市政道路工程试验检测概述

市政道路工程试验检测概述朱陶朱陶本次结合关于加强全市市政道路工程质量管理工作的通知武城建（2014）49号文件要求以及相关规范性文件要求与大家一起对道路工程中的相关检测项目进行学习讨论。主要内容主要内容 l一、一、试验检测工作目的与意义试验检测工作目的与意义l二、土二、土路基材料试验检测路基材料试验检测l三、基层材料试验检测三、基层材料试验检测l四、路面材料试验检测四、路面材料试验检测一、试验检测工作目的与意义一、试验检测工作目的与意义 l1、目的和意义、目的和意义试验检测工作是市政工程施工技术管理中的一个重要组成部分，同时也是市政工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个主要环节。通过试验检测能充分地利用当地原材料，能迅速推广应用新材料、新工艺和新技术；能用定量的方法科学地评定各种材料和构件的质量；能合理地控制并科学地评定工程质量。因此，它对提高工程质量、加快工程进度、降低工程造价、推动公路工程技术进步起到极为重要的作用。2、试验检测的标准和规程每项试验检测方法应根据有关国家或部颁现行最新技术标准、操作规程和有关行业工作规范制定详细的实施细则。技术标准：主要是国家质量技术标准、设计文件等，特殊情况下可由业主提供特殊的检测要求。操作规程：主要是试验检测的有关操作标准、要求、方法等。工作规范：主要是公路、铁路工程设计、施工技术规范等。现行市政工程常用试验检测规程：lCJJ12008城镇道路工程施工与质量验收规范lJTGF102006公路路基施工技术规范lTB104142003铁路路基工程施工质量验收标准lJTG0342000公路路面基层施工技术规范lJJTGF302003公路水泥混凝土路面施工技术规范lJTGF402004公路沥青路面施工技术规范lDB42/T3442006城镇道路沥青路面施工技术及验收规程二、土路基材料试验检测（一）、路基填土试验（一）、路基填土试验1、土的分类目的：对土的性状作定性评价。方法：l工程用土分类：通过对土的颗粒组成分析，液塑限指标分析以及土中有机质存在情况定出土的名称。l坚实系数分类：松软土（0.50.6）、普通土（0.60.8）、坚土（0.81.0）、砂砾土（1.01.5）、软石（1.54.0）土的分类核土颗粒粒径关系l2、土的物理、力学性质l其中物理性质：含水量、密度、（粘性土）液塑限、(砂土）相对密度、颗粒分析用于确定土名力学性质：l击实试验、直剪试验、压缩试验l49号文件特别对路基填筑材料的相关指标检测作出要求，具体指标如下：l3、代表试验项目 l含水量l目的：路基施工时必须保证路基的压实度,影响路基压实效果的因素有内因和外因。内因是指土质和湿度;外因是指压实功能及压实时的外界自然因素和人为的其他因素等。其中,路基土体的湿度是影响路基施工质量的重要因素之一,也是道路工程师们在路基施工质量控制中最关心的问题之一。路基的含水量对于其压实起着重要的作用,在公路路基施工中,通常控制在最佳含水量时进行压实。含水量测定方法较多,如烘干法、酒精燃烧法、微波法、钙化气压法等，不同土质可采用不同方法得出较为精确的结果，我们市政道路工程中常常采用的是烘干法。l烘干法是规范中规定的测定含水量的标准方法。本试验方法适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。采用电热烘箱或温度能保持105110的其他能源烘箱,也可用红外线烘箱,主要是通过土壤升温,使水分蒸发。按规程规定进行取样试验,计算土样的含水量。在试验过程中,烘干时间控制很严格,细粒土:810h,砂类土:68h,对含有机质超过5%的土,应将温度控制在6570的恒温下烘干。l含水量W（湿土质量干土质量）WW/干土质量WS100 l压实度l土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。l方法：环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等l环刀法：取得现场原样土，通过室内试验计算后，测定细粒土的密度。l蜡封法：易破裂土和形态不规则的坚硬土。l灌水法：现场测定粗粒土和巨粒土的密度。l灌砂法：施工现场常用试验方法，现场测定细粒土、砂类土、砾类土的密度。环刀法环刀法l按式（31）或式（32）分别计算湿密度和干密度：l式中湿密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3；l干密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3；l湿土质量（g）；l环刀加湿土质量（g）；l环刀质量（g）；l含水率（%）；l环刀容积（cm3）。l颗粒分析目的：对土进行分类方法：l筛分法：粒径大于0.075mm的土。l比重计法、移液管法：用于粒径小于0.075mm的土。l界限含水量目的：粘性土的状态随着含水率的变化而变化，当含水率不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率，界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm，且有机质含量不超过5%，液限小于等于50%，塑性指数小于等于26。方法：l液塑限联合测定法：划分土类、计算天然稠度、塑性指数。图11液限、塑限联合测定仪 l击实试验 目的：通过击实试验，模拟现场施工条件，确定路基填土的最佳含水量和最大干密度。是路基压实效果的标准参数。方法：l轻型、重型击实。l轻型击实适用于粒径小于5mm的粘性土，重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土l区别：击实功能的大小、击实筒和击锤的尺寸l标准重型击实试验方法标准重型击实试验方法 l以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线及饱和曲线，干密度与含水率的关系曲线上峰点的坐标分别为土的最大密度与最优含水率，如不连成完整的曲线时，应进行补点试验。l每次击实试验得到的含水量和湿密度，每次试验得到每次击实试验得到的含水量和湿密度，每次试验得到的干密度：的干密度：l d=s/（1+0.01W）l 绘制成干密度绘制成干密度含水量曲线，即含水量曲线，即 dw曲线：曲线：l d=aw2+bw+cl式中式中 a、b、c待定系数。待定系数。l 用击实试验结果得到试验土体待定参数方程，对用击实试验结果得到试验土体待定参数方程，对W求导。求导。l 令令d d/dw=0，得到试验土体最大干密度，得到试验土体最大干密度 dm和最和最佳含水量佳含水量w0 l承载比试验（CBR）目的：lCBR是用于综合评定路基土和路面材料的强度指标，是柔性路面设计的主要参数。CBR（国际）；E0（国内）所谓CBR值，就是试验贯入量达到2.5mm或5mm时的单位压力与标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度（7MPa或10.5MPa)的比值,用百分数表示。注意问题：（除击实试验的问题外）l制样方法：击实法和预压法l路基填料最小强度和最大粒径要求项目分类路面地面下深度(cm)填料最小强度(CBR)%填料最大粒径(mm)高速、一级其他等级填方路基上路床0308610下路床30805410上路堤801504315下路堤150以下3215零填及路堑路床8610l弯沉试验l目的：测定各类路基路面的回弹弯沉以评定其整体承载能力，可供路面结构设计使用l方法：贝克曼梁法和落锤式弯沉仪(FWD)贝克曼梁法l落锤式弯沉仪lFWD的工作原理是通过计算机控制下把一定质量的重锤由液压传动装置提升至一定高度,然后释放,使其自由下落,落在一刚性圆盘上(荷载盘),对路面产生一个脉冲荷载,其作用时间和振幅值非常接近于运动着的汽车轮载。在该荷载作用下,路面产生变形,形成弯沉盆。弯沉盆各处的变形或者最大位移值,由分布在弯沉盆不同位置上的数个位移传感器测定。荷载的大小通过改变锤重的提升高度可在相当大的范围内调整,并通过刚性圆盘作用到路面上,路面的变形由59个位移传感器测出。l因为我国路面设计和检测均以贝克曼梁回弹弯沉值为准,所以公路路基路面现场测试规程(JTGE602008)要求FWD测试值必须根据对比试验形成相关方程后换算成贝克曼梁测试值,而且相关系数不得小于0.9。三、基层材料试验l基层类型：半刚性、柔性、刚性l半刚性基层：无机结合料稳定粒料l水泥稳定碎石基层：压实度、集料级配、配合比试验、实体钻芯压实度ll灌砂法：是当前最通用的现场测定密度的主要方法。优点是测试精度相对较高；缺点是操作较复杂，测试速度较慢。注意问题：l根据填料的最大粒径、测定层的厚度确定罐砂筒大小。l粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm，采用直径100mm的小罐砂筒；l粒径大于等于15mm、但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm、但不超过200mm，采用直径150mm的大罐砂筒；l计算时，要区分开试坑上是否放置基板。l量砂：量砂要规则，使用前必须测定松方密度。l罐砂法检测厚度应为整个碾压层厚，以提高检测精度。l集料集配l采用质地坚硬、耐久、洁净的碎石。压碎值不大于30%，单个颗粒最大粒径不大于31.5，有机质含量不宜超过2%，液限不大于28%，塑性指标不大于6，当作为沥青路面基层时，塑性指标不大于3者4。l配合比试验配合比试验l集料集配确认后，应进行配合比试验，确定满足强度要求的施工配合比，形成配合比设计报告报监理审批，拌合前，应对集料质量进行分析检验，经检验合格并报监理单位审批同意后，方可配置混合料。实体钻芯l路面基层质量验收时，必须采用钻芯取样检验方法，检验路面基层的整体性和厚度。l方法：钻芯法三、路面试验检测l水泥混凝土土路及沥青路面l混凝土路面检测项目：弯拉强度、配合比试验 （三、）沥青混合料各项指标测定（三、）沥青混合料各项指标测定、物理指标测定按击实法制成的沥青混合料圆柱体，经1小时以后，用水中重法测定其表观密度，并按组成材料原始数据计算得出。VV空隙率、VA沥青体积百分率、VMA矿料间隙率、VFA沥青饱和度。2、高温稳定性指标测定马歇尔稳定度、流值：标准击实试件，在稳定度仪上测定60 时的破坏荷载、破坏变形量，以这两项指标来表征其高温时的 抗变形能力。3、水稳定性指标测定 残留稳定度：软化性能，48小时浸水马歇尔强度与标准马歇尔 强度之比。4、热稳定性指标测定 动稳定度：混合料夏季高温通常为60条件下，经车辆荷载长 期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。5、低温性能指标测定 劈裂冻融强度：经过规定条件冻融试件与标准试件劈裂强度比 值，表示低温抗裂性 （四）、沥青混合料产品质量测定（四）、沥青混合料产品质量测定1、混合料外观：集料粗细、均匀性、离析、色泽、冒烟、有无花白料、油团等。2、拌和温度：沥青、集料加热温度；出厂温度3、矿料级配：燃烧炉测定4、沥青用量：燃烧炉测定（五）、路面现场试验检测（五）、路面现场试验检测1、现场密实度检测：钻芯法标准密度测定：当天试验室马歇尔密度、每天实测的最大理论密度、试验路密度等。2、弯沉检测：贝克曼梁法：标准方法，传统检测，速度慢，静态检测，比较成熟。落垂式弯沉仪法：利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载测定弯沉，属动态测试，快速连续，但须用贝克曼梁法进行标定换算。3、平整度检测：3m直尺法：设备简单，结果直观，间断测试，效率低，反映凸凹程度;最大间隙h(mm)断面类连续式平整度仪法：设备较复杂，连续测试，效率高，反映凸凹程度;标准差(mm)断面类颠簸累计仪：设备较复杂，连续测试，效率高，反映舒适性，单向累计值VBI(cm/km)反应类路面综合检测车：国际平整度指数IRI反应类4、抗滑性能检测：抗滑摆值：指用标准的手提式摆式仪测定路面在潮湿条件下对摆的摩擦阻力；B(BPN)45构造深度:指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度；TD(mm)0.55横向摩擦系数:用标准的摩擦系数测定车测定,当测定轮与行车方向成一定角度切以一定速度行驶时,轮胎与潮湿路面之间的摩擦阻力与试验轮上荷载的比值.SFC 545、结构层厚度检测：钻孔、雷达检测车路基、路面弯沉值评定路基、路面弯沉值评定每一双车道评定路段（不超过1公里）检查80100多个点，多车道公路必须按车道数与双车道之比，相应增加测点。弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：Lr=L+ZS式中：Lr弯沉代表值(0.01mm);L实际弯沉的平均值(0.01mm)；S标准差；Z与要求保证率有关的系数，见下表层位Z高速公路、一级公路二、三公路沥青面层1.6451.5路基2.01.645当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时，可将超当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时，可将超l出L(23)S的弯沉特异值舍弃，重新计算平均值和标准差。对舍弃的弯沉值大于L(23)S的点，应找出其周围界限，进行局部处理。用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉测定时，应按两个独立测点计，不能采用左右两点的平均值。弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时，相应分项工程为不合格。测定时的路表温度对沥青面层的弯沉值有明显影响，应进行温度修正。当沥青层厚度小于或等于50mm时，或路表温度在202范围内，可不进行温度修正。若在非不利季节测定时，应考率季节影响系数。路面结构层厚度评定路面结构层厚度评定评定路段内路面结构层厚度按代表值和单个合格值的允许偏差进行评定。厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即：XL厚度代表值（算术平均值的下置信界限）；X厚度平均值；S标准差；N检测点数；t分布表中随测点数和保证率（或置信度）而变的系数，可查表采用的保证率：高速、一级：基层、底基层99%；面层95%其他公路：基层、底基层95%；面层90%当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时，则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来计算合格率；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，相应分项工程为不合格。沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路和一级公路分23层铺筑时，还应进行上面层厚度检查和评定。总厚度上面层厚度代表值：设计值的5%设计值的10%厚度合格值：设计值的10%设计值的20%