技術(shù)文章
1 適 用 范 圍
1.1 本方法適用于測定粗集料的松散堆積密度、振實堆積密度和搗實堆積密度以及空
隙率。
1.2 本方法不適用于測定公稱最大粒徑大于37.5mm粗集料的搗實堆積密度,此時可 用振實堆積密度替代。
2 儀具與材料
2.1 天平:感量不大于稱量質(zhì)量的0.1%。
2.2 容量筒:耐腐蝕的金屬圓筒,內(nèi)表面光滑,頂部邊緣光滑、水平,且與底部平行,其 尺寸應(yīng)符合表T0309-1 的要求。
表T0309-1 容量筒的尺寸要求
公稱最大粒徑 (mm) | 容量筒容積 (L) | 容量筒尺寸(mm) | 筒壁厚度 (mm) | ||
內(nèi)徑 | 凈高 | 底厚 | |||
≤16 | 3 | 155±2 | 160±2 | ≥5.0 | ≥2.5 |
19~26.5 | 10 | 205±2 | 305±2 | ≥5.0 | ≥2.5 |
31.5~37.5 | 15 | 255±5 | 295±5 | ≥5.0 | ≥3.0 |
53~75 | 30 | 355±5 | 305±5 | ≥5.0 | ≥3.0 |
2.3 平頭鐵鍬、鏟子。
2.4 烘箱:鼓風干燥箱,恒溫105℃±5℃,并滿足T0302 中2 .4要求。
2.5 振動臺:頻率為3000次/min±200 次/min,負荷不的振幅為0.35mm, 空載時的振 幅為0.5mm。
2.6 搗棒:直徑16mm,長600mm,一端為圓頭的鋼棒。
2.7 溫度計:量程0~50℃,分度值0.1℃;量程0~200℃,分度值1℃。
2.8 試驗用水:飲用水,使用之前煮沸后冷卻至室溫。
2.9 直尺、玻璃片及直徑25mm 圓鋼筋。
3 試驗準備
3.1 將樣品縮分出試樣兩份,每一份試樣的質(zhì)量應(yīng)滿足填滿容量筒所需質(zhì)量的 120%~150%;105℃±5℃烘干至恒重,并冷卻至室溫。
3.2 當測定搗實狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率時,應(yīng)按配合比中比例取各檔粗集料混 合成集料混合料,充分混合、攪拌均勻,篩除其中粗集料骨架分界篩孔以下顆粒后縮分 試樣兩組,每組兩份。其中一組按3.1處理。另外一組按照T0304 測定粗集料毛體積 密度。
3.3 粗 集 料 骨 架 分 界 篩 孔 通 常 為 4 . 7 5mm 、2.36mm 和1 . 18mm, 如 SMA-13、 SMA-16 、SMA-20 混合料為4 . 75mm,SMA-10 混合料為2 . 36mm, 而 SMA-5 混合料為
1.18mmc
4 試驗步驟
4.1 松散堆積密度
將容量筒在試驗室平臺上水平放置。取試樣一份,用平頭鐵鍬(或鏟子)將試樣從容 量筒正上方50mm 處徐徐倒入,讓試樣自由下落,當容量筒四周溢滿時,即停止加料。用 直尺等將多余的試樣沿筒口中心線向兩個相反方向刮平,并以合適的顆粒填入凹陷空隙, 使表面稍凸起部分和凹陷部分的體積大致相等;此時不應(yīng)觸動容量筒,且不得擠壓容量筒 表面集料。稱取試樣和容量筒總質(zhì)量mz。
4.2 振實堆積密度
4.2.1 人工振實法
取試樣一份,分三層裝入容量筒。裝完第一層后,在容量筒底墊放一根直徑為25mm 鋼筋,按住筒左右交替顛擊地面各25下;然后裝入第二層,用同樣的方法振實(但容量筒 底所墊鋼筋的方向應(yīng)與第一層放置方向垂直);再裝入第三層,按照同樣方法振實。待三 層試樣裝填完畢后,按照4.1步驟再加試樣至容量筒四周溢滿。用直尺等將多余的試樣 沿筒口中心線向兩個相反方向刮平,并以合適的顆粒填人四陷室隙,使表面稍凸起部分和 凹陷部分的體積大致相等;此時不應(yīng)觸動容量筒,且不得擠壓容量筒表面集料。稱取試樣 和容量筒總質(zhì)量m?
4.2.2 振動臺振實法
按4.1堆積密度試驗步驟,將裝滿試樣的容量筒放在振動臺上,振動3min 。按照同 樣方法加試樣至容量筒四周溢滿。用直尺等將多余的試樣沿筒口中心線向兩個相反方向 刮平,并以合適的顆粒填入凹陷空隙,使表面稍凸起部分和凹陷部分的體積大致相等;此 時不應(yīng)觸動容量筒,且不得擠壓容量筒表面集料。稱取試樣和容量筒總質(zhì)量m?。
4.3 搗實堆積密度
4.3.1 將容量筒在試驗室平臺上水平放置。取試樣一份,分三層裝入容量筒,每層
裝入高度約為容量筒1/3 高度。裝完第一層后,用搗棒由邊至中均勻搗實25次。然后再
裝入第二層,用搗棒均勻地搗實25次。
4.3.2 再裝入第三層,裝料時應(yīng)至容量筒四周溢滿,用同樣方法搗實。每層搗實時, 搗棒深度約至該層位的底部;在搗實第一層時,不要太用力至搗棒敲到容量筒底部;第二、
三層時,用力可大一些,搗棒應(yīng)貫入該層位的底部但不要貫入下層中。
4.3.3 第三層搗實完成后,按照4.1步驟加試樣至容量筒四周溢滿。用直尺等將多
余的試樣沿筒口中心線向兩個相反方向刮平,并以合適的顆粒填入凹陷空隙,使表面稍凸 起部分和凹陷部分的體積大致相等;此時不應(yīng)觸動容量筒,且不得擠壓容量筒表面集料。 稱取試樣和容量筒總質(zhì)量m?。
4.4 容量筒容積的標定
4.4.1
4.4.2 量m?c
4.4.3
稱取潔凈、干燥的容量筒質(zhì)量m?。
在容量筒頂部邊緣涂抹薄薄的油脂。稱取潔凈、干燥的容量筒和玻璃片的質(zhì)
用23℃±2.0℃水裝滿容量筒至稍微溢出,用玻璃片沿容量筒表面迅速滑
行,緊貼上部邊緣水面,玻璃片與水面之間不得有空隙。擦干玻璃片上部及容量筒外壁的 水,稱取容量筒、玻璃片和水的總質(zhì)量m 。同時,快速測定容量筒中水的溫度T。
5 結(jié)果整理
5.1 容量筒的容積按式(T0309-1)計算,精確至0.1cm
Ma--m
Pr
式中.v_ 容量筒的容積(cm)
m?——容量筒、玻璃片的質(zhì)量(g);
m?——容量筒、玻璃片與水的總質(zhì)量(g);
pr——溫度T時水的密度(g/em) 按附錄A 選用。
5.2 試樣的堆積密度(包括松散堆積密度、振實堆積密度和搗實堆積密度)按式 (T0309-2) 計算,精確至0.001g/cm3。
式中:p —試樣的堆積密度(g/cm3);
(T 0309-2)
m?——容量筒的質(zhì)量(g);
m?——容量筒與試樣的總質(zhì)量(g)。
5.3 試樣的空隙率按式(T0309-3) 計算,精確至0.1%。
(T 0309-3)
式中:Ve——試 樣的空隙率(%);
p。——粗集料的表觀密度(g/cm3)。
注:當粗集料用于瀝青路面時,采用粗集料的毛體積密度。
5.4 試樣的搗實狀態(tài)下粗集料骨架間隙率按式(T0309-4) 計算,精確至0.01%。
(T 0309-4)
式中:VCAprc——搗實狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率(%);
pa— 粗集料骨架的搗實堆積密度(g/cm2);
p?— 粗集料骨架的毛體積密度(g/cm3)。
5.5 取兩份試樣測定值的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果,堆積密度精確至0.001g/cm3, 空 隙率精確至0.1%,粗集料骨架間隙率精確至0.01%。
6 允許誤差
堆積密度重復(fù)性試驗的允許誤差為0.025g/cm2
7 報告
7.1 試驗項目名稱和執(zhí)行標準。
7.2 樣品的編號、名稱、產(chǎn)地和規(guī)格
7.3 接樣日期、樣品描述。
7.4 試驗日期、樣品縮分方法。
7.5 主要儀器設(shè)備的名稱、型號及編號。
7.6 容量簡容積。
7.7 堆積密度、空隙率和搗實狀態(tài)下粗集料骨架間隙率試驗結(jié)果,并注明試驗方法。
7.8 要說明的其他內(nèi)容。
條文說明
1.1 堆積密度分為松散堆積密度和緊密堆積密度,緊密堆積密度又分為振實堆積密 度和搗實堆積密度。試驗時需要根據(jù)相關(guān)要求采用相應(yīng)的試驗方法,并在報告中 注明。
5.3 原規(guī)程規(guī)定,對于水泥混凝土用粗集料采用振實空隙率。《建設(shè)用卵石、碎 石》(GB/T14685) 規(guī)定粗集料松散空隙率指標分為三檔,分別要求不大于43%、45% 和47%;而《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細則》(JTG/T F30)和《公路橋梁施工技術(shù) 規(guī)范》(JTG/T3650), 規(guī)定粗集料空隙率不大于47%,并沒有明確是松散空隙率還是 振實空隙率。根據(jù)試驗,振實空隙率一般小于松散空隙率,振實空隙率一般要求不大于 42%或40%,很難達到45%或47%。通過調(diào)研,目前工程上有采用松散空隙率的,也 有采用振實空隙率的。因此,本次修訂不再進行規(guī)定,試驗時根據(jù)具體要求選擇相應(yīng)試 驗方法。
5.4 搗實狀態(tài)的粗集料骨架間隙率是SMA 混合料設(shè)計中的重要參數(shù)。測定搗實狀 態(tài)的堆積密度時,其貫入深度控制非常關(guān)鍵;當貫入深度不夠時,測定的堆積密度偏?。划?/span> 貫入深度達到已完成搗實層時,也會使堆積密度偏小。