【文章內(nèi)容簡介】 的和使用范圍，本試驗(yàn)方法只適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)制件后，對(duì)各種土和路面基層、底基層材料進(jìn)行承載比試驗(yàn)。試樣的最大粒徑值控制在 25mm 以內(nèi)，最大的不超過 38mm。 儀器設(shè)備包括圓孔篩、試筒、擊錘和導(dǎo)管、貫入桿、路面材料強(qiáng)度儀或其他荷載裝置、百分表、多孔板、百分表支架、荷載板、水槽、臺(tái)秤等。 含水量試驗(yàn) 目的和意義，土的工程性質(zhì)之所以復(fù)雜，其主要原因是含水量在土的三相物質(zhì)中形成一種不確定的因素。含水 量的變化，將使土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)隨之而異，土中含水量的不同，可以使土成為堅(jiān)硬的、可塑的或流動(dòng)的土；反映在土的力學(xué)性質(zhì)方面，能使土的強(qiáng)度增加或減少，緊密或疏松，孔隙壓力的變化，有效應(yīng)力的不同及穩(wěn)定性的變化。因此，土的含水量測(cè)試是研究土的物理化學(xué)性質(zhì)不可缺少的工作。 含水量基本概念，土中的水分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水及自由水。工程上的含水量定義為土中自由水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)。 含水量測(cè)試方法有標(biāo)準(zhǔn)烘干法、酒精燃燒法、紅外線法、照射法、炒干法、實(shí)容積法、微波加熱法、碳化鈣氣壓 法、比重法等。 密度試驗(yàn)方法 密度是土的基本物性指標(biāo)之一。無論在室內(nèi)試驗(yàn)或在野外勘察中須測(cè)定密度。測(cè)定密度的方法常有環(huán)刀法、蠟封法、灌砂法、灌水法等。環(huán)刀法操作簡便而準(zhǔn)確，在室內(nèi)和野外普遍采用。不能用環(huán)刀削的堅(jiān)硬、易碎、含有粗粒、形狀不規(guī)則的土可用蠟封法。灌砂法、灌水法一般在野外采用。 液塑限試驗(yàn)方法 細(xì)粒土隨著土中含水量的不同，分別處于各種不同的狀態(tài)。 1911 年瑞典農(nóng)學(xué)家阿太保將土從液態(tài)過渡到固態(tài)的過程分為五個(gè)階段，規(guī)定了各個(gè)界限含水量，成為阿太保限度。土的 界限含水量和土的機(jī)械組成、土料的礦物成分、比表面積、表面電荷強(qiáng)度等一系列因素有關(guān)，是這些的綜合反映。塑性高表示土中膠體粘粒含量大，同時(shí)也表示粘土中可能含有蒙脫石或其他高活性的膠體粘粒較多。因此，界限含水量尤其是液限， 16 能交好地反映出土的物理力學(xué)特性，如壓縮性、膨脹性等。對(duì)工程來說，有實(shí)用意義的主要是土的液限、塑限和縮性。事實(shí)上土的各種狀態(tài)變化都是漸變的。因此，在兩者之間建立確定的界限都帶有一定的任意性。也就是說，其他的物質(zhì)如水從液態(tài)變到氣態(tài)或從液態(tài)變到固態(tài)有直觀的溫度臨界點(diǎn)，而土隨含水量的變化從一狀態(tài)到另一狀 態(tài)無明顯可見的含水量臨界點(diǎn)，這就促使個(gè)國、各行業(yè)土木工程人員實(shí)行行業(yè)約定和規(guī)范，先后發(fā)展用碟式儀法、圓錐儀法、搓條法以及聯(lián)合測(cè)定法來區(qū)別和測(cè)定土的界限含水量。但各行業(yè)間由于歷史原因，用同樣方式測(cè)量時(shí)，所采用的儀器的具體尺寸、質(zhì)量和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同，這是測(cè)試工作者和應(yīng)用人員必須注意的問題。 相對(duì)密度試驗(yàn)方法 土的密實(shí)程度通常指單位體積中固體顆粒的含量。工程上為了更好的表明粗料土所處的密實(shí)狀態(tài)，采用將現(xiàn)場土的孔隙比與該種土所能達(dá)到最密實(shí)時(shí)的孔隙比和最松時(shí)的孔隙比想對(duì)比的辦法來表示現(xiàn)場上空隙比 相對(duì)比的辦法來表示現(xiàn)場的密實(shí)度。 試驗(yàn)儀器主要有量筒、長頸漏斗、錐形塞、砂面拂平器、金屬容器、振動(dòng)儀、臺(tái)秤。 顆粒分析試驗(yàn) 組成土體的顆粒是大小不同的粒徑的集合體，土粒粒徑的大小和級(jí)配與土的工程性質(zhì)緊密相關(guān)。土的顆粒分析試驗(yàn)就是測(cè)定土的粒徑大小和級(jí)配狀況，為土的分類、定義和工程應(yīng)用提供依據(jù)。 試驗(yàn)主要方法有篩分法、比重儀和吸管法。 直剪試驗(yàn) 土的抗剪強(qiáng)度是土的一個(gè)重要力學(xué)指標(biāo)。當(dāng)估算地基承載力、評(píng)價(jià)地基穩(wěn)定性、計(jì)算邊坡穩(wěn)定性以及支擋 結(jié)構(gòu)物的土壓力時(shí)都需用土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。 試驗(yàn)方法主要有快剪試驗(yàn)、固結(jié)快剪試驗(yàn)、慢剪試驗(yàn)。 壓縮試驗(yàn) 壓縮試驗(yàn)是研究主體一維變形特征的測(cè)試方法。試驗(yàn)系將試樣放在限制側(cè)向變形的壓縮容器內(nèi)，分級(jí)施加垂直壓力，測(cè)記加壓后不同時(shí)間的壓縮變形，直至各級(jí)壓力下的變形量趨于某一穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為止。然后將各級(jí)壓力下的最終的變形與相應(yīng)的壓強(qiáng)繪制成曲線，從而求得壓縮指標(biāo)值。土的壓縮主要是孔隙體積減少，所以關(guān)于土的壓縮變形常以其孔隙比的變化表示。 試驗(yàn)主要技術(shù)問題 荷重等級(jí)的影響，按固結(jié)試驗(yàn)結(jié)果估算的沉降量一般與實(shí)測(cè)的沉降量相差很 17 大，這是由于固結(jié)理論和應(yīng)力計(jì)算與實(shí)際情況有所差異，以及土樣結(jié)構(gòu)受到不同程度的擾動(dòng)等原因所致。一般情況下可按試驗(yàn)規(guī)范確定的荷重率加荷，對(duì)特別研究的具體工程也可安自定的荷重率加荷。 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的影響，沉降的穩(wěn)定時(shí)間取決于試樣的透水性和流變性質(zhì)。土樣的粘性越大，達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間也越長。 路基回彈彎沉測(cè)試 國內(nèi)外普通采用回彈彎沉值來表示路基路面的承載能力?；貜棌澇林翟酱螅休d能力越小，反之則越大。我們通常 所說的回彈彎沉值是制標(biāo)準(zhǔn)軸載輪隙中心處的最大彎沉值。在路表進(jìn)行測(cè)試，則反映了路基路面綜合承載能力。回彈彎沉值在我國已廣泛使用且有很多的試驗(yàn)和研究成果，正確的測(cè)試路表回彈彎沉重要的意義。路基回彈彎沉測(cè)試方法根據(jù)實(shí)測(cè)的土基回彈彎沉值，按照彈性半空間體理論的垂直位移公式，計(jì)算土基或路面材料的回彈彎沉值。 試驗(yàn)主要方法有貝克曼測(cè)定路基回彈彎沉試驗(yàn)方法、自動(dòng)彎沉儀測(cè)定路面彎沉試驗(yàn)方法、落錘式彎沉測(cè)定路面彎沉試驗(yàn)方法。 路基回彈模量測(cè)試 試驗(yàn)主要方法有貝克曼梁測(cè)定路基回彈模量 試驗(yàn)方法、承載板測(cè)定土基回彈模量試驗(yàn)方法。 土基現(xiàn)場 CBR 值測(cè)試 土基現(xiàn)場 CBR 值測(cè)試應(yīng)用于在公路現(xiàn)場測(cè)定各種土基材料的現(xiàn)場 CBR 值，所采用試樣的最大集料粒徑不小于 25 mm，最大不的超過 40mm. 試驗(yàn)主要儀器有荷重裝置、現(xiàn)場測(cè)試裝置、貫入桿、承載板、貫入量測(cè)定裝置等。 路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè) 路基壓實(shí)質(zhì)量是道路工程施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行充分的壓實(shí)，才能保證路基、路面的平整度，保證及延長路基、路面工程 的使用壽命?，F(xiàn)場壓實(shí)質(zhì)量用壓實(shí)度表示，對(duì)于路基土及路面基層，壓實(shí)度是指工地實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值。 由于筑路材料結(jié)構(gòu)層次等因素的不同，確定室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的方法也很多樣化，有些方法需在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。最大干密度是指在標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)曲線上最大的干密度值，該值對(duì)應(yīng)的含水量即為最佳含水量。 現(xiàn)場密度試驗(yàn)檢測(cè)方法主要有灌砂法、環(huán)刀法、核子法。 18 壓實(shí)度檢測(cè)評(píng)定的要點(diǎn)有控制平均壓實(shí)度的置信下限，以保證總體水平。規(guī)定單點(diǎn)極限不的超出給定值，防止局部 隱患。規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量優(yōu)劣。 填石路堤的檢測(cè) 石料的技術(shù)性質(zhì) （一） 物理性質(zhì) 石料的物理性質(zhì)主要指石料的各種密度，以及與密度相關(guān)的空隙率、與環(huán)境有關(guān)的吸水性和耐候性等。 (1)物理常數(shù) 石料的物理常數(shù)主要指密度，該密度不僅與石料的化學(xué)組成密切相關(guān)，而且還與石料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)密不可分。密度的大小又與石料的技術(shù)性質(zhì)緊密相關(guān)，在一定程度上表征石料的組織結(jié)構(gòu)。由于石料在組成結(jié)構(gòu)上或多或少存在著孔隙，而孔隙又分為與外界連通的開口孔隙和與外界不連通的閉口孔隙，所以石料 (包括 集料 )的密度就有數(shù)種不同形式。 1)真密度：石料在規(guī)定試驗(yàn)條件下 (溫度 20℃) ，單位真實(shí)體積 (不包括孔隙體積 )的質(zhì)量。 可按下式計(jì)算： ρ t = M/Vt 式中：ρ t— 石料的真密度， g/cm3； M— 石料實(shí)體的質(zhì)量，即石料自身質(zhì)量， g； Vt— 石料實(shí)體的體積， cm3。 2)毛體積密度：石料在規(guī)定試驗(yàn)條件下，單位毛體積 (包括礦質(zhì)實(shí)體和閉口、開口孔隙的體積 )的質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算： ρ h = M/（ Vt+Vn+Vi ） = M/Vh 式中 : ρ h— 石料毛體積密度， g/cm3； M— 石料實(shí)體的質(zhì)量即石料自身質(zhì)量， g； Vt Vi— 分別為石料的閉口空隙和開口空隙體積， cm3； Vh— 石料毛體積， Vh = Vt+Vn+Vi， cm3。 3)孔隙率：石料孔隙體積占其總體積的百分率?？砂聪率接?jì)算： P=（ VO/Vh）179。 100=（ ρ h/ρ t）179。 100 式中 : P— 石料的孔隙率， %； VO— 石料的孔隙體積， cm3。 其他意義同上。 (2)吸水性 19 石料組成構(gòu)造中總是存在一些孔隙或裂隙，遇水后表現(xiàn)出一定的吸水能力。衡量一定條件下石料吸水能力的大小稱為石料的吸水性 ，該性質(zhì)可用吸水率和飽水率兩項(xiàng)指標(biāo)表示。 1)吸水率：石料在室溫 (20℃177。2℃) 和大氣壓條件下，石料試樣最大吸水質(zhì)量占烘干 (105℃177。5℃) 石料試樣質(zhì)量的百分率。該指標(biāo)可按下式計(jì)算： W = (m1m2/m1)179。100 式中 :W— 石料的吸水率，％； m1— 烘干石料質(zhì)量， g； m2— 石料吸飽水的質(zhì)量， g。 2)飽水率：石料在室溫 (20℃177。2℃) 和抽真空 (真空度殘壓為 2 .67kPa)后的條件下，石料試樣最大吸水質(zhì)量占烘干石料試樣質(zhì)量的百分率。飽水率比吸水率大，飽水率的計(jì)算 方法與吸水率相似。 (3)耐候性 石料在自然環(huán)境下的使用過程中，首先要承受周圍環(huán)境溫度改變引起的溫度應(yīng)力作用，其次是承受因正、負(fù)氣溫的交替凍融引起內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)受到的破壞作用，評(píng)價(jià)石料這種抵抗自然破壞因素的性能稱為耐候性。該性能用抗凍性和堅(jiān)固性兩項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。 1)抗凍性：石料抵抗多次凍融循環(huán)作用的性能稱為抗凍性。該性質(zhì)采用一定條件下受測(cè)石料經(jīng)歷數(shù)次凍融循環(huán)過程后，其強(qiáng)度損失的百分率 (耐凍系數(shù) )來表示。 2)堅(jiān)固性：石料抵抗多次由硫酸鈉結(jié)晶膨脹循環(huán)后造成的破壞作用的性能稱為堅(jiān)固性。由于 硫酸鈉從溶解的離子狀態(tài)轉(zhuǎn)化為結(jié)晶體，會(huì)產(chǎn)生一定的晶脹作用，這類似于水在負(fù)溫時(shí)結(jié)冰產(chǎn)生的凍脹作用，但晶脹的作用程度要比凍脹作用更為顯著：所以采用一定的試驗(yàn)方法，以檢測(cè)石料經(jīng)歷數(shù)次硫酸鈉結(jié)晶產(chǎn)生的晶脹作用后其性能的變化程度(如質(zhì)量損失、強(qiáng)度降低等 )，來作為石料堅(jiān)固性的測(cè)定方法。 （二）力學(xué)性質(zhì) 石料力學(xué)性質(zhì)主要采用石料抗壓強(qiáng)度和磨耗性兩項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。 (1)單軸抗壓強(qiáng)度 石料的承載能力取決于石料的組成結(jié)構(gòu)，如石料的礦物組成、巖石自身的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、裂隙的分布等，同時(shí)也取決于試驗(yàn)條件，如試樣的幾何外 形、加載速度、溫度和濕度等：所以采用石料在飽水狀態(tài)且?guī)缀纬叽鐬檫呴L 50mm 的正立方體在一定加載速率條件下的承載能力，來表示石料的抗壓強(qiáng)度。相應(yīng)的計(jì)算公式為： fsc = Fmax/Ao 20 式中： fsc— 石料的單軸抗壓強(qiáng)度， MPa； Fmax— 石料破壞時(shí)的最大荷載， N； Ao— 石料試樣的受壓面積， mm2 (2)磨耗性：磨耗性是石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等綜合作用的性能。目前通行的檢測(cè)評(píng)定方法采用的是洛杉磯磨耗試驗(yàn)法：即通過專用洛杉磯磨耗儀，在一定條件下使待測(cè)石料經(jīng)受撞擊、剪切和摩擦多種考驗(yàn) 后，測(cè)定出因受綜合作用所形成的小于一定粒徑的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的百分率作為磨耗性的評(píng)價(jià)結(jié)果。計(jì)算公式為： Qab = (m1m2/m1)179。100 式中： Qab— 石料的磨耗率，％； m1— 試驗(yàn)用烘干石料試樣質(zhì)量， g； m2— 試驗(yàn)后過 篩的篩余量， g。 （三）化學(xué)性質(zhì)：石料的化學(xué)成分組成對(duì)公路工程石料使用的效果有直接關(guān)系，例如采用石灰?guī)r石料與瀝青拌和而成的混合料在水穩(wěn)性上要比采用花崗巖石料與瀝青拌和的混合料要好，原因就在于前者是堿性巖，而后者是酸性巖：公路工程上根據(jù)石料中氧化硅含量的多少，將其分成三種同酸堿性的石料，見下表： 石料酸堿性分類 石料類型 氧化硅含量（ %） 常見石料 酸性石料 ＞ 65 花崗巖、石英巖 中性石料 52～ 65 輝綠巖、閃長巖 堿性石料 ＜ 52 石灰?guī)r、玄武巖 石料的技術(shù)要求 石料的技術(shù)要求首先是根據(jù)構(gòu)成石料的礦物組成、成分含量和組織結(jié)構(gòu)對(duì)石料進(jìn)行分類，共分為巖漿巖類、石灰?guī)r類、砂巖和片巖類、礫石類等四種。然后按其物理 — 力學(xué)性質(zhì) (飽水抗壓強(qiáng)度和洛杉磯磨耗率 )再劃分為四個(gè)等級(jí)，其中 1 級(jí)為最強(qiáng)的巖石， 2級(jí)為堅(jiān)強(qiáng)的巖石， 3 級(jí)為中等 強(qiáng)度的巖石， 4 級(jí)為較軟的巖石。相應(yīng)的路用石料的等級(jí)劃分和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)列于下表： 道路建筑用天然石料等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 巖石類別 主要代表 巖石名稱 等級(jí) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 極限抗壓強(qiáng)度（ MPa）（飽水狀態(tài)） 洛杉磯磨耗率（ %） 巖漿巖類 花崗巖、玄武巖、安山巖、輝1 ＞ 120 ＜ 25 2 100～ 120 25～ 30 21 率巖等 3 80～ 100 30～ 45 4 — 45～ 60 石灰?guī)r 石灰?guī)r、白云巖等 1 100 ＜ 30 2 80～ 100 30～ 35 3 60～ 80 35～ 50 4 30～ 60 45～ 60 砂巖與片巖類 石英巖、片麻巖、試映片麻巖、砂巖等 1 ＞ 100 30 2 80～ 100 30～ 35 3 50～ 80 30～ 45 4 35～ 50 50～ 60 填石材料料試驗(yàn)檢測(cè) 一．石料密度試驗(yàn) 試驗(yàn)方法一：石料真密度試驗(yàn) （一） 試驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)定在規(guī)定溫度條件下，石料自身單位體積的質(zhì)量 (體積中不包括石料內(nèi)部的閉口孔隙和外部的開口孔隙 )，并結(jié)合石料毛體積密度的測(cè)定為計(jì)算石料的孔隙率提供