公路工程试验规程.docx

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公路工程试验规程

公路工程试验规程

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第一章土工试验

第一节土的含水量试验（烘干法、酒精燃烧法）

烘干法

一、定义

土的含水量是在105-110℃下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示，本法是测定含水量的标准方法。

二、适用范围

粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。

三、主要仪器设备

烘箱：

可采用电热烘箱或温度能保持105-110℃的其他能源烘箱，也可用红外线烘箱

天平：

感量0.01g。

称量盒（定期调整为恒质量）

四、计算公式

含水量＝（湿土质量－干土质量）/干土质量×100％

注：

计算至0.1％。

五、允许差值

本试验须进行二次平行测定，取其平均算术平均值，允许平行差值应符合如下规定：

含水量（％）允许平行差值（％）

5以下0.3

40以下≤1

40以上≤2

酒精燃烧法

一、适用范围

本法适用于快速简易测定细粒土（含有机质的除外）的含水量。

二、主要仪器设备

称量盒（定期调整为恒质量）。

天平：

感量0.01g。

酒精：

纯度95％。

三、其余同“烘干法”

第二节土的颗粒分析试验（筛分法、比重计法）

筛分法

一、适用范围

适用于分析粒径大于0.074mm的土。

二、主要仪器设备

标准筛：

粗筛（圆孔）：

孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：

孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。

天平：

称量5000g，感量5g；

称量1000g，感量1g；

称量200g，感量0.2g。

三、试样

从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：

小于2mm颗粒的土100-300g。

最大粒径小于10mm的土300-900g。

最大粒径小于20mm的土1000-2000g。

最大粒径小于40mm的土2000-4000g。

最大粒径大于40mm的土4000g以上。

四、计算公式

按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数：

X=（A/B）×100

式中：

X－小于某粒径颗粒的质量百分数，％；

A－小于某粒径的颗粒质量，g；

B－试样的总质量，g。

当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总质量的百分数：

X=（a/b）×p×100

式中：

a－通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量，g；

b－通过2mm筛的土样中所取试样的质量，g；

p－粒径小于2mm的颗粒质量百分数。

关于不均匀系数的计算：

Cu=d60/d10

式中：

Cu－不均匀系数；

d60－限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60％的粒径，mm；

d10－有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10％的粒径，mm；

比重计法

一、适用范围

本法适用于分析粒径小于0.074mm的土。

二、主要仪器设备

比重计：

（1）甲种比重计：

刻度单位以摄氏20℃时，每1000ml悬液内所含土质量的克数表示，刻度为－5～50，最小分度值为0.5。

（2）乙种比重计：

刻度单位以摄氏20℃时悬液的比重表示，刻度为0.995～1.020，最小分度值为0.0002。

量筒：

容积为1000ml，内径为60mm，高度为350±10mm，刻度为0～1000ml。

细筛：

孔径为2mm，0.5mm，0.25mm;

洗筛：

孔径为0.074mm。

天平：

称量100g，感量0.1g；

称量100g（或200g），感量0.01g。

温度计：

测量范围0～50℃，精度0.5℃。

洗筛漏斗：

上口径略大于洗筛直径，下口直径略小于量筒直径。

煮沸设备：

电热板或电砂浴。

搅拌器：

底板直径50mm，孔径约3mm。

三、试样

比重计分析土样应采用风干土。

土样充分碾散，通过2mm筛（土样风干可在烘箱内以不超过50℃温度鼓风干燥）。

求出土样的风干含水量，并按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。

准确至0.01g.

m=ms（1+0.01w）

式中：

m-风干土质量，g；

ms-比重计分析所需干土质量，g；

w-风干土的含水量，％。

四、计算公式

小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下列公式计算：

1甲种比重计

2X=100×Cg（Rm+Rt-Cd）/ms

式中：

X-小于某粒径的土质量百分数，％；

ms-试样质量（干土质量），g；

Cg-比重校正值

Mt－温度校正值；

Cd-分散剂校正值；

Rm-甲种比重计读数。

2乙种比重计

4X=100×V×Cg[（Rm-1）+mt-Cd]×ρw20

式中：

V-悬液体积（＝1000ML）；

ρw20－20℃时水的密度，g/cm^3

Rm-乙种比重计读数。

其余同前。

第三节土的液塑限联合测定试验

一、目的

联合测定土的液限和塑限，为划分土类、计算天然稠度、塑性指数，供公路工程设计和施工使用。

二、适用范围

适用于粒径不大于0.5mm、有机质含量不大于试样总质量5％的土。

三、主要仪器设备

LP-100液限塑限联合测定仪；锥质量为100g，锥角为30度，度数显示形式宜采用光电式、游标式、百分表式。

盛土杯：

直径5mm，深度4～5cm。

天平：

称量200g，感量0.01g。

第四节土的击实试验

一、目的

本试验分轻型击实和重型击实。

小试筒适用于粒径不大于25mm的土，大试筒适用于粒径不大于38mm的土。

二、仪器设备

标准击实仪：

分轻重型两种。

天平：

感量：

0.01g。

台秤：

称量10kg，感量5g。

园孔筛：

孔径38mm、25mm、19mm、5mm各1个。

拌和工具：

400mm×600mm、深70mm的金属盘、土铲。

三、计算公式

干密度＝湿密度/（1+0.001ω）

式中：

ω－含水量，％。

第五节土的承载比（CBR）试验（室内）

一、适用范围

试样的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过38mm。

二、结果整理

1.一般采用灌入量为2.5mm时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（CBR）:

即：

CBR=（P/7000）*100

同时计算灌入量为5mm时的承载比：

CBR=（P/10500）*10

式中：

CBR——承载比，％；

P——单位压力，kpa。

如灌入量为5mm时的承载比大于2.5mm时的承载比，则试验要重做。

如结果仍然如此则采用2.5mm时的承载比。

2.试件的湿密度公式：

p=（m2-m1）/2177

式中：

p——试件的湿密度，g/cm3

m1——试筒和试件的合质量，g

m2——试筒的容积，cm3

试件的干密度公式：

pd=p/（1+0.01w）

式中：

pd——试件的干密度，g/cm3

w——试件的含水量

三、精度要求

如根据3个平行试验结果计算得的承载比变异系数Cv大于12％，限额去掉一个偏离大的值，取其余2个结果的平均值。

如Cv小于12％，且3个平行试验结果计算的干密度偏差小于0.03g/cm3，则去掉一个偏离大的值，取其2个结果的平均值。

第六节土的烧失量试验

一、仪器设备

高温炉：

自动控制温度达1300℃。

分析天平：

称量100g

瓷坩锅、干燥器、坩埚钳等

二、试验步骤

称取通过1mm筛孔的烘干土时称准到0.0001g；重复灼烧称量，至少两次质量相差小于0.5mg，即为恒量。

至少做一次平行试验。

三、结果整理

烧失量（％）＝[m-（m2-m1）]*100/m

m--烘干土样质量，g

m1--空坩埚质量，g

m2--灼烧后土样＋坩埚质量，g

烧失量测定结果允许偏差

测定值　　　　　　　　　　绝对偏差　　　　　　　　　　相对偏差

>50<0.91.0～1.5

50～30<0.71.5～2.0

30～10<0.52.0～3.0

10～5<0.33.0～4.0

5～1<0.24.0～5.0

1～0.1<0.055.0～6.0

0.1～0.05<0.0066.0～8.0

0.05～0.01<0.0048.0～10.0

0.01～0.005<0.00110.0～12

0.005～0.001<0.000612～15.0

<0.001<0.0001515.0～20.0

第七节土的有机质含量试验

一、适用范围

本测定方法适用与有机质含量不超过15％的土。

测定方法采用重铬酸钾容量法棗油浴加热法

二、整理结果

有机质含量计算公式：

有机质（%）=CFeSO4（V'FeSO4-VFeSO4）*0.003*1.724*1.1*100/ms

式中：

CFeSO4―――硫酸亚铁标准溶液的浓度，mol/L

V'FeSO4―――空白标定时用去的硫酸亚铁标准溶液的量,ml

VFeSO4―――测定土样时用去的硫酸亚铁标准溶液的量,ml

ms―――土样质量（将风干土换算为烘干土），g

0.003―――1/4碳原子的摩尔质量，g/mmol

1.724―――有机碳换算成有机质的系数；

1.1―――氧化校正系数

第八节土的综合毛体积密度试验

一、目的和适用范围

　　本方法适用于测定粒径小于3mm土样的毛体积密度。

二、仪具与材料

　　吊篮，溢水槽，烘箱，标准筛，盛水容器

三、试验步骤

　　1、取试样一份装入干净的搪瓷盘中，注入洁净的水，水面至少高出试样2cm，轻轻搅动土样，使附着在土样上的气泡逸出。

　　2、将吊篮挂在天平的吊钩上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔为止，将天平调零。

　　3、调节水温在15℃－25℃范围内。

将试样移入吊篮中。

溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，维持不变。

称取土样的水中质量（mw）。

　　4、提起吊篮，稍稍滴水后，将试样倒入浅搪瓷盘中，或直接将土样倒在拧干的湿毛巾上。

　　5、立即在保持表干状态下，和负温取土样的表干质量（mf）。

6、将土样置于浅盘中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。

取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取土样的烘干质量（ma）。

　　7、对同一规格的土样应平行试验两次，取平均值作为试验结果。

四、计算

　　γb=ma/（mf-mw）

γb－土样的毛体积相对密度

mf－土样的表干质量

mw－土样的水中质量

ρb=γb*ρT或ρb=（γb-αT）*ρw

ρb－土样的毛体积密度（g/cm^3）

ρT－试验温度T时水的密度

αT－度验温度T时的温度修正系数

ρw－水在4℃时的密度

土的综合毛体积密度试验（容量瓶法）试验方法二

一、目的和适用范围

　　本方法适用于测定粒径大于3mm土样的毛体积密度。

二、仪器设备

　　天平或浸水天平，容量瓶，烘箱，标准筛

三、试验步骤

　　1、取试样一份装入容量瓶中，注入洁净的水，水面高出试样，轻轻摇动容量瓶，使附着在土样上的气泡逸出。

盖上玻璃片，在室温下浸水24h。

　　2、向瓶中加水至水面凸出瓶口，然后盖上容量瓶塞，或用玻璃片沿广口瓶迅速滑行，使其紧贴瓶口水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。

　　3、确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后，称取土样、水、瓶及玻璃片的总质量。

　　4、将试样倒入浅搪瓷盘中，稍稍倾斜搪瓷盘，倒掉流动的水，再用毛巾吸干漏出的自由水。

需要时可称取带表面水的试样质量。

　　5、用拧干的湿毛巾轻轻擦干颗粒的表面水，至表面看不到发亮的水迹，即为饱和面干状态。

　　6、立即称取饱和面干土样的表干质量。

　　7、将土样置于浅盘中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。

取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取土样的烘干质量。

　　8、将瓶洗净，重新装入洁净水，盖上容量瓶塞，或用玻璃片紧贴广口瓶水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。

确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后称取水、瓶及玻璃片的总质量。

四、计算

　　γb＝m0/（m3+m1-m2）

γb-土样的毛体积相对密度

m0-土样的烘干质量

m1-水、瓶及玻璃片的总质量

m2-试样、水、瓶及玻璃片的总质量

m3-试样的表干质量

　　ρb=γb*ρT或ρb=（γb-αT）*ρw

ρb－土样的毛体积密度（g/cm^3）

ρT－试验温度T时水的密度

αT－度验温度T时的温度修正系数

ρw－水在4℃时的密度

第九节土的比重试验

一、目的和适用范围

1、土的比重是土在105～110℃下烘至恒量时的质量与同体积4℃蒸馏水质量的比值。

　2、本试验的目的是测定土的颗粒比重，它是土的物理性基本指标之一。

　3、本试验法适用于粒径小于5mm的土。

二、仪器设备

比重瓶：

容量100（或50）mL。

　恒温水槽：

灵敏度±1℃。

砂浴。

　真空抽气设备。

　筛：

孔径2mmm及5mm的筛。

三、试验步骤

1、烘干比重瓶：

装入烘干土并称量。

　2、排除土中空气：

注意沸腾后调节砂浴温度，不使土液溢出瓶外。

　3、称量瓶、水土总质量：

称量后立即测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。

　4、查瓶水总质量：

根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量。

　5、本试验称量应准确至0.001g。

四、结果整理

1、Gs=ms*Gwt/（m1+ms-m2）

Gs－土的比重

　ms－干土质量

m1－瓶、水总质量

　m2－瓶、水、土总质量

　Gwt－t℃时蒸馏水的比重，准确至0.001

2、Gs＝ms*Gkt/（m'1+ms-m'2）

m'1－瓶、中性液体总质量,g;

m'2－瓶、土、中性液体总质量,g

Gkt－t℃时中性液体的比重，准确至0.001

五、精密度和允许差

本试验必须进行二次平行测定，取其算术平均值，以两位小数表示，其平行差值不得大于0.02。

第十节室内回弹模量试验（承载板法）

一、目的与适用范围

本方法适用于不同湿度和密度的细粒土。

二、主要仪器

杠杆压力仪、承载板、试筒、量表、秒表.

三、主要试验步骤

1、按照击实试验的方法制备试样。

根据工程的要求选择轻型和重型法视最大粒径用小筒或大筒进行击实试验，得到最佳含水量和最大干密度。

然后用最佳含水量用上述试筒击实制备试件。

2、安装仪器

3、欲压:

用最大的预定单位压力p进行欲压，含水量大雨塑限的土，p=50～100Kpa,含水量小于塑限的土，p=100～200Kpa。

欲压进行1～次，每次欲压1分钟，欲压之后调整承载板位置，让试件恢复变形。

4、测定回弹模量。

将预定单位回弹模量分为4～6份，作为每一及加载的压力，每级加载时间为1分钟，记录千分表读数，同时卸载让试件恢复变形，卸载1分钟时再次记录千分表读数，同时施加下一及荷载，如此逐级加载卸载并记录千分表读数，直到最后一级的荷载，为了使试验曲线开始的部分比较准确、第一，第二级荷载可用每一份的一半。

试件的最大压力可以略大于预定的压力。

四、计算

1、各级荷载下的回弹变形

回弹变形=（加载后读数平均值-卸载后读数平均值）×弯沉仪杠杆比

2、各级荷载下的土基回弹模量

Ei=πD×Pi（１-μ２）／４*Ｌ1

Ei:

相对与各级荷载下的土基回弹模量

μ:

土的泊松比

D:

承载板直径

Pi:

承载板压力

Ｌ1:

相对于荷载Pi的回弹变形（cm）

3、土基回弹模量

E0=πD×∑Pi（１-μ２）／４*∑Ｌ1

E0:

土基回弹模量

μ:

土的泊松比

D:

承载板直径

Pi:

承载板压力

Ｌ1:

相对于荷载Pi的回弹变形（cm）

五、注意

第十一节土的颗粒分析试验（筛分法）

一、适用范围

适用于分析粒径大于0.074mm的土。

二、主要仪器设备

标准筛：

粗筛（圆孔）：

孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：

孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。

天平：

称量5000g，感量5g；

称量1000g，感量1g；

称量200g，感量0.2g。

三、试样

从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：

小于2mm颗粒的土100-300g。

最大粒径小于10mm的土300-900g。

最大粒径小于20mm的土1000-2000g。

最大粒径小于40mm的土2000-4000g。

最大粒径大于40mm的土4000g以上。

四、计算公式

按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数：

X=（A/B）×100

式中：

X－小于某粒径颗粒的质量百分数，％；

A－小于某粒径的颗粒质量，g；

B－试样的总质量，g。

当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总质量的百分数：

X=（a/b）×p×100

式中：

a－通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量，g；

b－通过2mm筛的土样中所取试样的质量，g；

p－粒径小于2mm的颗粒质量百分数。

关于不均匀系数的计算：

Cu=d60/d10

式中：

Cu－不均匀系数；

d60－限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60％的粒径，mm；

d10－有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10％的粒径，mm；

五、注意

第十二节密度实验（环刀法）

一、目的与适用范围

本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度。

本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度，但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过2d，且宜用于施工中的密度检验。

二、仪器与材料

人工或电动取土机

三、试验方法与步骤

（1）、用人工取土

1、称取环刀质量M2，准确至0.1g。

2、垂直将环刀打入压实层，取出环刀和试样

3、取下环盖，用修土刀和直尺修平余土，称取环刀及试样质量M1。

（2）、用电动取土机取土

1、若为砂性土，先挖一个砂土柱，将环刀平置于砂土柱上，用手将环刀垂直压下；在环刀口上盖一块平滑的木板，用铁锹将环刀底部切断，用直尺刮平多余土，称取环刀与试样合计质量M1,准确至0.1g。

2、若为电动取土器，接好取土器和电源，将取芯套筒套在切销好的土芯上，摇动即可取土；取出样品，用修土刀和直尺修平余土，用天平称取土芯代套筒质量M1，从土芯中心部分取试样测定含水量。

3、本试验须进行平行试验测定，其平均差不得大于0.03g/cm^3.求其算术平均值。

四、计算

试样湿密度及干密度

ρ＝4*（M1-M2）/（π×d^2*h）

ρd=ρ/（1+0.01ω）

ρ—试样的湿密度（g/cm^3）

ρd—试样的干密度（g/cm^3）

d—环刀或取芯套的直径（cm）

h—环刀或取芯套的高度（cm）

ω—试样的含水量（％）

五、注意

第十三节密度实验（灌砂法）

一、目的与使用范围

本试验适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面土路基土的各种材料的压实层的密度和压实度，也使用于路清表面处治、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。

用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：

（1）、当基料的最大粒径小于15mm，测定层的厚度不超过150mm时，宜采用直径100mm的小型灌砂筒测试。

（2）、当最大粒径等于或大于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用直径150mm的大型灌砂筒测试。

二、仪器与材料

灌砂筒、金属标定罐、基板、量砂（粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干燥均匀砂20～40g）

三、方法与试验步骤

1、标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量。

2、标标定量砂的单位质量γ（g/cm^3）

3、将盛有量砂（M5）的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中空内，直到砂不在流。

取下灌砂筒，称取量筒内砂的质量（M6），准确至1g。

4、称取试坑中全部材料的总质量Mw。

5、从挖出的全部材料中取有代表性的样品，测定其含水量（ω，％）。

用小灌砂筒测定时，细粒土不小于100g，中粒土不小于500g;用大砂筒，相应的细粒土不小于200g，中粒土不小于1000g，粗粒土或无机结合料稳定材料，不少于2000g，称其质量（Md）。

6、将基板放在试坑上，灌砂筒放在基板中间，打开灌砂筒开关，直至砂不再流动，称取量筒内砂的质量（M4）。

7、如清扫干净的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作，试洞挖好后直接对准放在试坑上，不需要放基板，打开筒的开关，最后称取剩余砂的质量（M4'）。

四、计算

1、填满试坑所用砂的质量：

灌砂时试坑上放基板时：

Mb=M1－M4-（M5-M6）

灌砂时试坑上不放基板时：

Mb=M1－M4'-M2

Mb--填满试坑的砂的质量（g）

M1--灌砂前灌砂筒内的砂的质量（g）

M2--灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）

2、试坑材料的湿密度：

ρw＝Mw*γs/Mb

Mw--试坑中取出的全部材料质量，（g）

γs--量砂的单位质量，（g/cm^3）

3、试坑材料的干密度ρd：

ρd=ρw/（1+0.01ω）

ω--试坑材料的含水量，％

当为无机结合料稳定土时：

ρd=Md*γs/Mb

五、报告

各种材料的干密度均准确至0.1g/cm^3。

第十四节粗粒土与巨粒土最大干密度试验（振动台法）

一、目的与适用范围

采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。

试验适用于通过0.074mm标准筛的质量百分率不大于15%的粗粒土和巨粒土。

对最大颗粒大于60mm的巨粒土，应相似级配法制备缩小粒径的系列模型试料。

二、试验仪器设备

振动台、试筒、套筒，加重底板、加重块、百分表及表架、台秤、起吊机、标准筛及其他工具。

三、试验主要步骤

1.干土法

1）、将充分搅拌均匀并烘干的试样分成三份。

将其中一份装入已称量的试筒中，注意使颗粒分离度最小（装完击实后的试样等于或略低于筒高的1/3）。

2）、放置合适的加重底板于试料上，卸下加重底板把手。

将试筒固定于振动台上，装上套筒，将合适的加重块置于加重底板上。

设定振动台的振动频率和振幅，开启振动机，在50Hz下振动10min在60Hz下振动8min。

振毕卸去加重块及加重底板。

3）、重复以上1）、2）步骤进行第二、第三层振动压实。

第三层振毕加重底板不再立即卸去。

4）、卸去套筒，将百分表架支杆插入每个试筒导向瓦套孔中，刷净试筒顶面上及加重底板上位于试筒导向瓦两侧测量位置所积落的细粒土。

分别测读并记录试筒导向瓦每侧试筒顶沿面（中心线处）各三个百分表读数，共12个读数（其平均值即为百分表初始读数Ri）；再从加重底板上测读并记录出相应读数（其平均值即为终了百分表读数Rf）。

5）、卸去加重底板，卸下套筒，在此过程中若试筒沿面和加重底板上的细粒土落入试筒中的质量超过试样总质量的0.2%，应测定其质量，并在报告中注明。

6）、在合适的台称上称量并记录试筒及试样总质量，计算最大干密度ρdmax。

7）、重复以上1）至6）步骤，直至获得一致的最大干密度值（最好在2%以内）。

2.湿土法

1）、将板均匀颗粒级配及含水量的试料，大致分成三份。

如果向干料中加水，最小饱和时间位0.5小时，加水宜加到足够份量。

注：

对于估算向烘干试料中的加水量，起初可尝试每4.5kg试料加约1000ml的水量，或按下式估算：

Mw=