动力锥贯入仪测量CBR值的方法及意义

动力锥贯入仪(DCP)可用于现场快速测试无结合料材料路基、路面的CBR 值,用于评估路基路面的整体强度。

1)测试仪器

①DCP:结构与形状如图4.16 所示,包括手柄、落锤、导向杆、联轴器(锤座)、扶手、夹紧环、探杆、1 m 刻度尺、锥头。

标准落锤重量为10 kg,落锤材料应采用45 号碳素钢或优于45 号碳素钢的钢材,表面淬火后硬度HRC 为45 ~50,探杆和接头材料应采用耐疲劳强度的钢材。 锥头锥尖角度为60°,最大直径为20 mm,允许磨损尺寸为2 mm。锥头尖端最大允许磨损尺寸为4 mm,否则必须更换。

②贯入杆:端面直径φ50 mm、长约100 mm 的金属杆。

③其他:扳手、铁铲等。

2)准备工作

①放入落锤,将仪器的导向杆与探杆在联轴器处紧固连接,保证不会松动。

②将DCP 竖直立于硬地(如混凝土)上,然后记录零读数。

③根据需要选择有代表性的测点,测点应位于平整的路基、路面基层、面层上。

3)测试步骤

①将DCP 放至测点位置。 一人手扶仪器手柄,使探杆保持竖直。 一人提起落锤至导向杆顶端,然后松开,使之呈自由落体下落。 如果试验中探杆稍有倾斜,不可扶正;如果倾斜较大,造成落锤不是自由落体,则该点试验应废弃。

②读取贯入深度。 每贯入约10 mm 读一次数,记录锤击数和贯入量(mm)。 对于粒料基层,可每5 次或10 次锤击读数一次;对于比较软弱的结构层,可每1 ~2 次锤击读数一次。

③连续锤击、测量,直到需要的结构层深度。 当材料层坚硬,贯入量低到连续锤击10 次而无变化时,可以停止试验或钻孔透过后继续试验。

④将落锤移走,从探坑中取出DCP 仪器。

4)数据处理

DCP 的测试结果可用以锤击次数为横坐标、贯入深度为纵坐标的贯入曲线表示。 通过利用当地材料进行相关性试验,建立现场CBR 值与用DCP 测试的贯入度Dd 或动贯入阻力Qd之间的相关性关系式,由此得出CBR 值。 相关性试验中,测点数宜不少于15 个,相关系数R应不小于0.95。

①计算平均每次的贯入量即贯入度Dd,再计算CBR 值。(www.xing528.com)

式中　Dd——平均贯入度,mm;

D——贯入量,mm;

n——锤击次数。

式中　CBR——结构层材料的现场CBR 值;

a,b——换算系数。

②计算动贯入阻力Qd,再计算CBR 值。

式中　Qd——动贯入阻力,kPa

M——落锤质量,kg;

m——贯入器即被打入部分(包括锥头、探杆、锤座和导向杆等)的质量,kg;

g——重力加速度,g=9.8 m/s2;

H——落距,m;

A——探头截面积,cm2。

式中　CBR——结构层材料的现场CBR 值;

a,b——换算系数。