，将组合好的渗水试验仪底座用力压在路面密封材料圈上，再加上压重铁圈压住仪器底座，以防止力水从底座与路面间流出。
2测试过程中，如水从底座与密封材料间渗出，说明底座与路面密封不好，应移至附近干燥路面处重新操作。
如水面下降速度很慢，从水面下降至100mL开始，测得3min的渗水量即可停止。
若试验时水面下降至一定程度后基本保持不动，说明路面基本不透水或根本不透水，则在报告中注明。
四、结果处理
1计算：
沥青路面的渗水系数按下式计算：
2列表逐点报告每个检测路段各个测点的渗水系数，及5个测点的平均值，标准差、变异系数。
注意：
1计算时以水面从100mL下降至500mL所需的时间为标准，若渗水时间过长，亦可采用3min通过的水量计算；
2若路面不透水，则在报告中注明为0。
实验报告
实验考核
1考勤记录2操作技能3实验报告和结果处理
实验总结
（实验效果及改进设想）
实验8弯沉检测技术
实验目的
1本方法适用于测定各类路基路面的回弹弯沉，用以评定其整体承载能力，可供路面结构设计使用。
2沥青路面的弯沉以路表温度20℃时为准，在其他温度测试时，对厚度大于5cm的沥青路面，弯沉值应予温度修正。
3掌握原始数据处理方法
4学会分析弯沉检测误差来源的系统思维方法，为提高测量可信度奠定基础；
实验学时
2小时
实验原理：
路基或路面表面在规定的标准车作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形（弯沉弯沉）称为弯沉。
弯沉能代表路基路面整体抵抗垂直变形的能力，可用贝克曼梁测定。
实验难点：
1实验操作过程必须十分规范，否则所得数据不准确
2数据处理
教学地点：
桂林市道路施工现场
实验过程
备注
器材
1、标准车：
双轴、后轴双侧4轮的载重车，其标准轴荷载、轮
胎尺寸、轮胎间隙及轮胎气压等主要参数应符合表1的要求。
测试车可根据需要按公路等级选择，高速公路、一级公路及二级公路应采用后轴10t的BZZ-100标准车；其他等级公路可采用后轴6t的BZZ-60标准车。
2、路面弯沉仪：
由贝克曼梁、百分表及表架组成，贝克曼梁
由合金铝制成，上有水准泡，其前臂（接触路面）与后臂（装百分表）长度比为2∶1。
弯沉仪长度有两种:
一种长3.6m,前后臂分别为2.4m和1.2m;另一种加长的弯沉仪长5.4m,前后臂分别为3.6m和1.8m.当在半刚性基层沥青路面或水泥混凝土路面上测定时,宜采用长度为5.4m的贝克曼梁弯沉仪,并采用BZZ-100标准车.弯沉采用百分表量得,也可用自动记录装置进行测量.
3、接触式路表温度计:
端头为平头,分度不大于1℃.
4、其他:
皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等.
实
验
流
程
讲
授
新
课
一、讲解实验的理论，操作方法和数据处理方法。
理解弯沉大小对路基路面整体承载能力的意义，重点讲解用贝克曼梁测定路基路面弯沉的操作方法，掌握原始数据处理方法
方法：
1结合实验理论教学
2动手操作示范
二、准备工作
（1）查并保持测定用标准车的车况及刹车性能良好,轮胎内胎符合规定充气压力.
（2）汽车车槽中装载（铁块或集料）,并用地中衡或野外承重测试仪称量后轴总质量,符合要求的轴重规定,汽车行驶及测定过程中,轴重不得变化.
（3）测定轮胎接地面积:
在平整光滑的硬质路面上用千斤顶
将汽车后轴顶起,在轮胎下方铺一张新的复写纸,轻轻落下千斤顶,即在方格纸上印上轮胎印痕,用求积仪或数方格的方法测算轮胎接地面积,准确至0.1cm²。
（4）查弯沉仪百分表测量灵敏情况。
（5）在沥青路面上测定时，用路表温度计测定试验时气温及
路表温度（一天中气温不断变化，应随时测定），并通过气象台了解前5d的平均气温（日最高气温与最低气
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