T0309—2005粗集料堆積密度及空隙率試驗

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(shí)堆積密度和搗實(shí)堆積密度以及空

隙率。

1.2  本方法不適用于測定公稱(chēng)最大粒徑大于37.5mm粗集料的搗實(shí)堆積密度，此時(shí)可 用振實(shí)堆積密度替代。

2  儀具與材料

2.1  天平：感量不大于稱(chēng)量質(zhì)量的0.1%。

2.2  容量筒：耐腐蝕的金屬圓筒，內表面光滑，頂部邊緣光滑、水平，且與底部平行，其 尺寸應符合表T0309-1 的要求。

表T0309-1 容量筒的尺寸要求

2.3  平頭鐵鍬、鏟子。

2.4  烘箱：鼓風(fēng)干燥箱，恒溫105℃±5℃,并滿(mǎn)足T0302 中2 .4要求。

2.5  振動(dòng)臺：頻率為3000次/min±200 次/min,負荷不的振幅為0.35mm, 空載時(shí)的振 幅為0.5mm。

2.6  搗棒：直徑16mm,長(cháng)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)量應滿(mǎn)足填滿(mǎn)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(shí)狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率時(shí)，應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(mǎn)時(shí)，即停止加料。用 直尺等將多余的試樣沿筒口中心線(xiàn)向兩個(gè)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(shí)不應觸動(dòng)容量筒，且不得擠壓容量筒  表面集料。稱(chēng)取試樣和容量筒總質(zhì)量mz。

4.2  振實(shí)堆積密度

4.2.1  人工振實(shí)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(shí)(但容量筒 底所墊鋼筋的方向應與第一層放置方向垂直);再裝入第三層，按照同樣方法振實(shí)。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(mǎn)。用直尺等將多余的試樣 沿筒口中心線(xiàn)向兩個(gè)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(shí)不應觸動(dòng)容量筒，且不得擠壓容量筒表面集料。稱(chēng)取試樣 和容量筒總質(zhì)量m?

4.2.2  振動(dòng)臺振實(shí)法

按4.1堆積密度試驗步驟，將裝滿(mǎn)試樣的容量筒放在振動(dòng)臺上，振動(dòng)3min 。按照同 樣方法加試樣至容量筒四周溢滿(mǎn)。用直尺等將多余的試樣沿筒口中心線(xiàn)向兩個(gè)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(shí)不應觸動(dòng)容量筒，且不得擠壓容量筒表面集料。稱(chēng)取試樣和容量筒總質(zhì)量m?。

4.3  搗實(shí)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(shí)25次。然后再

裝入第二層，用搗棒均勻地搗實(shí)25次。

4.3.2      再裝入第三層，裝料時(shí)應至容量筒四周溢滿(mǎn)，用同樣方法搗實(shí)。每層搗實(shí)時(shí)， 搗棒深度約至該層位的底部；在搗實(shí)第一層時(shí)，不要太用力至搗棒敲到容量筒底部；第二、

三層時(shí)，用力可大一些，搗棒應貫入該層位的底部但不要貫入下層中。

4.3.3  第三層搗實(shí)完成后，按照4.1步驟加試樣至容量筒四周溢滿(mǎn)。用直尺等將多

余的試樣沿筒口中心線(xiàn)向兩個(gè)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(shí)不應觸動(dòng)容量筒，且不得擠壓容量筒表面集料。 稱(chēng)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(chēng)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(chēng)取潔凈、干燥的容量筒和玻璃片的質(zhì)

用23℃±2.0℃水裝滿(mǎn)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(chēng)取容量筒、玻璃片和水的總質(zhì)量m 。同時(shí)，快速測定容量筒中水的溫度T。

5 結果整理

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(shí)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(shí)堆積密度和搗實(shí)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(guān)密度(g/cm3)。

注：當粗集料用于瀝青路面時(shí)，采用粗集料的毛體積密度。

5.4    試樣的搗實(shí)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(shí)狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率(%);

pa—  粗集料骨架的搗實(shí)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

堆積密度重復性試驗的允許誤差為0.025g/cm2

7 報告

7.1    試驗項目名稱(chēng)和執行標準。

7.2 樣品的編號、名稱(chēng)、產(chǎn)地和規格

7.3 接樣日期、樣品描述。

7.4  試驗日期、樣品縮分方法。

7.5 主要儀器設備的名稱(chēng)、型號及編號。

7.6 容量簡(jiǎn)容積。

7.7     堆積密度、空隙率和搗實(shí)狀態(tài)下粗集料骨架間隙率試驗結果，并注明試驗方法。

7.8  要說(shuō)明的其他內容。

條文說(shuō)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(shí)堆積密 度和搗實(shí)堆積密度。試驗時(shí)需要根據相關(guān)要求采用相應的試驗方法，并在報告中 注明。

5.3  原規程規定，對于水泥混凝土用粗集料采用振實(shí)空隙率。《建設用卵石、碎 石》(GB/T14685)   規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) 規范》(JTG/T3650),      規定粗集料空隙率不大于47%,并沒(méi)有明確是松散空隙率還是 振實(shí)空隙率。根據試驗，振實(shí)空隙率一般小于松散空隙率，振實(shí)空隙率一般要求不大于 42%或40%,很難達到45%或47%。通過(guò)調研，目前工程上有采用松散空隙率的，也 有采用振實(shí)空隙率的。因此，本次修訂不再進(jìn)行規定，試驗時(shí)根據具體要求選擇相應試 驗方法。

5.4  搗實(shí)狀態(tài)的粗集料骨架間隙率是SMA 混合料設計中的重要參數。測定搗實(shí)狀 態(tài)的堆積密度時(shí)，其貫入深度控制非常關(guān)鍵；當貫入深度不夠時(shí)，測定的堆積密度偏??；當 貫入深度達到已完成搗實(shí)層時(shí)，也會(huì )使堆積密度偏小。