【第三章 集料】

　　55、瀝青混合料(含 SMA10)的粗細(xì)集料的界限尺寸是 2.36mm，水泥混凝土、路面基層和 SMA13 以上的粗細(xì)集料的界限尺寸是 4.75mm。集料最大粒徑指 100%通過，集料公稱最大粒徑是指篩余量不超過 10%，集料取樣量的多少取決于集料將要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目和公稱粒徑的大小，試驗(yàn)用量的多少取決于具體試驗(yàn)要求和公稱粒徑的大小。

　　56、表觀密度(又稱視密度)ρa(bǔ)：表觀體積是集料自身實(shí)體體積和閉口孔隙體積之和;

　　毛體積密度ρb：單位毛體積是集料自身實(shí)體體積、閉口孔隙體積和開口孔隙體積之和;

　　表干密度ρs：體積是單位毛體積，表干質(zhì)量是粗集料表面干燥而開口孔隙中充滿水的質(zhì)量;

　　堆積密度ρf：單位堆積體積是集料自身實(shí)體體積、閉口孔隙體積和開口孔隙體積，以及顆粒之間的孔隙體積。

　　57、粗集料的技術(shù)性質(zhì)：描述級配的相關(guān)參數(shù)包括分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率和通過百分率。針片

　　狀顆粒的判斷方法：用于水泥混凝土?xí)r，采用針狀或片狀規(guī)準(zhǔn)儀;用于瀝青混合料時(shí)，采用游標(biāo)卡尺測量

　　最大長度方向與最小厚度方向的尺寸之比大于等于 3 的顆粒。粗集料的力學(xué)性質(zhì)主要是抗壓碎能力和磨耗

　　性兩大指標(biāo)，當(dāng)用于表層路面時(shí)，還涉及磨光值和磨耗值。磨耗性采用洛杉磯磨耗試驗(yàn)法，儀器是洛杉磯

　　磨耗儀;磨耗值又稱磨耗率，采用道瑞磨耗試驗(yàn)機(jī)。磨耗值越小，集料抗磨耗性能越好;磨光值越高，抗

　　滑性越好。石灰?guī)r為堿性集料，花崗巖為酸性集料，二氧化硅含量大于 65%屬于酸性集料;低于 52%為堿性集料，介于中間為中性集料。

　　58 、 累 計(jì)篩 余 百 分 率 + 通 過 百分 率 =100 ， 粗 度 是 描 述砂 粗 細(xì) 程 度的 一 項(xiàng) 指 標(biāo)， 用 細(xì) 度 模 數(shù) 表 示 =(A2.36+A1.18+A0.6+A0.3+A0.15)-5A4.75/100-A4.75。(A 指篩上的累計(jì)篩余)粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂的細(xì)度

　　模數(shù)依次是 3.1~3.7、2.3~3.0、1.6~2.2、0.7~1.5。有害物質(zhì)包括泥或泥塊、有機(jī)質(zhì)、云母、輕物質(zhì)、三氧

　　化硫和氯離子等。瀝青混合料用粗集料的壓碎值要求為 26、28、30;洛杉磯磨耗損失為 28、30、35;吸水率為 2、3、3;針片狀顆粒含量檢測分為總的混合料為 15、18、20、9.5mm 以上顆粒、9.5mm 以下顆粒。

　　59、粗集料密度試驗(yàn)(網(wǎng)籃法)：將待測試樣過 4.75mm 的篩，將所需試樣放入盛水皿中，注入清水，高出試樣至少 20mm，在室溫下保持浸水 24h;將吊籃浸入流水槽中，控制水溫在 15~25℃的范圍，一般烘干時(shí)間不少于 4~6h，表觀相對密度=ma/(ma-mw)，毛體積相對密度=ma/(mf-mw)，表干相對密度=mf/(mf-mw)，其中 ma 是集料烘干質(zhì)量，mw 是集料水中質(zhì)量，mf 是集料飽和面干質(zhì)量。粗集料的吸水率精確至 0.01%，密度精確至小數(shù)點(diǎn)后 3 位，密度重復(fù)性試驗(yàn)精度要求兩次結(jié)果相差不超過 0.02，吸水率不超過0.2%。試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)保持在 15~25℃，并且試驗(yàn)過程中溫度波動應(yīng)不超過 2℃。

　　60、粗集料堆積密度和空隙率試驗(yàn)：振動臺頻率為 3000 土 200 次/min，負(fù)荷下的振幅為 0.35mm，空載時(shí)振幅為 0.5mm。松裝堆積密度試驗(yàn)中，要求鐵鍬下沿離容量筒上口的距離在 50mm 左右;緊裝振實(shí)密度試驗(yàn)中，將試樣分三層裝入容量筒，每裝完一層，在筒底墊一根直徑為 25mm 的圓鋼筋，按住筒左右顛擊地面各 25 下，注意每層顛擊時(shí)，要將鋼筋放置的方向掉轉(zhuǎn) 90°，啟動電源振動 3min。粗集料的空隙率或間隙率 VV=1-ρ/ρa(bǔ) 或ρb，其中ρ是振實(shí)密度或搗實(shí)密度，ρa(bǔ) 或ρb 分別是表觀密度和毛體積密度(水泥混凝土采用ρa(bǔ)，瀝青混合料及搗實(shí)采用ρb)

　　61、集料壓碎值試驗(yàn)：壓力試驗(yàn)機(jī)：500kN，能夠在 10min 內(nèi)達(dá)到 400kN，壓碎值試驗(yàn)專用試模由試筒、壓柱和底板三部分組成。風(fēng)干試樣用 13.2mm 和 9.5mm 的標(biāo)準(zhǔn)篩過篩，取 9.5~13.2mm 的試樣三組各 3000g待用，分三層裝入金屬量筒中，在每個(gè)層面均勻搗實(shí) 25 次，達(dá)到規(guī)定荷載后穩(wěn)壓 5s，然后卸荷，將試樣倒出過 2.36mm 的篩，需篩到 1min 內(nèi)無明顯篩出物為止。粗集料壓碎值=通過 2.36mm 篩的質(zhì)量/加載前質(zhì)量，以 3 個(gè)試樣平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值。

　　62、洛杉磯磨耗試驗(yàn)：用于測定粗集料抵抗摩擦和撞擊的力學(xué)能力，洛杉磯磨耗損失與瀝青路面的抗車轍能力、耐磨性、耐久性密切相關(guān)。鋼球的直徑約 46.8mm，質(zhì)量在 390~445g 間變化，粒度類別 A 類和 B類對應(yīng)的鋼球數(shù)量分別是 12 個(gè)和 11 個(gè);對應(yīng)的鋼球總質(zhì)量分別是 5000 土 25g 和 4850 土 25g。以 30~33r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動 500 轉(zhuǎn)，倒出試樣后過 1.7mm 的方孔篩，粗集料的磨耗損失=(m1-m2)/m1，m1 是試驗(yàn)前的質(zhì)量，m2 是留在 1.7mm 篩上的試樣質(zhì)量。以兩次平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值，要求兩次試驗(yàn)誤差不大于 2%。

　　63、粗集料的針片狀顆粒含量：

　　規(guī)準(zhǔn)儀法：測定用于水泥混凝土中大于 4.75mm 的碎石或卵石中的針片狀顆�？偤�量，長度大于針狀規(guī)準(zhǔn)儀上相應(yīng)間距者判定為針狀顆粒，顆粒厚度小于片狀規(guī)準(zhǔn)儀上相應(yīng)孔的寬度者判定為片狀顆粒。

　　游標(biāo)卡尺法：測定用于瀝青混合料和基層材料的 4.75mm 以上的粗集料中的針片狀顆粒含量，采用分料器法或四分法選取 1kg 左右的試樣過 4.75mm 的篩，取篩上部分試樣，精確至 1g，要求試樣不少于 800g，并不少于 100 顆。用游標(biāo)卡尺取出底面最長尺寸與厚度方向尺寸之比大于等于 3 的顆粒。

　　64、粗集料磨耗試驗(yàn)(道瑞試驗(yàn))：評定瀝青路面表層用粗集料抵抗車輪磨耗的能力，將待測試樣過9.5~13.2mm 的篩，一塊試模中排布的集料顆粒不少于 24 顆，集料顆粒之間的空隙用細(xì)砂(0.1~0.3mm)填充，填充高度約為顆粒高度的 3/4，在環(huán)氧樹脂中按比例加入固化劑，再加入 0.1~0.45mm 的細(xì)砂拌合均勻，要求環(huán)氧樹脂：固化劑：細(xì)砂的比例為 1g：0.25mL：3.8g。兩塊試樣大約需環(huán)氧樹脂 30g，固化劑 7.5mL，細(xì)砂 114g。常溫下養(yǎng)生 24h 后拆模，以 28~30r/min 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤 100 圈，然后再磨 400 圈，此過程可連續(xù)轉(zhuǎn)動 400 圈一次完成，也可分 4 個(gè) 100 圈四次完成。集料磨耗值=3(m0-m1)/ρ,m0 是磨耗前質(zhì)量，m1 是磨耗后質(zhì)量，ρ是表干密度。兩塊試件的試驗(yàn)平均值作為集料磨耗值，如單塊試件磨耗值與平均值之差大于 10%，則需重做試驗(yàn)，并以 4 塊的平均值作為集料磨耗值。

　　65、粗集料的磨光試驗(yàn)：加速磨光機(jī)上的道路輪輪槽中可安放共 12 塊試樣及 2 塊標(biāo)準(zhǔn)樣(只允許使用一次，不得重復(fù)使用)，橡膠輪有標(biāo)記為 C 的磨粗金剛砂輪和標(biāo)記為 X 的磨細(xì)金剛砂輪。待測集料過篩，取9.5~13.2mm 粒徑的顆粒，將固化劑與環(huán)氧樹脂按質(zhì)量比 1:5~1:4 拌和均勻，然后將此粘結(jié)劑與干砂按質(zhì)量比 1:4.5~1:4 的比例拌和均勻，通常一個(gè)試模中填料用量約為環(huán)氧樹脂 9g，固化劑 2.4g 及干砂 48g。將已填好填料的試模置溫度為 40℃的烘箱中烘 3h，再自然冷卻 9h 拆模。每輪一次可磨 14 塊試件，每種集料各 2 塊，包括 6 種集料和 1 種標(biāo)準(zhǔn)集料。標(biāo)準(zhǔn)集料為 13、14 號放置于道路輪的 1 號和 8 號位置上。采用 C橡膠輪時(shí)，控制溜砂量在 27 土 7g/min，流量計(jì)達(dá)到 60mL/min，總轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到 57600 轉(zhuǎn)，所需時(shí)間 3h。然后采用 X 橡膠輪重新開機(jī)，溜砂量控制在 3 土 1g/min，再磨光試件 3h 后停止試驗(yàn)。將試件面向下放入18~20℃的水中 2h 后，測定摩擦系數(shù)。一塊試件重復(fù)測試 5 次，5 次讀數(shù)的最大值和最小值之差不得大于3，取 5 次讀數(shù)的平均值作為磨光值，計(jì)算兩次平行試驗(yàn) 4 塊待測試件(每輪 2 塊)磨光值的平均值，精確至 0.1，但 4 塊試件磨光值的最大值和最小值之差不得大于 4.7，否則試驗(yàn)作廢，而且四塊標(biāo)準(zhǔn)試件的磨光值平均值必須在 46~52 范圍內(nèi)，否則試驗(yàn)也作廢。磨光值 PSV=待測試件磨光值+49-標(biāo)準(zhǔn)試件磨光值。

　　66、堅(jiān)固性試驗(yàn)：在飽和硫酸鈉溶液中多次浸泡與烘干，考察在烘干結(jié)晶過程中產(chǎn)生的晶漲壓力，不產(chǎn)生明顯破壞或降低強(qiáng)度的性能。硫酸鈉溶液的配制：加入蒸餾水加熱至 30~50℃，每 1000mL 蒸餾水加無水硫酸鈉 300~350g 或 10 水硫酸鈉 700~1000g。烘干 4h 取出冷卻，溶液體積不小于試樣總體積的 5 倍，保持水溫在 20~25℃的范圍內(nèi)，浸入溶液應(yīng)上下提降 25 次，浸泡 20h 后取出烘烤 4h，待試樣冷卻至 20 土 5℃后，開始下次循環(huán)試驗(yàn)，浸泡和烘烤時(shí)間均控制在 4h，完成 5 次循環(huán)后沖洗烘干冷卻并過篩。

　　67、細(xì)集料篩分試驗(yàn)：

　　水泥混凝土用砂篩分(干篩法)：將砂過 9.5mm 的篩，記錄篩余百分率，用四分法縮分至每份不少于 550g，稱取 500g 砂樣倒在最上層 4.75mm 的標(biāo)準(zhǔn)篩上，用搖篩機(jī)或者手搖過篩 10min，當(dāng)每個(gè)篩子手搖篩出的量每分鐘不超過篩上剩余量的 0.1%時(shí)停止過篩，稱取各篩上存留量，精確至 0.5g，所有篩上加底盤上質(zhì)量之和與原總質(zhì)量之差不得超過 1%。

　　瀝青混合料用砂的篩分(水篩法)：稱取待測砂樣 500g，精確至 0.1g，將懸浮液倒在由 1.18mm 和 0.075mm組成的套篩上，細(xì)度模數(shù)=A4.75+A2.36+A1.18+A0.6+A0.3+A0.15。對水泥混凝土用砂可采用干篩法，也可采用水篩法。

　　68、細(xì)集料的表觀密度試驗(yàn)(容量瓶法)：用四分法縮分，稱取砂樣約 650g，準(zhǔn)確稱取制備好的砂樣 300g，裝入盛有半瓶潔凈水的容量瓶中靜置 24h，測量水溫控制在 23 土 1.7℃的范圍內(nèi)，然后倒出水和砂樣后重新加入同樣溫度的潔凈水，前后兩次水溫差不超過 2℃，砂的相對表觀密度=m0/(m0+m1-m2)，其中 m0是砂樣烘干質(zhì)量，m1 是水和容量瓶總質(zhì)量，m2 是試樣、水及容量瓶總質(zhì)量。砂的表觀密度精確至小數(shù)點(diǎn)后 3 位，兩次平行試驗(yàn)誤差應(yīng)在 0.01g/cm3，超出應(yīng)重新試驗(yàn)。

　　69、細(xì)集料毛體積密度及吸水率試驗(yàn)：本方法僅適用于小于 2.36mm 以下的細(xì)集料，用 2.36mm 的篩子過篩，砂樣分成 1000g 試樣，倒入 23 土 1.7℃的潔凈水中至高出試樣 20mm，靜置 24h，用搗棒在 10mm 處以自由落下的方法輕搗 25 次，試模提起后坍落大致達(dá)到 1/3 左右，且砂樣上部 2/3 處呈現(xiàn)出圓錐形，此時(shí)即為飽和面干狀態(tài);如試樣不是天然砂而是機(jī)制砂或石屑時(shí)，提起試模第一次出現(xiàn)坍落現(xiàn)象時(shí)，即為飽和面干狀態(tài)。毛體積相對密度= m0/(m3+m1-m2)，其中 m3 是飽和面干砂樣質(zhì)量，表干相對密度= m3/(m3+m1-m2)，細(xì)集料飽和面干吸水率=(m3-m0)/m0。密度兩次結(jié)果與平均值之差大于 0.01g/cm3，吸水率兩次結(jié)果與平均值之差大于 0.02%時(shí)，都應(yīng)重新試驗(yàn)。

　　70、細(xì)集料堆積密度及緊裝密度試驗(yàn)：取有代表性的砂樣 5g，容量筒容積校正時(shí)，將溫度為 20 土 5℃的潔凈水裝滿容量筒。

　　細(xì)集料含泥量試驗(yàn)(篩洗法)：測定天然砂中粒徑小于 0.075mm 的含量，通過四分法縮分至約 1000g，烘干冷卻后稱取約 400g 試樣兩份，精確至 0.1g。水面高出砂樣 200mm，靜置 24h，將 1.18mm 和 0.075mm篩上存留顆粒轉(zhuǎn)移到淺盤中。

　　71、細(xì)集料亞甲藍(lán)試驗(yàn)：測定細(xì)集料中所含膨脹性黏土礦物含量，適用于 0~2.36mm 的細(xì)集料以及小于0.075mm 的礦粉等材料的質(zhì)量檢驗(yàn)，當(dāng)細(xì)集料中小于 0.075mm 數(shù)量小于 3%時(shí)，可不進(jìn)行此試驗(yàn)，并判定材料質(zhì)量合格。亞甲藍(lán)試劑(C16H18CN3S·3H2O)純度不小于 98.5%，將亞甲藍(lán)在攪拌過程中加到盛有600mL 溫度不超過 40℃的水中，然后倒入 1L 的容量瓶中定容達(dá)到 1000mL，可用時(shí)間不超過 28d。用轉(zhuǎn)速 600r/min 的攪拌器攪拌約 5min，形成懸濁液后，用移液管準(zhǔn)確加入 5mL 亞甲藍(lán)溶液，然后保持 400土 40r/min 的速度攪拌。每 1min 進(jìn)行一次色暈試驗(yàn)，如形成的色暈在 4min 內(nèi)消失，則再加入 5mL 亞甲藍(lán)溶液;若色暈在第 5min 消失，則補(bǔ)加 2mL 亞甲藍(lán)溶液，直到色暈可持續(xù) 5min 以上，記錄色暈持續(xù) 5min時(shí)所加入的亞甲藍(lán)溶液總體積，精確至 1mL。亞甲藍(lán)值 MBV=10V/m，精確至 0.1，單位是 g/kg，表示每千克 0~2.36mm 粒級試樣所消耗的亞甲藍(lán)克數(shù)。

　　72、細(xì)集料砂當(dāng)量試驗(yàn)：測定天然砂、人工砂、石屑等細(xì)集料中所含黏土或雜質(zhì)的含量，機(jī)械振蕩器振幅203 土 1mm，頻率 180 土 2 次/min，化學(xué)試劑有無水氯化鈣、丙三醇(甘油)和甲醛。用沖洗管將沖洗液加入到試筒中至 80~100mm 刻度處，放入砂樣后放置 10min，然后橫向固定開動機(jī)械振蕩器，在 30 土 1s的時(shí)間內(nèi)振蕩 90 次。使試筒液面位于 380mm 刻度線處，靜置 20min 后，量取高度，試樣的砂當(dāng)量=h2/h1，h2 是用活塞測定的集料沉淀物的高度，h1 是絮凝物和沉淀物的總高度。砂當(dāng)量越大，說明砂中小于 0.075mm的顆粒中黏性土所占的數(shù)量越小，對應(yīng)砂的潔凈度越高，品質(zhì)越好。

　　73、級配曲線橫坐標(biāo)采用對數(shù)坐標(biāo)，縱坐標(biāo)采用常數(shù)坐標(biāo)，級配設(shè)計(jì)常用的方法有試算法和圖解法兩類。相鄰兩條級配曲線的關(guān)系有重疊關(guān)系、相接關(guān)系、分離關(guān)系，其中重疊關(guān)系最常見。集料吸水率試驗(yàn)的吸水率大小與集料空隙率大小、孔隙構(gòu)造特征及集料密度有關(guān)，用來判斷集料的抗凍性及抗風(fēng)化能力;粗集料軟弱顆粒試驗(yàn)結(jié)果越大，表明粗集料力學(xué)性能越差;集料棱角性對混合料形成良好的嵌擠結(jié)構(gòu)具有直接

　　影響;細(xì)集料壓碎指標(biāo)越高，表明細(xì)集料的抗壓碎能力越好;礦粉篩分試驗(yàn)通過水洗法進(jìn)行;礦粉密度試驗(yàn)采用李氏比重瓶法。

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