公路土工试验规程

土工布的孔径是工程应用的重要技术指标，本文介绍了土工布孔径测试的基本原理及国内外测试标准情况，并对方法及相关标准进行了比较分析。　　土工布是用合成纤维纺织或经胶结、热压针刺等无纺工艺制成的土木工程用卷材，也称土工纤维或土工薄膜。土工布根据加工方法不同可以划分为机织土工布、针织土工布、非织造土工布[1]。最为常用的是非织造土工布，它是使用机械的、化学的、热力的或者其他的方法，使纤维网固结在一起而形成的纤维结构材料[2]。　　非织造土工布独特的纤维三维网络结构使其具有良好的排水性能和保沙土性能，以此代替传统的砂砾渗滤层，不仅可以节省投资而且还能缩短施工周期。土工布渗滤层设计及选用的重要依据是其透水性能和保土性能，而这两个性能的重要特征指标为其孔径。准确测定土工布的孔径有利于工程上更加合理地选用土工材料。本文结合实际工作经验，对土工布孔径测试方法归纳如下。　　　　一、孔径参数　　孔径参数主要包括有效孔径、特征孔径、平均孔径、最大孔径、最小孔径、泡点孔径、孔径分布、孔隙率等 ［3］。　　1.1 有效孔径（Oe）　　JTG E50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》中的定义如下：能有效通过土工织物的近似最大颗粒直径，例如O90表示土工织物中90%的孔径低于该值[4]。GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品有效孔径的测定》中定义则如下：有效孔径是能有效通过土工布的近似最大颗粒直径，例如O90表示土工布中90%的孔径低于该值[5]。　　1.2 等效孔径EOS（或称表观孔径AOS）　　SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》中定义如下：以土工织物为筛布对颗粒料进行筛析，当一种颗粒料的过筛率（通过织物的颗粒料重量与颗粒料总重量之比）为5%时，则该颗粒粒径尺寸定为土工织物的等效孔径[6]。GB 50290—1998《土工合成材料应用技术规范》及SL/T 225—1998《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》中定义如下：土工织物的最大表观孔径[7-8]。JTJ/T 019—1998《公路土工合成材料应用技术规范》中定义如下：用于表示织物型土工合成材料孔隙大小的指标。采用不同的筛余率标准，可得到不同的等效孔径值[9]。　　1.3 特征孔径　　土工布的孔眼尺寸，相当于90%的土颗粒通过土工布时的最大颗粒尺寸[10]。该定义适合于土工布及其有关产品有效孔径测定中的湿筛法。　　1.4 泡点孔径　　滤布一侧的气体穿过滤布到达另一侧的水中而产生气泡，用此方法计算出滤布孔径[11]。　　1.5 最大泡点孔径　　当气体穿过滤布到达水中产生第一串气泡时的泡点孔径[11]。　　1.6 孔径分布　　对于给定试样，根据孔隙直径分布，计算某一孔径所对应孔隙的百分数[12]，可用来表征不同孔径在整个孔径分布中所占比例。　　1.7 孔隙率　　材料的孔隙体积与总体积的比值，反映土工布空隙程度的指标，它是影响土工布渗透性等水力性能的重要因素[13]。　　目前，在各标准中，关于等效孔径、特征孔径的定义基本一致，均为用颗粒的尺寸来表示孔径的尺寸。泡点孔径则需要根据测量气泡出现时的压力差来计算出等效孔径。　　　　二、孔径测试方法　　土工布孔径测试方法分为直接法和间接法，直接法包括显微镜法、图像分析法等；间接法主要有干筛法、湿筛法、泡点法、水动力法和水银压入法等[14]。关于各方法的原理及其评价如表1所示。　　直接法例如显微镜法。该法直接、直观和可靠，可以直接得出孔径的数量及大小，不会改变试样的原始状态，不污染损伤试样，尤其适用于薄型织物，但投影面上孔隙分布无法反映织物内部孔隙结构，因此此法只适合于规则的织物，且测试结果具有一定的随机性，代表性不足。　　对于孔隙不规则的土工布测试一般用间接法。计算法虽然通过数学模型的建立及推理，具有一定的合理性，但参数的测定也不能脱离试验。水银压入法水银有毒且危害环境，负压排水法用水作为测孔介质方便无污染，但一直存在织物亲水性的问题难以解决；泡点法可获得较好的孔径分布曲线，却没有很好的模拟实际使用情况；渗透法虽省时、可靠，却不能获得孔隙分布曲线。鉴于各方法各有优劣，目前，国内外普遍采用的为筛分法。筛分法分为干筛法、湿筛法和动力水筛法。干筛法存在静电现象，影响结果的准确性；湿筛法试验条件接近实际工作条件，但水流不易控制，操作复杂；动力水筛法则需时太长。此3种方法各有其优缺点，干筛法由于方法较成熟，经验积累多，是目前国内用得最多的方法。　　　　三、孔径测试标准　　目前，国内外已有的孔径测试的标准、试验方法及适用范围如表2所示。　　国内关于孔径测试的方法标准一共有4个，分为干筛法、湿筛法、泡点法、毛管流动孔隙仪法。其中GB/T 24219—2009适用范围限制为机织过滤布，而GTT TM 017—2010毛管流动孔隙仪法的适用范围为孔径为0.013μm～500μm的所有非织造材料，相比之下，干筛法、湿筛法的适用范围比较广泛。国内产品标准采用最多的也为筛分法，各产品标准采用的方法标准情况如表3所示。国内产品标准采用最多的为GB/T 14799—2005《土工布及其有关产品 有效孔径的测定 干筛法》，其次是湿筛法GB/T 17634—1998《土工布及其有关产品 有效孔径的测定 湿筛法》，主要在国标中采用。另外，交通部JTG E50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》及水利部SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》中应用的方法均为标准自带方法，试验方法为干筛法，基本原理与GB/T 14799—2005相同。　　　　四、结论　　土工布越来越多地被用作公路、铁路、土木、水利等工程材料。孔径是土工布水力学特性中的一项重要指标，它反映土工织物的过滤性能，既可评价土工织物阻止土颗粒通过的能力，又反映土工织物的透水性，而土工布孔径的测定结果与其所选用的测试方法密切相关。目前国内外土工布孔径大小及分布测试方法各不相同，各有优缺点。因此研究土工布孔径测试方法对进一步推动土工布在工程建设中的应用具有非常重要的意义。　　　　标准集团（香港）有限公司为您提供土工布孔径测试试仪产品的详细参数,价格行情；提供土工布孔径测试试仪配件、维修、校准等各项服务，公司雄厚的实力、合理的价格、优良的服务与多家企业建立了长期的合作关系。织物测试仪机设备物美价廉,欢迎来电咨询。 更多关于 土工布孔径测试试仪：http://www.standard-groups.cn/

1.试件破型室，主要有水泥胶砂抗折抗压试验机、全自动压力试验机等主要试验设备，均采用微机测控系统，自动采集处理打印试验数据，提高工作效率和试验准确性，可以完成水泥混凝土强度、水泥胶砂抗折强度的试验。2.水泥室，主要有水泥净浆搅拌机、胶砂搅拌机、自动标准养护水箱、水泥胶砂流动度测定仪、胶砂试件成型振动台、标准养护箱、电动抗折试验机、负压筛析仪等十余台主要试验设备，可以完成水泥凝结时间、安定性、强度、细度等各项性能指标的测定。3.集料室，主要有砂当量测定仪、棱角性测定仪、电子静水天平、加速磨光机、洛杉矶磨耗机、顶击式两用振筛机、电热鼓风干燥箱等主要设备，可以完成集料的筛分、表观相对密度、含泥量、棱角性、砂当量的试验。在各种配合比试验中，比如水泥混凝土配合比，沥青混合料配合比等都需要用到集料，所以利用率较高。4.土工室，土工试验的基础配备我们已经比较完善齐全，像主要有高温炉、电动液压脱模器、电动击实仪、顶击式两用振筛机、数显路强仪、液塑限联合测定仪、电热鼓风干燥箱等主要设备。土的各项物性、塑性指标比如：z佳含水量、z大干密度、密度、含水率、颗粒分析、界限含水量、承载比CBR、烧失量都可以进行检测。在公路工程施工过程中必须要进行土的各项试验检测，实验室的仪器设备、人员配备以及检测能力都可以满足日常公路工程试验检测的要求。5.化学分析室，主要有酸度计、滴定设备、干燥器、电子分析天平等主要设备，可以完成混凝土用水的PH值、氯化物含量、石灰钙镁含量、灰剂量的试验。按照标准实验室要求，药品管理严格规范，双人双锁。天平室配有两个万分之一和一个千分之一的精密天平，为保证其精que性，单独隔间，恒温管理。6.沥青室，主要低温恒温水浴、沥青脆点仪、沥青旋转薄膜烘箱、沥青闪点试验仪、全自动沥青软化点试验仪、针入度试验仪、延度仪、真空干燥器等主要设备，可以完成道路石油沥青的各项性能指标，如针入度、延度、软化点、密度、闪点、溶解度、耐老化性、粘附性等的试验。沥青试验危险性高，散发有毒气体，所以在试验时均需佩戴防毒面具。因为考虑到沥青检验室可能产生的废气、烟雾等收集、排放、处理，可以将各个主要设备加盖工作间，进行隔离操作，防止气味蔓延。7.沥青混合料室，主要有沥青混合料理论z大相对密度试验仪、液压车辙试样成型机、自动车辙试验仪、电热鼓风干燥箱、自动混合料拌和机、马歇尔稳定度试验仪、数显马歇尔击实仪、燃烧炉、恒温水浴、电动液压脱模器等十余套主要仪器设备，可以完成沥青混合料配合比设计、密度、马歇尔稳定度、沥青含量、矿料级配、z大理论密度、高温稳定性等试验。 8.力学室，主要有300 T、200 T 、150 T 、100 T 、80 T 、50 T、20 T 、10T、5T、2 T、1 T、0.5 T各种量程和精度的全自动微机控制w能材料试验机、拉力试验机、钢筋弯曲机等主要仪器设备，可以完成屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、弯曲性能、表面质量、重量偏差、屈强比等试验。 9.交通工程室，配有先进仪器桩身完整性测试仪，可以应用低应变反射波法检测桩身完整性；钢筋探测仪可检测钢筋保护层厚度和钢筋直径，这两套设备属于进口精密仪器。另有国内先进的桩基静载荷测试分析仪、多通道声波透射法自动测桩仪、非金属超声波检测仪等设备可完成桩基检测。在路基路面现场检测中，配有路面平整度仪、路面弯沉仪、摆式摩擦系数测定仪等主要设备，可完成公路几何尺寸、路面厚度、压实度、构造深度、渗水系数、摩擦系数的试验。此实验室主要是完成现场检测，每台仪器设备外出工作都要有出库记录，严格按照试验规范进行操作。10.水泥混凝土室，此实验室主要是进行水泥混凝土配合比设计、砂浆配合比设计，以及进行水泥混凝土和砂浆的各项性能检测，比如稠度、凝结时间、表观密度、含气量、抗渗性能、立方体抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度等，仪器设备比较齐全，主要有数显砂浆稠度仪、混凝土自动调压渗透仪、振动台、水泥混凝土搅拌机、砂浆搅拌机、耐磨试验机、数显混凝土贯入阻力仪等。

计重收费是交通管理部门为保护公路交通安全、保护人民群众生命安全而采取的一种重要举措。我国从2004年起在全国集中开展车辆超限超载治理工作，现在全国绝大多数省份都已采用计重收费的方式治理超载超限。开展计重收费以来，超载超限车辆明显减少，高速公路交通事故明显下降，收效十分明显。 　　然而，从计重收费开始之日起，有关 “计重不准”的投诉和纠纷就从没停止过。在不少司机的眼里，高速公路计重不准已经是一个公开的秘密，成为他们心中的痛。“计重不准”为何频频成为投诉焦点?如何才能提高高速公路计重准确度?计重收费的准确计量到底有多远? 　　“诡异”的计量衡 　　“装货的时候算好了肯定不会超过10吨，怎么称出14吨来了?”做物流生意的徐强经常开车跑重庆至荣昌方向，在荣昌峰高埔高速路出口，徐强的小货车被称出重量为14吨，超过了该车型的准载量，本来90元钱的高速过路费一下子变成了150元。徐强不接受称重结果，要求复秤。他扳着手指头算：“每台电冰箱大约65公斤，我一共装了55台，撑死了也就4吨，货车本身重6吨，车加货绝对不会超过10吨，怎么可能有14吨?”峰高埔出口处共两条通道，徐强在另一台计量衡上进行复秤，结果显示为10.5吨。“跑的趟数多了就有经验了，两个秤差别很大，以后我每次都选择比较准的秤称重。”徐强说。 　　不少货车司机都与徐强有着类似的经历。一辆四轴货车在其他省份的收费站称重都在37吨以下，但在甘肃某收费站，计重收费显示器却显示为41.4吨。司机不得不因此交比正常情况下多出1700元的高额通行费 一部7座的小货车在一个收费站称重为1吨，在另一个收费站却称出9吨，多出整整8吨 拉18吨的货用了43块钱，拉14吨的货却用了45块钱…… 　　在采访中，记者多次听到这样的质疑：“同一辆车，所载的货物相同，在不同的收费站怎么能称出不同的重量?”“计量衡怪得很，根本摸不准，说不准什么时候拉的货物会突然超重。”在一些司机的眼里，高速公路计重收费的计量衡显得颇有几分“诡异”。 　　缺乏统一的精度标准 　　对计量略有了解的人都知道，任何一种度量衡都会存在计量误差，高速公路的计重收费系统也不例外。 　　据国家衡器质检中心高级工程师鲁新光介绍，高速公路计重收费系统可分为动态和静态两种，目前我国广泛使用的是动态公路车辆自动衡器(以下简称动态汽车衡)，主要由秤台、称重传感器和称重显示仪表3部分组成，它与车辆分离系统、轮胎识别系统、摄像监控系统和中央控制系统等共同组成超载检测系统。 　　由于近年我国大规模开展公路超限超载运输车辆的治理，采用计重收费方式的省市也逐渐增加，对计重设备产品的需求急剧增长，生产计重设备的企业如雨后春笋般出现，鱼龙混杂，产品质量也是参差不齐。 　　2008年，我国开始实施《动态公路车辆自动衡器》推荐性标准，2006年还颁布了车辆自动衡器检定规程。标准对不同等级动态企业衡规定了不同的允许误差。标准将动态汽车衡称量整车总重量的准确度分为6个等级，分别为0.2、0.5、1、2、5、10，各级首次检定允许误差各有不同，同时规定使用中误差可以是首次误差的两倍。但记者发现，在《动态公路车辆自动衡器》标准中，并未对什么场合应该具体使用哪个等级精度的动态汽车衡产品提出具体要求，只是在“准确度等级”部分注明：“根据国家规定，可以对某些应用场合的准确度等级进行限制。” 　　国家计量检定规程的主要起草人之一、中国计量科学研究院高级工程师唐煜在《制定国家计量检定规程的几个要点》一文中，对这个问题作了如下解释：“在93~99年版本的国际建议中，都明确规定了整车计量的5级和10级汽车衡不能用于贸易结算，而2001版的国际建议中取消了这个注释。也就是说，动态汽车衡按国家规定确定了准确度等级后，能否用于贸易结算，由贸易双方根据具体情况而定，在检定规程中对此不作硬性规定。” 　　但宝鸡四维衡器有限公司董事长王建军认为，缺乏统一的计量精度标准正是造成目前动态汽车衡屡遭计重失准投诉的重要原因。“从±0.1%到±5%，不同等级的产品其精度相差达到50倍。而使用中误差可以是首次误差的两倍，也就是说，使用中不同等级产品的精度可以相差100倍。由于缺乏统一的计量精度标准，我们厂家在生产时很盲目，不知道应该生产哪个精度等级的产品 交通管理部门也很盲目，不知道应该使用哪个精度等级的产品。于是，市场上各种精度的产品种类繁多，鱼龙混杂。这样的结果就是，各地采用的动态汽车衡精度不统一，称重误差也不一样。有的地方使用精度较高的动态汽车衡，有的地方则使用精度较低的产品，这个差别甚至可以达到100倍。同一辆车在不同收费站称重结果不一样也就不足为奇了。”王建军建议，有关部门应制定统一的计量标准，推广高精度的动态汽车衡产品，健全相关法律法规，规范行业发展。 　　不是单一的计量问题 　　记者调查后发现，大量计重争议的背后并不是单一的计量问题，很多因素都会引起动态汽车衡的计量不准。 　　江苏省计量科学研究院刘炜就表示，动态汽车衡的计量特性与交通部门的相关法规不对称是造成设备“计重不准”的重要原因。交通法规规定，超限30%以内(含30%)的车辆，按正常车辆的计重费率计收通行费 超限30%以上的车辆，正常质量和超限30%的部分按正常车辆的计重费率计收通行费，其余部分按基本费率的1.5倍至3倍计收通行费。路政也以超限30%以上为处罚依据。因此看来，在交通法规的规定里，不管是通行费的征收还是超限的处罚，都是以某个绝对的重量数值为依据。但动态汽车衡的动态精度则采用相对精度表示，比如，动态5级产品的使用中允许误差为±5%。当被称车辆总重为50吨时，允许误差为±2.5吨，即称重结果允许在47.5吨至52.5吨范围内。如果有一辆货车，约定真值的总重是50吨，而动态汽车衡称重结果是52吨，从动态汽车衡的计量特性来看，该计重设备计量是合格的。但是，超过50吨就要受到路政的罚款和高于基本费率的收费。合格的计量设备，重量误差也在允许范围内，但却要受到重金罚款，这当然会引起司机的不满，从而引起“计重不准”的纠纷和投诉。 　　动态汽车衡自身计量性能不稳定也会影响计重的准确性。曾有媒体报道，广东清连高速安装使用的50多套计重收费装置中，有5套设备在安装使用仅仅两个多月后就坏掉不能再使用了，比例达到10%。检定规程规定动态衡的检定周期为1年，但收费站使用的动态汽车衡，基本上是全天24小时一直处于工作状态，部分收费站车流量太大，动态汽车衡每天要受到上万次的冲击，尤其是一些使用时间较长的设备，本身采用的技术比较落后，日常的维护保养也不够，导致设备重复性波动较大，计量性能极易出现不稳定。 　　陕西省计量研究院高级工程师杨发武在接受记者采访时还指出，动态汽车衡的准确性还受安装环境的影响。“按规定，动态汽车衡必须安装在自然水平的地面上，地面平整度误差要小于3毫米，可以说，这个要求是很严格的。但目前很多安装人员不按规程操作，选站地址不合适，在上下坡、弯道安装都是不合要求的。如果选站地址达不到水平要求，设备称量肯定不准。” 　　动态汽车衡的特性决定了同一辆车运载同样的货物以不同的方式通过同一个动态汽车衡，称重结果都有可能不同。鲁新光解释，动态汽车衡跟静态汽车衡不一样，静态衡在称重受力后，计量指数能平衡回归，而动态衡记录的是汽车通过秤台时瞬间的最大值，因此，很多因素都会造成称重不准。譬如，车辆经过时，车速不稳、突然踩刹车、加油门等异常过衡都有可能造成称重误差。一般来说，匀速5公里行驶时，计量最为准确。而一些司机为了逃避通行费，使用各种作弊手段，想方设法减轻载重。例如跳秤，车辆在秤台前突然加大油门，使车轮在瞬间微微抬起，跳过秤台，减少称重 绕行，车辆在通过计量衡时，车轮行进绕S形，使秤台受力不均，以减轻称重 垫钢板，乘收费人员不备，在秤台上搭一条弧形的钢板拱桥，减轻称重。专家指出，一些司机因技术把握不好，反而弄巧成拙，加重了车的载重。