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灌砂桶是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代儀器，技術(shù)/4406928適用于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定基層（或底基層）、砂石路面土路基土的各種材料的壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度。
一、 灌砂桶目的和適用范圍
1 、本試驗(yàn)法適用于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定基層（或底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度，也適用于瀝青表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實(shí)度檢測(cè)，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測(cè)。
2 、挖坑灌砂法法測(cè)定密度和壓實(shí)度時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1） 當(dāng)集料的zui大粒徑小于 15mm 、測(cè)定層的厚度不超過 150 mm 時(shí)，宜采用φ 100mm 的小型灌砂筒測(cè)試。
（2） 當(dāng)集料的zui大粒徑等于或大于 15mm ，但不大于 40mm ，測(cè)定層的厚度超過 150mm ，但不超過 200mm 時(shí)，應(yīng)用φ 150mm 的大型灌砂筒測(cè)試。
二灌砂桶、儀具與材料
本試驗(yàn)需要下列儀具與材料：
1 、灌砂筒：有大小兩種，根據(jù)需要采用，形式和主要尺寸見圖 4-1 及表 4-2 。當(dāng)尺寸與表中不*，但不影響使用時(shí)，亦可使用，儲(chǔ)砂筒筒底中心有一圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲(chǔ)砂筒的圓孔相同。漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接，在儲(chǔ)砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設(shè)有開關(guān)，開關(guān)為一薄鐵板，一端與筒底及漏斗鐵板鉸接在一起，另一端伸出筒身外。開關(guān)鐵板上也有一個(gè)相同直徑的圓孔。
2 、金屬標(biāo)定罐：用薄鐵板制作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。
3 、基板：用薄鐵板制作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。
4 、玻璃板：邊長(zhǎng)約 500~600mm 的方形板。
5 、 試樣盤：小筒挖出的試樣可用飯盒存放，大筒挖出的試樣可用 300mm × 500mm × 40mm 的搪瓷盤存放。
6 、天平或臺(tái)秤：稱量 10 ～ 15kg ，感量不大于 1g ，用于含水量測(cè)定的天平精度，對(duì)細(xì)粒土、中粒土、粗粒土宜分別為 0.01g 、 0.1g 、 1.0g 。
7 、含水量測(cè)定器具：如鋁盒、烘箱等。
8 、量砂：粒徑 0.30 ～ 0.60mm 或 0.25 ～ 0.50mm 清潔干燥的均勻砂，約 20 ～ 40kg ，使用前須洗凈、烘干，并放置足夠的時(shí)間，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡。
9 、盛砂的容器：塑料桶等。
10 、其它：鑿子、改錐、鐵錘、長(zhǎng)把勺、長(zhǎng)把小簸箕、毛刷等。
圖 4-1 灌砂筒和標(biāo)定罐 （ 尺寸單位 :mm）
灌砂儀的主要尺寸 表 4 -1
| 結(jié) 構(gòu) | 小型灌砂筒 | 大型灌砂筒 | |
| 儲(chǔ)砂筒 | 直徑 （mm） 容積 （cm 3 ） | 100 2120 | 150 4600 |
| 流砂孔 | 直徑 （mm） | 10 | 15 |
| 金屬標(biāo)定罐 | 內(nèi)徑 （mm） 外徑 （mm） | 100 150 | 150 200 |
| 金屬方盤基板 | 邊長(zhǎng) （mm） 深 （mm） 中孔直徑 （mm） | 350 40 100 | 400 50 150 |
注：如集料的zui大粒徑超過 40mm ，則應(yīng)相應(yīng)地增大灌砂筒和標(biāo)定罐的尺寸。如集料的zui大粒徑超過 60mm ，灌砂筒和現(xiàn)場(chǎng)試洞的直徑應(yīng)為 200mm 。
三、灌砂桶方法與步驟
1 、按現(xiàn)行試驗(yàn)方法對(duì)檢測(cè)對(duì)象試樣用同種材料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，得到zui大干密度（ ρ dm ）及*含水量（ w 0 ）。
2 、按一 .2 的規(guī)定選用適宜的灌砂筒。
3 、按下列步驟標(biāo)定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量 。
（1） 在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至距離筒頂 15mm 左右為止。稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量 m 1 ，準(zhǔn)確至 1g 。以后每次標(biāo)定及試驗(yàn)都應(yīng)該維持裝砂高度與質(zhì)量不變。
（2） 將開關(guān)打開，使灌砂筒筒底的流砂孔、圓錐形漏斗上端開口圓孔及開關(guān)鐵板中心的圓孔上下對(duì)準(zhǔn)，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當(dāng)（或等于標(biāo)定罐的容積），然后關(guān)上開關(guān)。
（3） 不晃動(dòng)儲(chǔ)砂筒的砂，輕輕地將罐砂筒移至玻璃板上，將開關(guān)打開，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)上，并細(xì)心地取走灌砂筒。
（4） 收集并稱量留在玻璃板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂，準(zhǔn)確至 1g ，玻璃板上的砂就是填滿筒下部圓錐體的砂（ m 2 ）。
（5） 重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。
4 、按下列步驟標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量 r S （g/cm 3 ） 。
（1） 用水確定標(biāo)定罐的容積 V ，準(zhǔn)確至 1mL 。
（2） 在儲(chǔ)砂筒中裝入質(zhì)量為 m 1 的砂，并將灌砂筒放在標(biāo)定罐上，將開關(guān)打開，讓砂流出。在整個(gè)流砂過程中，不要碰動(dòng)灌砂筒，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)閉，取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（ m 3 ），準(zhǔn)確至 1g 。
（3） 按式（ 4 － 1 ）計(jì)算填滿標(biāo)定罐所需砂的質(zhì)量 m a （g） ：
m a =m 1 - m 2 - m 3 （ 4 － 1 ）
式中： m a ———標(biāo)定罐中砂的質(zhì)量（ g ）；
m 1 ———裝入灌砂筒內(nèi)的砂的總質(zhì)量（ g ）；
m 2 ———灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（ g ）；
m 3 ———灌砂入標(biāo)定罐后，筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（ g ）。
（4） 重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。
（5） 按式（ 4 － 2 ）計(jì)算量砂的單位質(zhì)量 γ S ：
r S = m a / V （ 4 － 2 ）
式中： r S ———量砂的單位質(zhì)量 （g/cm 3 ） ；
V ——— 標(biāo)定罐的體積（ cm 3 ）。
5 、灌砂桶試驗(yàn)步驟
（ 1 ）在試驗(yàn)地點(diǎn)，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。
（ 2 ）將基板放在平坦表面上，當(dāng)表面的粗糙度較大時(shí)，則將盛有量砂（ m 5 ）的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)關(guān)閉開關(guān)。取下灌砂筒，并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（ m 6 ），準(zhǔn)確至 1g 。
注：當(dāng)需要檢測(cè)厚度時(shí)，應(yīng)先測(cè)量厚度后再進(jìn)行這一步驟。
（ 3 ）取走基板，并將留在試驗(yàn)地點(diǎn)的量砂收回，重新將表面清掃干凈。
（ 4 ）將基板放回清掃干凈的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒*）。在鑿洞過程中，應(yīng)注意不使鑿出的材料丟失，并隨時(shí)將鑿松的的材料取出裝入塑料袋中，不使水分蒸發(fā)。也可放在大試樣盒內(nèi)，試洞的深度應(yīng)等于測(cè)定層厚度，但不得有下層材料混入，zui后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對(duì)土基或基層，為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為 m w ，準(zhǔn)確至 1g 。
（ 5 ）從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測(cè)定其含水量（ w ，以 % 計(jì)）。樣品的數(shù)量如下：用小灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于 100g ；對(duì)于各種中粒土，不少于 500g 。用大灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于 200g ；對(duì)于各種中粒土，不少于是 1000g ；對(duì)于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于 2000g ，稱其質(zhì)量（ m d ），準(zhǔn)確至 1g 。
注：當(dāng)為瀝青表面處治或?yàn)r青貫入式結(jié)構(gòu)類材料時(shí)，則省去測(cè)定含水量步驟 。
（ 6 ）將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲(chǔ)砂筒內(nèi)放滿砂到要求質(zhì)量 m 1 ），使灌砂筒的下口對(duì)準(zhǔn)基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)，在此期間，應(yīng)注意勿碰動(dòng)灌砂筒。直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開關(guān)，仔細(xì)取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（ m 4 ），準(zhǔn)確至 1g 。
（ 7 ） 如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，可省去（ 2 ）和（ 3 ）的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對(duì)準(zhǔn)放在試坑上，中間不需要放基板，打開筒開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)，在此期間，應(yīng)注意應(yīng)注意勿碰動(dòng)灌砂筒。直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。仔細(xì)取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（ m ′ 4 ），準(zhǔn)確至 1g 。
（ 8 ）仔細(xì)取出試筒內(nèi)的量砂，以備下次試驗(yàn)時(shí)再用。若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混有雜質(zhì)，則應(yīng)該重新烘干、過篩，并放置一段時(shí)間，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡后再用。
四、灌砂桶計(jì)算
1 、按式（ 4 — 3 ）或（ 4 — 4 ）計(jì)算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量 m b （ g ）：
灌砂時(shí)，試坑上放在基板時(shí)：
m b = m 1 – m 4 －（ m 5 – m 6 ） （4 － 3 ）
灌砂時(shí)，試坑上不放基板時(shí)：
m b = m 1 – m ˊ 4 – m 2 （4 － 4 ）
式中： m b ———填滿試坑的砂的質(zhì)量（ g ）；
m 1 ———灌砂前灌砂筒內(nèi)砂的質(zhì)量（ g ）；
m 2 ———灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（ g ）；
m 4 、 m ˊ 4 - ———灌砂后，灌砂筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（ g ）；
m 5 – m 6 ———灌砂筒下部圓錐體內(nèi)及基板和粗糙表面間砂的合計(jì)質(zhì)量（ g ）。
2 、按式 （4 － 5） 計(jì)算試坑材料的濕密度 ρ w （g/cm 3 ）
（４－５）
式中 : m w- ——試坑中取出的全部材料的質(zhì)量（ g ）；
γ s ——量砂的單位質(zhì)量 （g/cm 3 ） 。
3. 、按式 （4 － 6） 計(jì)算試坑材料的干密度 ρ d （g/cm 3 ） 。
（４－６）
式中 : w —— 試坑材料的含水量（ % ）。
4. 、當(dāng)為水泥、石灰、粉煤灰等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的場(chǎng)合，可按式（ 4 － 7 ）計(jì)算干密度 ρ d （g/cm 3 ） ；
（４－７）
式中 m d —— - 試坑中取出的穩(wěn)定土的烘干質(zhì)量（ g ）。
５、按式（ 4 － 8 ）計(jì)算施工壓實(shí)度：
（４－８）
式中： K ——測(cè)試地點(diǎn)的施工壓實(shí)度（ % ）。
ρ d — — 試樣的干密度 （g/cm 3 ） ；
ρ dm —— 由擊實(shí)試驗(yàn)得到的試樣的zui大干密度 （g/cm 3 ） 。
注：當(dāng)試坑材料組成與擊實(shí)試驗(yàn)的材料有較大差異時(shí)，可以試坑材料作標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)，求取實(shí)際的zui大干密度。
五、灌砂桶報(bào)告
各種材料的干密度均應(yīng)準(zhǔn)確至 0.01 g/cm 3 。
六、灌砂桶記錄格式
本試驗(yàn)的記錄格式見附錄 B 表 B-5 、表 B-6 。