案例10 半刚性基层和底基层强度评定
教案项目十一半刚性基层和底基层材料检测
教案项目十一半刚性基层和底基层材料检测一、教学目标：1.了解半刚性基层和底基层的定义和特点；2.学习半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准；3.掌握半刚性基层和底基层材料检测的注意事项；4.培养学生做实验、分析实验结果、解决问题的能力。
二、教学内容：1.半刚性基层和底基层的定义和特点；2.半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准；3.半刚性基层和底基层材料检测的注意事项。
三、教学过程：1.导入：通过展示一段已施工好的半刚性基层或底基层的照片，引发学生对半刚性基层和底基层的兴趣，让学生提出对基层材料的检测的问题。
3.教学重点：介绍半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准。
讲解半刚性基层和底基层材料的检测仪器和设备，以及检测过程中需注意的事项。
通过实验演示，让学生清楚了解各个步骤的操作方法和注意事项。
4.教学扩展：通过选取几个典型的材料检测实验例子，让学生分析实验结果，并对不合格的材料进行原因分析和改进措施提出建议。
通过这个环节，培养学生的实验操作能力、观察分析能力和问题解决能力。
5.课堂小结：对本节课的内容进行总结，提醒学生复习巩固知识，并激发学生的思考。
教师可以随机提问学生，检查学生对本节课内容的理解和掌握情况。
四、教学评价方式：通过课堂讨论和实验结果分析，教师评价学生对半刚性基层和底基层材料检测方法和标准的掌握情况，以及对材料检测结果的分析和问题解决能力。
五、教学资源准备：1.纸质教材及课件，包含半刚性基层和底基层的定义和特点；2.展示照片，用于导入教学内容；3.实验设备和材料，包括半刚性基层和底基层材料的检测仪器和设备；4.实验例子及相关资料。
六、教学反思：通过本节课的教学，学生能够了解半刚性基层和底基层的定义和特点，并掌握了半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准。
通过实验演示和分析实验结果，学生能够培养实验操作能力、观察分析能力和问题解决能力。
因此，本节课的教学目标得到了有效的实现。
但在教学过程中，可以通过更多的实例和案例分析，增加学生的兴趣和理解力度，提高教学效果。
教案28项目十一 ：半刚性基层和底基层材料检测(4)
授课内容项目十一：半刚性基层和底基层材料检测（4）任务4：EDTA滴定水泥剂量试验授课时数 2 授课方法讲授、讨论与练习相结合授课时间教学手段PPT、工作页、规范规程、录像授课班级教学地点多媒体教室【知识目标】1.熟悉水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法）。
2.熟悉混合料的组成计算。
【能力目标】 1.会做EDTA滴定水泥剂量试验。
2.会进行混合料的组成计算。
【素质目标】养成自觉按《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）完成试验检测的习惯和能力。
【教学重点】EDTA滴定水泥剂量试验、混合料的组成计算【教学难点】混合料的组成计算【教学内容】时间：（45分钟）某水泥土底基层施工，按《公路路面基层施工技术规范》表9.4.3规定的频率对水泥剂量进行检查，要求水泥剂量不小于设计值-1.0%。
一、混合料的组成计算某水泥土底基层水泥剂量设计值为4%，最佳含水量为13.5%，实测风干土的含水量为3.2%，试计算配制300 g水泥土所需风干土、水、水泥的质量。
解：按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51—2009）中“T 0809—2009水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法）”第4.2.2条计算，计算结果见表11-4-1。
表11-4-1 混合料的组成计算（EDTA滴定法测水泥剂量）平行试样 1 2水泥剂量/% 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8湿混合料质量/g 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300最佳含水量/% 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5干混合料质量/g 264.32 264.32 264.32 264.32 264.32 264.32 264.32 264.32 264.32 264.32 干土质量/g 264.32 259.14 254.15 249.36 244.74 264.32 259.14 254.15 249.36 244.74案例教学法风干土含水量/%3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 风干土质量/g 272.78 267.43 262.28 257.34 252.57 272.78 267.43 262.28 257.34 252.57 水泥质量/g 0.00 5.18 10.17 14.96 19.58 0.005.18 10.17 14.96 19.58 应加入水质量/g 27.22 27.39 27.55 27.70 27.85 27.22 27.39 27.55 27.70 27.85【教学内容】时间：（25分钟）二、画标准曲线以同一水泥剂量EDTA二钠标准溶液消耗量（mL）的平均值为纵坐标，以水泥剂量（%）为横坐标制图。
半刚性基层(底基层)材料施工作业指导书讲解
半刚性基层（底基层）施工作业指导书天津市市政工程研究院2014 年 6 月1混合料组成设计半刚性稳定材料的组成设计包括：根据规定的材料和混合料指标要求，通过试验选取合适的集料和水泥、确定合理的集料配合比例、水泥剂量、混合料的最佳含水量和最大干密度。
水泥稳定碎石必须达到强度要求，并具有较小的温缩和干缩系数（现场裂缝较少），以及施工和易性好（集料离析较小）。
1.1材料要求（1）水泥可采用满足技术要求的矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，宜优先选用等级为42.5的普通硅酸盐水泥，快硬、早强和受潮变质水泥不得使用，且不同品牌的水泥不能混用，如需更换水泥，必须提前进行相关的试验检测，满足技术要求的水泥方可使用，水泥指标应符合表1的规定。
夏季高温作业时，水泥温度不能高于50C，否则，应采用降温措施控制混合料的出场温度。
（2）碎石宜采用反击式破碎机轧制的碎石，进场后按标准化工地的要求分档堆放，根据实际情况，基层、底基层集料宜按粒径19〜31.5mm 9.5〜19mm4.75〜9.5mm 0〜4.75mm四种规格分档备料，集料的压碎值不大于30%1）石料必须满足表2级配要求：表2骨架密实结构水泥稳定碎石基层石料参考级配2) 0〜5mm 的石料中0.075mm 的通过率严格控制不大于10 %,砂 当量不小于60 ,根据调查目前沿线生产的石屑很难满足我们的使用要 求，故特规定0〜5mm 的石料由公司统一指导进料，具体操作办法另 行通知。
3)一个施工单位只能选用一家石料厂。
4) 各施工单位派一个石料管理员进住石料厂，监督石料的生产 和装料。
(3) 水凡饮用水皆可使用，遇到可疑水源，应委托有关部门化验鉴定。
1.2混合料组成设计(1) 水泥稳定碎石应满足表3的技术要求(试件采用振动成型)(2) 取工地实际使用的符合前述要求碎石，分别进行水洗筛分，按颗粒组 成进行计算，确定各种碎石的组成比例和合成级配， 建议基层与底基层的级配要 求范围如表4。
半刚性基层和底基层强度路基压实度标准路基填料强度
半刚性基层和底基层强度路基压实度标准路基填料强度（CBR）的最小值填方类型路床顶面以下深度（cm）最小强度（%）城市快速路、主干路其它等级道路路床0~30 8.0 6.0路基30~80 5.0 4.0路基80~150 4.0 3.0路基＞150 3.0 2.019 半刚性基层和底基层强度路基压实度标准填挖类型路床顶面以下深度（㎝）道路类别压实度（%）（重型击实）检验频率检验方法范围点数挖方0~30城市快速路、主干路≥951000㎡每层3点环刀法、灌水法或灌砂法次干路≥93支路及其它小路≥90填方0~80城市快速路、主干路≥95次干路≥93支路及其它小路≥90＞80~150城市快速路、主干路≥93次干路≥90支路及其它小路≥90＞150城市快速路、主干路≥90次干路≥90支路及其它小路≥87柔性管道沟槽回真土压实度槽内部分压实度（%）回填材料检查数量检查方法范围点数管道基础管底基础≥90中、粗砂-- -- 用环刀法检查或采用现行国家标准《土工试验方法标准GB/T 50123中其他方法》管道有效支撑角范围≥95每100m 每层每侧一组（每组3点）管道两侧≥95中、粗炒、碎石屑、最大粒径小于40㎜的砂砾或符合要求的原土两井之间或1000㎡管道以上500㎜管道两侧≥90管道上部85±2管顶500~1000㎜≥90原土回则注：回填土的压实度，除设计要求用重型击实标准外，其它皆以轻型击实标准获得最大干密度为100%。
19 半刚性基层和底基层强度序号项目最低压实度（%）检查数量检查方法重型击实标准轻型击实标准范围点数1 石灰土类垫层93 95 100m 每层每用环刀法检查或采2 胸腔部分管侧87 90两井之间或1000㎡侧一组（每组3点）用现行国家标准《土工试验方法标准GB/T50123》中其它方法管顶以上500㎜87±2（轻型）其余部份≥90（轻型）农田或绿地范围表层500㎜范围内不宜压实预留沉降量，表面整平3胸腔部分管侧87 90 管顶以上500㎜87±2（轻型）由路槽底算起的深度范围（㎜）≤80快速路及主干路95 98次干路93 95支路90 92 ＞00~150快速路及主干路93 95次干路90 92支路87 90 ＞1500快速路及主干路87 90刚性管道沟槽回填土压实度注：表中重型击实标准的压实度和轻型击实标准的压实度，分别以相应的标准击实试验法求得最大干 密度为100%。
教案27项目十一半刚性基层和底基层材料检测
授课内容项目十一：半刚性基层和底基层材料检测（3）任务3：无机结合料稳定土无侧限抗压强度试验授课时数 2 授课方法讲授、讨论与练习相结合授课时间教学手段PPT、工作页、规范规程、录像授课班级教学地点多媒体教室【知识目标】1.熟悉无机结合料稳定材料试件制作方法（圆柱形）。
2.熟悉无机结合料稳定材料养生试验方法。
3熟悉无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法。
4熟悉半刚性基层和底基层强度评定方法。
【能力目标】 1.会做半刚性基层和底基层强度评定。
【素质目标】养成自觉按《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）完成试验检测的习惯和能力。
【教学重点】无机结合料稳定材料试件制作、无机结合料稳定材料养生、无侧限抗压强度试验、半刚性基层和底基层强度评定【教学难点】半刚性基层和底基层强度评定【教学内容】时间：（45分钟）一、无机结合料稳定材料试件制作方法（圆柱形）1.试模的选择试模：细粒土，试模的直径×高=φ50 mm×50 mm；中粒土，试模的直径x高=φ100 mm×100 mm；粗粒土，试模的直径×高=φ150mm×150 mm。
适用于下列不同土的试模尺寸如图T0843-1所示。
注：H11/C10表示垫块和试模的配合精度。
图T 0843-1 圆柱形试件和垫块设计尺寸（尺寸单位：mm）2.计算各材料用量根据确定的最佳含水量和最大干密度拌制水泥稳定碎石混合料，采用静压法按压实度（98%）成型无侧限抗压强度试件，试件的制作方法见《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51—2009）“T 0843—2009 无机结合料稳定材料试件制作方法（圆柱形）”。
本案例是水泥稳定粗粒土，试件的直径×高=150 mm×150 mm，则试件的体积为32cm72.650215415π=⨯÷⨯。
半刚性基层强度与压实度评定标准探讨
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ａ ｄＥ ａ ａ ｏ ｔｎ ａｄ ｆｈ ￣ ｒ ０ ｎ ｖｌ ｔ ｎＳ ｄｒ ｓ ｔｅＩ ｇ＝ ｆＱ衄ｐ ｕｉ ａ ｏ 椭
Ａ ｓｒｃ： ｙｄ ｃｓＩ ｅｃｎｅｔｎｏ ｍ—ｇ ａｂｓ ｔ ｇｌ ｎ ｅｌ ｏ ０ Ｉｉ ａｄ∞ ｔ ａｉ ｏ ｂｔａｔ Ｂ ｉ ｕｓＩ ｔ ｏｎｃｏ ｆｅ ｉｉｄｒ ｄａｅｓ唧１Ｉａｄｄｇ ｆｃＩ ｃ曲 ｎ ｓ ｉｇ ｈ ｉ ｓ Ｉｉ ｏ ｔ 钟 玎 ｔ ｈ ｂｓ ｆ ｅ ｓ 《 ｑ嘶 Ｉ ｅｔｎａｄＥａ ａｏ ｔ ｄｒｓｆ ｉ ｗｙ ｍｐｅｏ ｎ ｖｌ ｔｎＳ ｎａ ｏ Ｈｇ ａ ｉ ｕｉ ａ ｄ ｒ ｈ
Ｏ 引盲
质量， 交通 部 于 １９ ９８年 ｌ １月 ３日发 布 了《 公路 工 程 承重层。半刚性基层的质量好坏直接影响路面 的使 质量检验评定标准》 皿 ０ ｌ ８ ， （ ７—９ ）并决定 自 １ ９年 用性能和使用寿命 。 ９ ９
． ７ １ 日起 执 行 。同 时 《 路 工 程 质 量 检 验 评 定 标 １２ 半刚性基层的强度与压实度的关系 月 公 准》皿 ０ ｌ ４ 废止。《 （ ７—９ ） 公路工程质量检验评定 标
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第 １卷 ４
第１ 期
黄河水利职业技术学 院学报
Ｊｕｍｌ ｆＹｅｃ ＲｖｒＣ ｍ ｅ ａ ｃ ｅ ｏｒ ｏ Ｕ ｗ ｉｅ ｃ ｓｎ ｎｙＴ ｄｍｉａ ｎｄ ｌ ￣ ｅｌＩｓ ｕ￣
— —
Ⅷ
．４ Ｎ １ １ ｏ．
２Ｏ 年 １ Ｏ２ 月
半刚性基层材料强度评价的商榷
１按照 “ ） 标准” 录 Ａ， １ｋｎ ｒ 附 将 ｒ－３ｋｎ长度 作为 分项工程划 （） 分 范围。该路段 内所有试件抗压强度作 为整体样 品 ， １ 计算 总体试 式（ ） ４ 计算结果评价强度的合格性 ； ２ 以每工作班或 ２０ ０ｍ２ ） ０ 面积范围作为评定路段 ， 计算各路
侧 限抗压强度计算方法 。 反映样品离散程度 的指标 ， 了标准差 Ｓ外 ， 除 通常 还有偏 差 整个分项工程的合格性 。
下例为笔者编写的例子 。
例题 ： 假设某二级公路 Ｋ１ －Ｋ１ ５ ６水泥 碎石基层分项 工程的
系数 。偏差 系数 用百 分率 直接表征 样 品的离散程 度。因
入微 细纤维 的纤维混凝 土不 仅能够 提高 混凝 土本身 的延性 和韧 的 ， 在混凝土 中掺入 聚丙烯纤维后 ， 维不仅能够转移荷 载 ， 纤 还能 性， 增强混凝 土的抗裂性 ， 且对原 材料加 工几乎 没有 特别 的要 与基体界面粘合 ， 而 当沿纤 维方 向承受 拉力 时 ， 力通过 基体传 递 外 给纤维 ， 使纤 维混 凝土 复合 材料 的抗 拉 强度 和 弹性模 量 有所 增 聚丙烯纤维具有 耐化学 腐蚀性 强 、 强度高 、 工性好 、 加 质轻 、 加 ， 其静力弹性模量低 于普 通混凝 土 ， 当聚丙烯纤 维掺 率达到 一 蠕变收缩小 、 价格低廉 和在低 掺量 下对 混凝土 的抗裂 、 韧效果 定范围时 ， 增 纤维掺量 的变化 对静力 弹性 模量 没有太 大 的影 响 ， 但 显著等优 良的技术经济性能 ， 因而在建筑 工程 中得 到越来 越广泛 对疲劳变形模量 产生 影 响 ， 聚 丙烯 纤维 混凝 土 抗疲 劳强 度 提 使 的应用。聚丙烯纤 维混凝 土是一 种掺入 少量 短切 聚丙烯纤 维来 高 ， 从而改善 了混凝土 的性能 。 增强或改善混凝土性 能的复 合材料 。大 量 的室 内试 验和工 程实 １２ 纤 维 间距 机 理 ． 践证昵Ｉ５， １］聚丙烯纤维混凝土具有抑制塑性 收缩 裂缝 ， 著提高 － 显 美 国的 Ｒ ｍｕｌ 等人提出的“ ｏ ａｉ ｄ 纤维 间距机理 ”根据线弹性断 ， 混凝 土的抗 冲击性 能和 弯曲疲 劳性能 ， 同时混凝 土 的抗 松散 性、 裂力学来说 明纤维 对于 裂缝发 生 和发 展 的约束作 用 。认 为在混
半刚性基层材料压实度与强度的关系_刘登普
3 d 强度/ M Pa
7 d 强度/M Pa
抗折
抗压
抗折
抗压
28 d 强度/ M Pa
抗折
抗压
冷水滩 425 普通水泥
4 .35
新化 425 普通水泥
4 .32
17 .3 23 .5
5 .53 5 .7
26 .3 32 .5
6 .94 7 .28
35 .2 43 .8
表 7 土样分析结果
土
液塑限分析
压实度
各龄期的抗压强度/ M Pa
/%
7 d C v/ % 28 d Cv/ % 90 d
100
5 .18
8 .0 6 .87 7 .4 8 .36
1
水泥∶石屑 =5∶100
95
3 .55
5 .6 3 .92 7 .7 5 .10
90
1 .98
9 .7 2 .47 17 .9 3 .39
分含量/ %
81 .05
7 .47
2 .5
1 .09
0 .81
0.38
0 .52
钒矿渣来源
一厂 二厂
10 99 98 .2
5 93 .9 87
表 4 钒矿渣筛分结果
通过下列筛孔(mm)的质量百分率/ %
2 .5 1 .25 0 .63 0 .315
76 .5 68 .3 40 .5 24 .3
61 .8 43 .5 71 .2
83 .6 80 .3 76 .9
6倍 — —
88 .8 63 .1 53 .2
2倍 80 .9 69 .3
2 .1 倍 2 .1 倍
—
图 1 不同基层材料强度随压实度的变化
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案例10 半刚性基层和底基层强度评定
【技术规范】《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）附录G。
【学习任务】请验算本案例，达到理解《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）附录G的学习目的。
某高速公路水泥稳定碎石基层的设计强度Rd=3.0 MPa，现场按规定频率取样，按工地预定达到的压实度制备试件，测规定温度下保湿养生6 d、浸水1 d后的7 d无侧限抗压强度（MPa，共13个数据）为7.5、6.4、7.0、6.9、6.6、7.1、7.2、6.6、7.9、7.0、7.8、6.2、6.0，请按《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）的附录G对该水泥稳定碎石基层的无侧限抗压强度进行质量评定。
（用Excel计算，见案例表50）
解：（1）《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）附录G规定“每2 000 m2或每工作班制备1组试件：不论稳定细粒土、中粒土或粗粒土，当多次偏差系数Cv≤10%时，可为6个试件；Cv＝10%～15%时，可为9个试件；Cv>15%时，则需13个试件。
”
由13个强度实测值计算，得到平均强度R=6.9 MPa，标准差S=0.58 MPa。
偏差系数
%
4.8
%
100
9.6
58
.0
%
100
v
=
⨯
=
⨯
=
R
S
C
Cv越大，则要求的试件数越多，在本案例中Cv=8.4%，可为6个试件，而实际试件为13个，能满足试验精度要求。
（2）
）
（MPa
3.5
8.4%
1.645
-1
3.0
1
v
α
d=
⨯
=
-C
Z
R
因为R≥Rd/（1-），所以该水泥稳定碎石基层的强度满足要求，按百分制打分，该实测项目为100分。
案例表50半刚性基层和底基层材料强度评定
无侧限抗压强度/MPa
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