公路集料试验方法及基本概念

集料试验方法及基本概念集料试验方法及基本概念沥青混合料原材料主要包括：•沥青或改性沥青；•集料；•聚酯纤维、木质纤维等。各种材料在其中的比例各种材料的比例沥青纤维等集料约占沥青混合料95%的集料按集料的粒径大小：1.粗集料：粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、矿渣等。2.细集料：粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂（包括机制砂）、及石屑。3.矿粉：由石灰岩等碱性石料碾磨而成。按集料的岩性：1.玄武岩2.石灰岩3.辉绿岩4.花岗岩5.安山岩……集料试验按反映集料原始面貌1.粗集料密度及吸水率试验（网篮法）2.粗集料压碎值试验3.粗集料磨耗值试验（洛杉矶法）4.粗集料冲击值试验5.集料坚固性试验6.粗集料磨光值试验7.细集料密度及吸水率试验集料试验按反映集料加工工艺1.粗集料含泥量试验2.粗集料针片状颗粒含量试验（游标卡尺法）3.粗集料软弱颗粒含量试验4.细集料含泥量试验（筛洗法）5.细集料砂当量试验6.细集料棱角性试验（间隙率法）7.细集料棱角性试验（流动时间法）粗集料密度及吸水率试验目的与适用范围本方法适用于测定各种粗集料的表观相对密度、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，以及粗集料的吸水率。试验工作程序及样品处置1.样品处置程序委托送样或现场取样→样品编号→样品区→从待检样品区取样品→试验室进行样品试验/检测→样品试验/检测完毕→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→完毕2.试验工作程序干燥样品：按规范要求进行取样→筛分→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录数据的处理→填写试验使用记录→出据试验报告→完毕潮湿样品：按规范要求进行取样→将试样在空气中风干或在温度为105℃±5℃的烘箱中烘干→筛分→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录数据的处理→填写试验使用记录→出据试验报告→完毕试验操作过程3.操作过程(1)试样的制备将试样用4.75mm（方孔筛）标准筛过筛，用四分法缩分至要求的质量，分两份备用对沥青路面用粗料，应对不同规格的集料分别测定，不得混杂，所取的每一份集料试样应基本上保持原有的级配经缩分后供测定密度和吸水率的粗集料质量应符合表1的规定将每一份集料试样浸泡在水中，仔细洗去附在集料表面的尘土和石粉，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表1测定密度所需要的试样最小质量公称最大粒径（mm）方孔筛9.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量（kg）1111.51.5223试验操作过程(2)试验步骤取试样一份装入干净的搪瓷盘中，注入洁净的水，水面至少应高出试样2cm，轻轻搅动石料，使附着石料上的气泡逸出。在室温下保持浸水24h。将吊篮挂在天平的吊钩上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔为止，将天平调零。调节水温在15℃～25℃范围内。将试样移入吊篮中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，维持不变。称取集料的水中质量。试验操作过程提起吊篮，稍稍滴水后，将试样倒人浅搪瓷盘中，或直接将粗集料倒在拧干的湿毛巾上。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，用毛巾吸走漏出的自由水。用拧干的湿毛巾轻轻擦干颗粒的表面水，至表面看不到发亮的水迹，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。擦颗粒的表面水时，既要将表面水擦掉，又不能将颗粒内部的水吸出。整个过程中不得有集料丢失。立即在保持表干状态下，称取集料的表干质量。将集料置于浅盘中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取集料的烘干质量。对同一规格的集料应平行试验两次，取平均值作为试验结果。数据处理计算公式1.表观相对密度ra，表干相对密度rs、毛体积相对密度rb按式(1)、(2)、(3)计算至小数点后3位。waaammmrwffsmmmrwfabmmmr(1)(2)(3)2.集料的吸水率以烘干试祥为基准，按式(4)计算，准确至0.0l％。100aafxmmmW(4)数据处理3.粗集料的表观密度(视密度)Pa、表干密度Ps、毛体积密度Pb按下式计算，准确至小数点后3位。不同水温条件下测量的粗集料表观密度需进行水温修正，不同试验温度下水的密度PT及水的温度修正系数aT如表2所列，此表适用于在15℃～25℃测定的情况。pTapapwaTrapapTspspwaTrspspTbpbpwaTrbpb或或或注意事项试验前试样要先用4.75mm的标准筛过筛试样清洗后在室温下保持浸水24h试验时，水温控制在15-25℃，宜控制在23℃在称取表干质量的过程中不得有集料颗粒丢失也可以采取先称表干重，再称水中重的方法进行试验，这样可以避免因集料丢失带来的问题粗集料密度及吸水率（网篮法）所用仪器粗集料压碎值目的和适用范围集料压碎值用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，是衡量石料力学性能的指标，以评定其在公路工程中的适用性。试验工作程序及样品处置1.样品处置程序委托送样或现场取样→样品编号→样品区→从待检样品区取样品→试验室进行样品试验/检测→样品试验/检测完毕→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→完毕2.试验工作程序干燥样品：按要求进行取样→筛分→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录数据的处理→填写试验使用记录→出据试验报告→完毕潮湿样品：按要求进行取样→将试样在空气中风干或在温度为≤100℃的烘箱中烘干（时间≤4h）→筛分→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录数据的处理→填写试验使用记录→出据试验报告→完毕试验操作过程3.操作过程(1)试样的准备用13.2mm和9.5mm标准筛过筛，取13.2mm～9.5mm的试样约9kg，供试验用。试样宜采用风干石料。如需加热烘干时，烘箱温度不应超过100℃，烘干时间不超过4h。试验前，石料应冷却至室温。每次试验的石料数量应满足按下述方法夯击后石料在试筒内的深度为10cm。在金属筒中确定石料数量的方法如下：将石料分三层倒人量筒中，每层数量大致相同。每层都用金属棒的半球面端从石料表面上约50mm的高度处自由下落均匀夯击25次。最后用金属棒作为直刮刀将表面刮平。称取量筒中试样质量(m0)。以相同质量的试样进行压碎值的平行试验。试验操作过程(2)试验步骤将试筒安放在底板上。将上面所得试样分三次(每次数量相同)倒入试筒中，每次均将试样表面整平，并用金属棒按上述步骤夯击25次，最上层表面应仔细整平。压柱放人试筒内石料面上，注意使压柱摆平，勿楔挤筒壁。将装有试样的试筒连同压柱放到压力机上，均匀地施加荷载，在10min时达到总荷载400kN。达到总荷载400kN后，稳压5s,然后卸荷，将试筒从压力机上取下。将筒内试样取出，注意勿进一步压碎试样。用2.36mm筛筛分经压碎的全部试样，可分几次筛分，均需筛到在lmin内无明显的筛出物为止。称取通过2.36mm筛孔的全部细料质量(m1)。数据处理计算公式石料压碎值按下公式计算，准确至0.1％10001mmQa以三次平行试验结果的算术平均值作为压碎值的测定值。注意事项石料分三层装入量筒中，每层夯击25次，落点均匀试样分三层装入试筒后，最上层表面应仔细整平，防止因不平而使压柱在加载时卡住压碎后的试样一般称取2.36mm筛上的质量试验过程、所用2.36mm标准筛2.36粗集料磨耗值目的和适用范围测定标准条件下粗集料抵抗摩擦、撞击的能力，以磨耗损失（%）表示。本方法适用于各种等级规格集料的磨耗试验。试验工作程序及样品处置1.样品处置程序委托送样或现场取样→样品编号→样品区→从待检样品区取样品→试验室进行样品试验/检测→样品试验/检测完毕→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→完毕2.试验工作程序样品：按规范要求进行取样→筛分洗净→将试样放入温度为105℃±5℃的烘箱中烘干→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录数据的处理→填写试验使用记录→出据试验报告→完毕试验操作过程3.操作过程(1)试样的准备将不同规格的试样用水冲洗干净，置烘箱中烘干至恒重。对水泥混凝土试样，按照表1中规定的粒级组成备料、筛分。当实际材料与此表不一致时，也可从表1中选择最接近的粒级类别，确定相应的试验条件。按规定准备试样，筛分。对于沥青路面及各种基层、底基层的粗集料，试验条件应符合表1的要求，表中16mm筛孔也可用13.2mm筛孔代替。对非规格材料，应根据材料的实际粒度，从表1中选择最接近的粒级类别及试验条件。表1粗集料洛杉矶试验条件粒度类别粒集组成（方孔筛）（mm）试样质量（g）试样总质量（g）钢球数量钢球总质量（g）转动次数（转）适用的粗集料规格公称粒径（mm）A26.5~37.519.0~26.516.0~19.09.5~16.01250±251250±251250±101250±105000±10125000±25500B19.0~26.516.0~19.02500±102500±105000±10114580±25500S6S7S815~3010~3015~25C4.75~9.59.5~16.02500±102500±105000±1083330±20500S9S10S11S1210~2010~155~155~10D2.36~4.755000±105000±1062500±15500S13S143~103~5E63~7553~6337.5~532500±502500±505000±5010000±100125000±251000S1S240~7540~60F37.5~5326.5~37.55000±505000±2510000±75125000±251000S3S430~6025~50G26.5~37.519~26.55000±255000±2510000±50125000±251000S520~40试验操作过程(2)试验步骤分级称量（准确至5g），称取总质量（m1），装入磨耗机之圆筒中。选择钢球，使钢球的数量及总质量符合表中规定。将钢球加入钢筒中，盖好筒盖，紧固密封。将计数器调整到零位，设定要求的回转次数，对水泥混凝土集料，回转次数为500转，对沥青混合料集料，回转次数应符合表2的要求。开动磨耗机，以30r/min～33r/min之转速转动至要求的回转次数为止。取出钢球，将经过磨耗后的试样从投料口倒入接受容器（搪瓷盘）中。将试样过筛，对沥青混合料集料应选用1.7mm的方孔筛过筛，对水泥混凝土集料，应选用2mm的圆孔筛过筛，筛去试样中被撞击磨碎的细屑。用水冲干净留在筛上的碎石，置温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重（通常不少于4h），准确称量（m2）。数据处理计算公式按计算公式计算粗集料洛杉矶磨耗损失，准确至0.1％。100121mmmQ以两次平行试验结果的算术平均值作为磨耗损失的测定值，两次试验结果的差值不得大于2%。注意事项加入钢球时要称量钢球的总质量，使之符合规范要求（使用时间较长时应及时更换）设定回转次数为500次（次数随磨耗等级而定）粗集料冲击值目的与适用范围粗集料冲击值试验用以测定路面用粗集料抗冲击的性能，以击碎后小于2.36mm部分的质量百分率表示。试验工作程序及样品处置1.样品处置程序委托送样或现场取样→样品编号→样品区→从待检样品区取样品→试验室进行样品试验/检测→样品试验/检测完毕→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→完毕2.试验工作程序干燥样品：按要求进行取样→筛分→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录数据的处理→填写试验使用记录→出据试验报告→完毕潮湿样品：按要求进行取样→将试样在空气中风干或在温度为≤100℃的烘箱中烘干（时间≤4h）→筛分→进行试验→试验结束，剩余样品放样品室集中处理→进行原始记录