资源描述
第1章 前言
原《公路工程集料实验规程》(JTJ058-94)(如下称原规程),由交通部公路科学研究所和交通部第二公路勘察设计院编制。当时编制内容大某些引自原《水泥混凝土实验规程》、《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》、《公路路面基层实验规程》中相差实验办法。原规程于1994年7月5日发布,12月1日起在全国实行以来,在国内得到了广泛应用。对加强公路工程集料生产与管理、质量检查起到了重要作用。
但是,由于长期形成习惯和各方面因素,国内外对用于水泥混凝土与沥青路面集料,无论在规格、质量规定还是实验办法方面,都是各成系统、有所不同:原规程实行几年来,高速公路沥青路面建设有了较大发展,其中某些实验办法,对水泥混凝土集料是合用,但对沥青路面及基层、底基层集料就不合用,有些在工程中发生了混乱。此外,矿粉作为沥青混合料一种重要材料,虽然并不属于集料定义范畴内,却没有比本规程更适当实验规程可以涉及进去。因而,交通部[1997]731号文下达任务,由交通部公路科学研究所对原规程进行修订,重要是将水泥混凝土和沥青路面不同某些严格区别开,分别制定出原则实验办法。同步把沥青混合料所用矿粉填料实验办法也纳入本规程,以便生产上应用。
依照交通部公路司筹划规定,修订组充分参照了“七五”及“八五”国家科技攻关及其她科研、推广项目陆续获得许多有实用价值成果,与有关设计、施工规范协调配套。1997年开始征求关于部门使用意见,收集国内外实验办法资料,结合施工生产实践及关于科研成果进行了修订并在西宁、长沙召开两次征求意见会。交通部公路司于1998年6月组织了对送审稿审查,经修订组进一步修改后,形成报批稿,公路司设计与技术处会同修订组及人民交通出版社关于人员总校后定稿。
这次修订重点针对使用于沥青混合料和基层、底基层集料实验办法,严格区别了水泥混凝土与沥青混合料对集料不同测试办法和规定。本着尽量与国际原则统一,与国内习惯一到原则,共修订实验办法20项、增补实验办法9项,并增长2个附录。修订重要内容有:
1、对集料筛分用原则筛严格按方孔筛和圆孔筛进行区别,并在各个实验办法中统一。沥青路面和基层、底基层集料使用方孔筛,水泥混凝土使用圆孔筛,在每一种实验办法中都区别清晰。并将集料原则筛(方孔筛、圆孔筛)原则补充作为附录,便于统一原则筛规格,进行质量检查。在水泥混凝土集料圆孔筛系列中,国内习惯于整数尺寸筛孔,为便于工程单位使用起见,规定当缺少63mm、31.5mm、16mm圆孔筛时,容许以60mm、30mm、15mm圆孔筛代替。
2、关于粗集料密度、吸水率实验办法,重新进行了定义,明确了密度与相对密度区别与关系。
3、增补了粗集料松方容重捣实法测定办法,以满足SMA路面配合比设计需要。
4、对粗集料针片状颗粒含量测定办法,明确水泥混凝土用集料用规准仪法,沥青路面用集料用卡尺法。
5、修订了粗集料石料压碎值实验办法,T0315合用于水泥混凝土集料,T0316合用于沥青路面集料,对T0316原规程采用12mm~16mm集料,加压后用3mm筛过筛,修改为13.2mm~16mm集料,压碎后用2.36mm筛过筛。
6、修订了沥青路面用洛杉矶磨耗值实验办法,与国外原则相一致,按照不同集料规格分别选用7种条件,实验后用1.7mm筛过筛,计算磨耗损失。
7、增补了测定破碎砾石破碎面比例实验办法。
8、修订了细集料筛分后细度模数计算办法。
9、增补了细集料棱角性和粗糙度实验办法。
10、增补了矿粉填料各种实验办法,涉及矿粉筛分实验(水洗法),矿粉相对密度实验,矿粉亲水系数实验,矿粉塑性指数实验,矿粉加热安定性实验等。这些实验办法尽管始终在使用中,但由于它“归属”问题,没有列入任何一本实验规程中,这次将矿粉实验办法所有补充收入本规程(在美国ASTM原则中矿粉也归入集料类)。其中矿粉筛分实验统一采用水洗法。
11、原规程关于集料技术规定均摘自相差设计、施工规范,由于各规范在执行过程中时有修订,与本规程修订不也许同步进行,因此有关规范修订将引起不同规范之间不统一。为避免与相差规范矛盾,在本实验规程中将技术规定均予删除。
本规程由交通部公路科学研究所负责解释。但愿各单位在使用中注意总结经验,在执行中有何意见和建议,请及时函告交通部公路科学研究所,地址:北京市海淀区西土城路8号,邮政编码:100088,电话:(010)62079583。
原规程主编单位:交通部公路科学研究所
交通部第二公路勘察设计院
原规程重要起草人:姚思国 周俊卿 蔡正咏 刘清泉 李苏评 夏玲玲
本规程修订单位:交通部公路科学研究所
本次修订重要起草人:沈金安 李福普
第2章 总则
1 为适应国内公路建设需要,保证公路工程对集料质量规定,为加强集料质量管理提供根据,特制定本规程。
2 本规程规定了新建和改建各级公路工程中水泥混凝土、沥青混合料和路面基层所用集料实验办法。
3 各种集料技术规定应符合现行关于技术规范规定。
4 用于本规程实验仪器应经国家关于检测机构认定合格并符合本规程规定。采用不符合上述规定仪器所做实验无效。
5 实验人员应通过培训并获得上岗资格,实验中应遵守安全操作、防火、防毒及环保规定。
6 送试集料样品应标明产地、规格、数量、送试单位、实验项目、送试日期等,并采用能防止污染和不易损坏包装。
7 关于集料实验检测内容符合本规程外,尚应符合国家现行关于原则规定。
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第3章 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 集料(骨料)aggregate
在混合料中起骨架和填充作用粒料,涉及碎石、砾石、石屑、砂等。
2.1.2 粗集料 coarse aggregate
在沥青混合料中,粗集料是指粒径不不大于2.36mm碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等;在水泥混凝土中,粗集料是指粒径不不大于5mm碎石、砾石和破碎砾石。
2.1.3 细集料 fine aggregate
在沥青混合料中,细集料是指粒径不大于2.36mm天然砂,人工砂及石屑;在水泥混凝土中,细集料是指粒径不大于5mm天然砂,人工砂。
2.1.4 矿粉mineral filler
加入沥青混合料中起到填料作用符合规格规定矿物质粉末。填料可为磨细石粉、消石灰粉、水泥、粉煤灰等。
2.1.5 堆积密度 accumulated density
单位体积(含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积)物质颗粒质量。有干规程密度及湿堆积密度之分。
2.1.6 表观密度(视密度) apparent density
单位体积(含材料实体矿物成分及闭口孔隙体积)物质颗粒干质量。
2.1.7 表观相对密度(视比重) apparent specific gravity
表观密度与同温度水密度之比值。
2.1.8 表干密度(饱和面干毛体积密度)saturated surface-dry density
单位体积(含材料实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围所有毛体积)物质颗粒饱和面干质量。
2.1.9 表干相对密度(饱和面干毛体积相对密度) saturated surface-dry bulk specific gravity
表干密度与同温度水密度之比值。
2.1.10 毛体积密度 bulk density
单位体积(含材料实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围毛体积)物质颗粒干质量。
2.1.11 毛体积相对密度 bulk specific gravity
毛体积密度与同温度水密度之比值。
2.1.12 细度模数 fineness modulus
表征砂子粒径粗细限度,以砂在规定各筛孔合计筛余百分率之和除以100求得。
2.1.13 石料磨光值 polished stone value
按规定实验办法测得石料抵抗轮胎磨光作用能力,即石料被磨光后用摆式仪测得摩擦系数。
2.1.14 石料冲击值 lashed stone value
按规定办法测得石料抵抗冲击荷载能力,冲击实验后,不大于规定粒径石料质量百分率。
2.1.15 石料磨耗值 weared stone value
按规定办法测得石料抵抗磨耗作用能力,其测定办法分别有道瑞法、洛杉矶法和狄法尔法。
2.1.16 石料压碎值 crushed stone value
按规定办法测得石料抵抗压碎能力,以压碎实验后不大于规定粒径石料质量百分率表达。
2.1.17 集料空隙率(间隙率) percentage of voids in aggregate
集料颗粒之间空隙体积占集料总体积比例。
2.1.18 孔隙比 void ratio
集料孔隙(含开口孔隙、粒间空隙)体积与颗粒所占体积(含颗粒固体、闭口孔隙)比值,用小数表达。
2.1.19 碱集料反映alkali-aggregate reaction
水泥混凝土中因水泥和外加剂中超量碱与某些活性集料发生不良反映而损坏水泥混凝土现象。
2.1.20 砂率 sand percentage
水泥混凝土混合料中砂质量与砂、石总质量之比,以百分率表达。
2.1.21 针片状颗粒 flat and elongated particles in coarse aggregate
指粗集料中细长针状颗粒与扁平片状颗粒。当颗粒形状诸方向中最小厚度(或直径)与最大长度(或宽度)尺寸之比不大于规定比例时,属于针片状颗粒。
2.1.22 原则筛 standard test sieves
对颗粒性材料进行筛分实验用符合原则形状和尺寸规格规定系列样品筛。
沥青路面及各类基层集料粒径均以方孔原则筛为准,原则筛筛孔尺寸依次为75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm。
水泥混凝土集料粒径不不大于和等于2.5mm,以圆孔原则筛为准;不大于2.5mm,以方孔筛为准。原则筛筛孔尺寸依次为100mm、80mm、63mm、50mm、40mm、31.5mm、25mm、20mm、16mm、10mm、5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm、0.075mm。但当缺少63mm、30mm、15mm圆孔筛代替;缺少0.63mm、0.315mm、016mm方孔筛时,容许以0.6mm、0.3mm、0.15mm方孔筛代替。
种类原则筛尺寸及技术规定应符合本规程附录A及附录B规定。
2.1.23 集料最大粒径 maximum size of aggregate
指集料100%都规定通过最小原则筛筛孔尺寸。
2.1.24 集料公称最大粒径 nominal maximum size of aggregate
指集料也许所有通过或容许有少量不通过(普通容许筛余不超过10%)最小原则筛筛孔尺寸。普通比集料最大粒径小一种粒级。
条文阐明
在国外规范中,对集料最大粒径有两个定义:集料最大粒径(Maximum size)是指100%通过最小原则筛孔径,而集料公称最大粒径(Nominal maximum size)是指保存在最大尺寸原则筛上颗粒含量不超过10%原则筛尺寸。例如,某种集料,100%通过25mm筛,在19mm筛上筛余不大于10%,则此集料最大粒径为25mm,而公称最大粒径为19mm。在ASTM D448-86《公路和桥梁构造物集料规格》、ASTM D 692-94a《沥青路面粗集料》、ASTM1073-94《沥青路面细集料》以及ASTM D 3515《热拌热铺沥青混合料》等原则规范中,事实上使用级配名称都是采用公称最大粒径。例如惯用6号粗集料是指3/4in~3/8in,规定通过1in为100%,而通过3/8in百分率为90%~100%。同样对普通称最大粒径为3/4inD-4号沥青混合料,规定通过1in为100%,通过3/8in为90%~100%。这些做法和名称叫法与国内习惯是一致。但是国内往往将公称最大粒径直接简称为最大粒径,没有严格区别,此后使用这些术语时应注意区别。
2.2 符号
符号及意义见表1。
符号及意义 表1
符号
意义
Mx
砂细度模数
γb
集料毛体积相对密度
ρb
集料毛体积密度
ρa
集料体现密度
γa
集料体现相对密度(视比重)
ρs
集料表干密度
γs
集料表干相对密度
ρ
集料松方密度
ω
集料含水率
ωx
集料吸水率
ωs
集料表面含水率
at
水温对水相对密度影响修正系数
n
集料空隙率
Qe
粗集料针片状颗粒含量
Qn
集料含泥量
QK
集料泥块含量
Qa
水泥混凝土用粗集料压碎指标值
Q′a
沥青路面用粗集料压碎值
PSV
粗集料磨光值,polished stone value之略语
WSV
粗集料磨耗值,weared stone value之略语
AAV
粗集料磨耗值(道瑞法),aggregate abrasion value之略语
LSV
粗集料冲击值,lashed stone value之略语
SE
砂当量,sand equivalent value之略语
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第4章 粗集料实验
T0301- 粗集料取样法
1 取样办法和试样份数
1.1 在同批来料堆上取样时,应先铲除堆脚等处无代表性某些,再在料堆顶部、中部和底部,各由均匀分布几种不同部位,获得大体相等若干份构成一组试样,务使能构成一组试样,务使能代表本批来料状况和品质。
1.2 从皮带运送机上取样时,应在皮带运送机机尾出料处用接料器定期抽取有代表性试样,并由若干份试样构成一组试样,作为本批来料代表样。
1.3 从火车、汽车、货船上取样时,应从各不同部位和深度处,抽取大体相等试样若干份,构成一组试样,抽取详细份数,应视可以构成本批来料代表样需要而定。
注:①如经观测,以为各节车皮、汽车或货船碎石或砾石品质差别不大时,容许只抽取一节车皮、一部汽车、一艘货船试样(即一组试样),作为该批集料代表样品;
②如经观测,以为该批碎石或砾石品质相差甚远时,则应对品质有怀疑该批集料,分别取样和验收。
2 取样数量
对每一单项实验,每组试样取样数量宜不少于表1所规定至少取样量。需作几项实验时,如确能保证试样经一项实验后不致影响另一项实验成果时,可用同一组试样进行几项不同实验。
3 试样缩分
将所取试样置于平板上,在自然状态下拌混均匀,大体摊平,然后沿互相垂直两个方向,把试样提成大体相等四份,取其对角两份重新拌匀,重复上述过程,直至缩分后材料量略多于进行实验所必须量。
有条件时,也可用分料器对试样进行缩分。
一实验项目所需碎石或砾石最小取样数量(kg) 表1
公称最大粒径(mm)/实验项目
圆孔筛
10
16
20
25
31.5
40
63
80
方孔筛
9.5及13.2
16
19
26.5
31.5
37.5及53
63
75
筛分
10
15
20
20
30
40
60
80
表观密度
8
8
8
8
12
16
24
24
含水率
2
2
2
2
3
3
4
6
吸水率
2
2
4
4
4
6
6
8
堆积密度
40
40
40
40
80
80
120
120
含泥量
8
8
24
24
40
40
80
80
泥块含量
8
8
24
24
40
40
80
80
针片状含量
1.2
4
8
8
20
40
--
--
硫化物、硫酸盐
1.0
注:①有机物含量、结实性及压碎指标值实验,应按规定粒级规定取样,其实验所需试样数量,按本规程关于规定施行;
②采用广口瓶法测定表观密度时,集料最大粒径不不不大于40mm者,其至少取样数量为8kg。
4 试样包装
每组试样应采用避免细料散失及防止污染容器包装,并附卡片标明试样编号、取样时间、产地、规格、试样代表数量、试样品质、规定检查项目及取样办法等。
T0302- 粗集料筛分实验
1 目与合用范畴
测定粗集料(碎石、砾石、矿渣等)颗粒级配。
2 仪具与材料
2.1 实验筛:依照需要选用规定原则筛。
2.2 天平或台秤:感量不不不大于试样质量0.1%。
2.3 其他:盘子、铲子、毛刷等。
3 实验准备
将来料用分料器或四分法筛分至表1规定试样所需量,风干后备用。每种试样准备两份,分别供水洗和干筛法筛分使用。对水泥混凝土用集料,如果没有规定,也可不进行水洗,只进行筛筛分。依照需要可按规定集料最大粒径筛孔尺寸过筛,除去超粒径某些颗粒后,再进行筛分。
筛分用试样质量 表1
公称最大粒径(mm)
方孔筛
75
63
37.5
31.5
26.5
19
16
9.5
4.75
圆孔筛
80
63
40
31.5
25
20
16
10
5
试样质量不少于(kg)
10
8
5
4
2.5
2
1
1
0.5
4 实验环节
4.1 用水洗法测定集料中不大于0.075mm细粉某些质量。
4.1.1 取一份试样,将试样置105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重,称取干燥集料试样总质量(m1),精确至0.1%。
注:恒重系指相邻两次称量间隔时间不不大于3h状况下,先后两次称量之差不大于该项实验所规定称量精密度(下同),普通不少于6h。
4.1.2 将试样置一干净容器中,加入足够数量干净水,将集料所有盖没。
4.1.3 用搅棒充分搅动集料,使集料表面洗涤干净,使细粉悬浮在水中,但不得破碎集料或集料从水中溅出。
4.1.4 依照集料粒径大小选取构成一组套筛,其底部为0.075mm原则筛,上部为2.36mm或4.75mm筛。仔细将容器中混有细粉悬浮液倒出,通过套筛流入另一容器中,尺量不致将粗集料倒出,损坏原则筛筛面。
注:不可直接倒至0.075mm筛上,以免集料掉出损坏筛面。
4.1.5 重复4.1.2~4.1.4环节,直至倒出水干净为止。
4.1.6 将套筛每个筛子上集料及容器中集料所有间收在一种搪瓷盘中,容器上不得有沾附集料颗粒,将搪瓷筋连同集料一起置105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重,称取干燥集料试样总质量(m2),精确至0.1%。
4.2 用干筛法测定粗集料各个粒级质量百分率。
4.2.1 取另一份试样置105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重,称取干燥集料试样总质量(m0),精确至0.1%。
4.2.2 用搪瓷盘作筛分容器,按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛,人工筛分时,需使集料在筛面上同步有水平方向及上下方向不断顿运动,使不大于筛孔集料通过筛孔,直至1min内通过筛孔质量不大于筛上残存量1%为止。采用摇筛机筛分后,应当逐个由人工补筛。将筛出通过颗粒并入下一号筛,和下一号筛中试样一起过筛,顺序进行,直至各号筛所有筛完为止。以确认1min内通过筛孔质量的确不大于筛残存量1%。
4.2.3 如果某个筛上集料过多,影响筛分作业时,可以分两次筛分,当筛余颗粒粒径不不大于20mm时,筛分过程中容许用手指轻轻拔动颗粒,但不得逐颗粒颗塞过筛孔。
4.2.4 称取每个筛上筛余量,精确至总质量0.1%。各筛分计筛余量及筛底存量总和与筛分前试样总质量m0相比,其相差不得超过0.5%。
5 计算
5.1 集料中通过0.075mm含量按式(1)计算,精确至0.1%。
P0.075=(m1-m2)/m1*100
式中:P0.075--集料中不大于0.075mm含量(通过率),%;
m1--用于水洗干燥集料总质量,g;
m2--集料水洗后干燥质量,g。
5.2 分计筛余百分率
各号筛上分计筛余百分率按式(2)计算,但0.075mm筛不计算分计筛余,精确至0.1%。
Pi=mi/m0*(100-P0.075)/100
式中:Pi--各号筛上分计筛余百分率,%;
m0--用于干筛干燥集料总质量,g;
mi--各号筛上分计筛余,g;
i--依次为0.15mm、0.3mm、0.6mm.....至集料最大粒径。
5.3 合计筛余百分率
各号筛合计筛余百分率为该号筛及不不大于该号筛各号筛分计筛余百分率之和,但0.075mm筛不计算合计筛余,精确至0.1%。
5.4 各号筛质量通过百分率
各号筛质量通过百分率等于100减去该号筛合计筛余百分率,但0.075mm筛质量通过百分率即为P0.075,精确至0.1%。
5.5 依照需要,绘制集料筛分曲线。
条文阐明
在国外集料筛分实验中,用于沥青路面粗集料、细集料,普通均有水洗法和干筛法两个实验办法,用一份集料进行干筛,拟定各个粒级含量或通过百分率,但由于沾附在集料上不大于0.075mm某些事实上是筛不下去,无法由于筛精确测定,因此还必要此外用一份集料用水洗法拟定集料中不大于0.075mm某些含量对其进行校正,如ASTMC117、AASHTOT11、日本JISA1103、KOTANA1103等。然而在国内从来不论水泥混凝土集料或沥青路面集料,都直接采用干筛办法,0.075mm筛通过量不经水洗拟定,因此是不精确。它对水泥混凝土材料来说问题不大,但对沥青混合料来说,集料表面沾附矿粉筛不下来,配合比设计时不算进去,对配合比成果有一定影响。它直接影响添加矿粉数量,因此仅仅对矿粉用水洗法还不够,对其他粗集料、细集料也必要由水洗法测定不大于0.075mm含量,此外,在施工现场用溶剂抽提法测定油石比及矿料级配时,颗粒上粉料都通过溶剂冲洗,计入矿粉中,如果材料筛分是不计沾附粉料含量时,两次筛分就不一致,必然导致误差。因此本次修订时,沥青路面集料筛分实验无论对粗集料、细集料原材料筛分进行目的配合比设计,或者在沥青厂从拌和机二次筛分后热料仓取样筛分进行生产配合比设计时,都规定分别进行水洗法和干筛法,以精确拟定0.075mm通过率,各单位务必照此执行。
T0303- 含土粗集料筛分实验
1 目与合用范畴
本办法用于测定含粘性土粗集料颗粒构成。
注:如天然砂砾土、碎石土以及中低档路面材料,粘性土颗粒包覆在砾石(碎石)和砂颗粒上,对此类材料不合用于T0302办法。
2 仪具与材料
2.1 实验筛:依照需要选用规定原则筛。
2.2 天平或台秤:感量不不不大于试样质量0.1%。
2.3 烘箱:能保持温度105±5摄氏度。
2.4 容器:能在此容器内激烈搅动试样而不会使试样或水损失。
2.5 其他:盘子、铲子、毛刷等。
3 实验准备
将来料用分料器或四分法缩分至表1规定试样所需量,烘干或风干后备用。
筛分用试样质量 表1
公称最大粒径(mm)
方孔筛
75
63
37.5
31.5
26.5
19
16
9.5
4.75
圆孔筛
80
63
40
31.5
25
20
16
10
5
试样质量不少于(kg)
10
8
5
4
2.5
2
1
1
0.5
4 实验环节
4.1 将试样放在浅盘内,并一起放到温度保持在105±5摄氏度烘箱内烘干24h±1h。
4.2 从烘箱中取出试样,冷却后称重,精确至样品质量0.1%,用m1表达(g)。
4.3 将试样放到容器内,向容器内注水,沉没试样。
4.4 激烈搅动容器内试样和水,使粘在粗颗粒上不大于0.075mm颗粒完全分离下来,并悬浮在水中。
4.5 在需要实验细土液限和塑性指数时,将容器内悬浮液倒在0.5mm筛孔筛上,筛下放一接受悬浮液容器。
4.6 将筛上剩余料回收到清洗容器内。
4.7 重复上述环节至清洗容器内水清洁。
4.8 将洗净集料放在浅盘内,并一起放于温度为105±5摄氏度烘箱内烘干8h~12h。
4.9 从烘箱中取出试样,冷却后称其质量,精确至原样品质量0.1%,用m2表达(g)。按T0302办法对试样进行筛分(干筛)。
4.10 将容器内悬浮液澄清,使细土沉淀。在沉淀过程中分多次将上层清水细心倒出,注意勿倒出沉淀物。
4.11 待容器底部细土风干后,取出粉碎并拌匀,从中取出一某些做液限和塑性实验。
4.12 取某些风干细土放在105±5摄氏度烘箱内烘干24h±1h,冷却后,称量100g,用m3表达(g)。
4.13 将烘干细土放到一容器内,向容器内注水,并激烈搅动容器内水和土,使不大于0.075mm颗粒与0.075mm~0.5mm颗粒分离。
4.14 将悬浮液倾倒在0.075mm筛孔筛上,继续清洗筛上剩余料,直到筛下洗液清洁为止。
4.15 将筛反扣过来用水仔细冲洗入浅盘中,放在105±5摄氏度烘箱内烘干8h~12h,冷却并称质量,用m4表达(g)。
4.16 在不需要实验细土液限和塑性指数时,可直接将悬浮液倾倒在0.075mm筛孔筛上,重复清洗容器内集料,直至容器内水干净。
4.17 按4.15办法将筛上清洁料收回,与容器内清洁料一起烘干,冷却,并称其质量,用m5表达(g)。
4.18 按T0302办法将烘干集料进行筛分。
5 计算
5.1 按式(1)计算不大于0.5mm颗粒含量。
C=(m1-m2)/m1*100
式中:C--不大于0.5mm颗粒含量,%;
m1--烘干试样质量,g;
m2--0.5mm筛孔筛上集料烘干质量,g;
5.2 按(2)计算细土中不大于0.075mm颗粒含量。
F′=(m3-m4)/m3*100
式中:F′--细土中不大于0.075mm颗粒含量,%;
m3--细土烘干质量,g;
m4--0.075~0.5mm颗粒烘干质量,g。
5.3 按式(3)计算整个集料中不大于0.075mm颗粒含量。
F=C*F′
式中:F--整个集料中不大于0.075mm颗粒含量,%。
5.4 按式(4)计算集料中不大于0.075mm颗粒含量。
G=(m1-m5)/m1*100
式中:G--集料中不大于0.075mm颗粒含量,%;
m5--0.075mm筛上所有集料烘干质量,g。
T0304- 粗集料密度及吸水率实验(网篮法)
1 目与合用范畴
本办法合用于测定碎石、砾石等各种集料表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度、表观密度、表干密度、毛体积密度,以及粗集料吸水率。
2 仪具与材料
2.1 天平或浸水天平:可悬挂吊篮测定集料水中质量,称量应满足试样数量称量规定,感量不不不大于最大称量0.05%.
2.2 吊篮:耐锈蚀材料制成,直径和高度为150mm左右,四周及底部用1mm~2mm筛网编制成具备密集孔眼。
2.3 溢流水槽:在称量水中质量时能保持水面高度一定。
2.4 烘箱:允控温在105±5摄氏度。
2.5 温度计。
2.6 原则筛。
2.7 盛水容器(如搪瓷盘)。
2.8 其他:刷子、毛巾等。
3 实验准备
3.1 将取来试样用4.75mm(方孔筛)或5mm(圆孔筛)原则筛过筛,用四分法缩分至规定质量,分两份备用。对沥青路面用粗集料,应对不同规格集料分别测定,不得混杂,所取每一份集料试样应基本上保持原有级配。
3.2 经缩分后供测定密度和吸水率粗集料质量应符合表1规定。
3.3 将每一份集料试样浸泡在水中,仔细洗去附在集料表面尘土和石粉,经多次漂洗干净至水清澈为止。清洗过程中不得散失集料颗粒。
测定密度所需要试样最小质量 表1
公称最大粒径(mm)
圆孔筛
10
16
20
25
31.5
40
63
80
方孔筛
9.5
16
19
26.5
31.5
37.5
63
75
每一份试样最小质量(kg)
1
1
1
1.5
1.5
2
3
3
4 实验环节
4.1 取试样一份装入干净搪瓷盘中,注入干净水,水面至少应高出试样2cm,轻轻搅动石料,使附着石料上气泡逸出。在室温下保持浸水24h。
4.2 将吊篮挂在天平吊钩上,浸入溢流水槽中,向溢流水槽中注水,水面高度至水槽溢流孔为止,将天平调零。
4.3 调节水温在15~25摄氏度范畴内。将试样移入吊篮中,溢流水槽中水面高度由水槽溢流孔控制,维持不变。称取集料水中质量(mw)。
4.4 提起吊篮,稍稍滴水后,将试样倒入浅搪瓷盘中,或直接将粗集料集料倒在拧干湿毛巾上,注意不得有颗粒丢失,或有小颗粒附在吊篮上。稍稍倾斜搪瓷盘,用毛巾吸走漏出自由水,用拧干湿毛巾轻轻擦干颗粒表面水,至表面看不到发亮水迹,即为饱和面干状态。当粗集料尺寸较大时,可逐颗擦干。注意拧湿毛巾时不要太用劲,防止拧得太干。擦颗粒表面水时,既要将表面水擦掉,又不能将颗粒内部水吸出,整个过程中不得有集料丢失。
4.5 及时在保持表干状态下,称取集料表干质量(m1)。
4.6 将集料置于浅盘中,放入105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重,取出浅盘,放在带盖容器中冷却至室温,称取集料烘干质量(ma)。
注:恒重是指相邻两次称量间隔时间不不大于3h状况下,其先后两次称量之差不大于该项实验所规定粗密度,即0.1%。普通在烘箱中烧烤时间不得少于4h~6h。
4.7 对同一规格集料应平行实验两次,取平均值作为实验成果。
5 计算
5.1 表观相对密度γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按式(1)、(2)、(3)计算至小数点后3位。
γa=ma/(ma-mw)
γs=mf/(mf-mw)
γb=ma/(mf-mw)
式中:γa--集料表观相对密度,无量纲;
γs--集料表干相对密度,无量纲;
γb--集料毛体积密度,无量纲;
ma--集料烘干质量,g;
mf--集料表干质量,g;
mw--集料水中质量,g。
5.2 集料吸水率以烘干试样为基准,按式(4)计算,精确至0.01%。
ωx=(mf-ma)/ma*100
式中:ωx--粗集料吸水率(%)。
5.3 粗集料表观密度(视密度)ρ、表干密度ρa、毛体积密度ρb按式(5)、(6)、(7)计算,精确至小数点后3位。不同水温条件下测量粗集料表观密度需进行水温修正,不同实验温度下水密度ρr及水湿度修正系数αT如表2所列,此表合用于在15~25摄氏度测定状况。
ρa=γa*ρT或ρa=(γa-αT)*ρw
ρs=γs*ρT或ρs=(γs-αT)*ρw
ρb=γb*ρT或ρb=(γb-αT)*ρw
式中:ρa--粗集料表观密度,g/cm3;
ρs--粗集料表干密度,g/cm3;
ρb--粗集料毛体积密度,g/cm3;
ρT--实验温度T时水密度,按表2取用,g/cm3;
αT--实验温度T时水温修正系数;
ρw--水在4摄氏度时密度(1.000g/cm3)。
不同水温时水密度ρr及水温修正系数αr 表2
水温(摄氏度)
15
16
17
18
19
20
水密度ρT(g/cm3)
0.99913
0.99897
0.99880
0.99862
0.99843
0.99822
水温修正系数αT
0.002
0.003
0.003
0.004
0.004
0.005
水温(摄氏度)
21
22
23
24
25
水密度ρT(g/cm3)
0.99802
0.99779
0.99756
0.99733
0.99702
水温修正系数αT
0.005
0.006
0.006
0.007
0.007
6 精密度或容许差
重复实验精密度,对表观相对密度,表干相对密度,毛体积相对密度,两次成果相差不得超过0.02,对吸水率不得超过0.2%。
条文阐明
当前对粗集料密度、相对密度定义及测定办法比较混乱,经常浮现错误理解。由于它测定值直接影响沥青混合料理论最大相对密度计算值精确性,影响空隙率指标,因此精确测定粗集料相对密度至关重要。为此在名词解释中对各种密度作了定义,同步对相对密度测定办法进行了修订。
密度是在一定条件下测量单位体积质量,单位为t/m3或g/cm3,普通以ρ表达。对材料内部没有孔隙匀质材料,测定密度只有一种。但对于工程上用粗细集料,由于材料状态及测定条件不同,便衍生出各种各样“密度”来。计算密度用质量有干燥质量与潮湿质量不同,计算用体积也因所包括集料内部孔隙状况不同,因而计算成果就不同样,由此得出不同密度定义。
①真实密度:矿粉密度接近于真实密度,它是规定条件下,材料单位体积(所有为矿质材料体积,不计任何内部孔隙)质量,也叫真密度。
②毛体积密度:其计算单位体积为表面轮廓线范畴内所有毛体积,包括了材料实体、开口及闭口孔隙。当质量以干质量(规干)为准时,称绝干毛体积密度,即普通所称毛体积密度。
③表干密度:其计算单位体积与毛体积密度相似,但计算质量以表干质量(饱和面干状态,涉及了吸入开口孔隙中水)为准时,称表干毛体积密度,即普通所称表干密度。
④表观密度:材料单位体积中包括了材料实体及不吸水闭口孔隙,但不涉及能吸水开口孔隙在内,也称视密度。
原规程在测定集料密度时考虑了测定期不同温度水密度影响,计算实验温度下密度。可是事实上沥青混合料配合比设计或施工质量检查计算理论密度时,使用室温条件下粗集料与水相对密度(水在不同温度时密度见表2),此温度差对混合料空隙率有影响,因此在这次修订时,一方面规定粗集料相对密度计算,在需要时再计算密度,以便与使用条件一致。美国AASHTO T85(ASTM C 127)特别强调了三种密度与相对密度不同,相对密度以23摄氏度/23摄氏度为准,与4摄氏度密度相差0.9975倍,因此使用时绝对不能混淆,在沥青8混合料各种计算时都采用常温下相对密度。
本规程T0304及T0308规定了粗集料各种密度和各种相对密度测定办法。测定期,集料烘干质量(绝干状态)为ms,即矿质实体质量。当用网篮或广口瓶测定集料水中质量时,由浮力测定集料排开水体积即为矿质实体涉及内部闭口孔隙在内体积,即烘干质量ma与水中质量mw之差。并由此计算得表观相对密度(Apparent Specifie Gravity)。
当集料成表干状态(即饱和面干状态)时,集料级擦干了表面水,开口孔隙中仍布满了水,集料表干质量mf与水中质量mw之差相称于除了浮力以外又加上了开口孔隙体积,即为集料毛体积。由此求得绝干毛体积相对密度通称毛体积相对密度(Bulk Specifie Gravity,简称B.S.G)。
粗集料表干状态不易掌握好,用拧干湿毛巾轻轻擦去表面水渍,但切不可过度,不得将内部毛细水吸出。
表干相对密度(Saturated Surface-Dry Bulk.Specifie Gravity,简称SSD.B.S.G)在计算时,使用已被水浸满开口孔隙毛体积质量作为集料质量。这种表达方式相称于在沥青混合料老旧地集料孔隙中吸入了沥青状况(沥青密度与水接近)。
在测得三种相对密度后便可以依照实验温度下换算得到表观密度(Apparent Density)、毛体积密度(Bulk Density)及表干密度(Saturated Surface-Dry Bulk.Density)。
依照相对密度定义,集料密度等于相对密度乘以同温度下水密度,或近似地减去水温修正系数得到。以式(5)为例,αT=γa(1-ρr/ρw)。阐明αr不但与水在不同温度下密度ρT关于,还与集料自身密度关于。由于不同集料γa或γs、γb是不同,因此表2中αT只是个近似值。
集料吸水率ωx即吸入集料开口孔隙中水质量与集料固体某些质量之比。
本规程以γa代表表观相对密度,γs代表表干相对密度,γb代表毛体积相对密度,ωx代表吸水率,这几种测定值之间
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