1 适 用 范 围
1.1 本方法适用于测定粗集料的松散堆积密度、振实堆积密度和捣实堆积密度以及空
隙率。
1.2 本方法不适用于测定公称最大粒径大于37.5mm粗集料的捣实堆积密度,此时可 用振实堆积密度替代。
2 仪具与材料
2.1 天平:感量不大于称量质量的0.1%。
2.2 容量筒:耐腐蚀的金属圆筒,内表面光滑,顶部边缘光滑、水平,且与底部平行,其 尺寸应符合表T0309-1 的要求。
表T0309-1 容量筒的尺寸要求
公称最大粒径 (mm) |
容量筒容积 (L) |
容量筒尺寸(mm) |
筒壁厚度 (mm) |
||
内径 |
净高 |
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 平头铁锹、铲子。
2.4 烘箱:鼓风干燥箱,恒温105℃±5℃,并满足T0302 中2 .4要求。
2.5 振动台:频率为3000次/min±200 次/min,负荷不的振幅为0.35mm, 空载时的振 幅为0.5mm。
2.6 捣棒:直径16mm,长600mm,一端为圆头的钢棒。
2.7 温度计:量程0~50℃,分度值0.1℃;量程0~200℃,分度值1℃。
2.8 试验用水:饮用水,使用之前煮沸后冷却至室温。
2.9 直尺、玻璃片及直径25mm 圆钢筋。
3 试验准备
3.1 将样品缩分出试样两份,每一份试样的质量应满足填满容量筒所需质量的 120%~150%;105℃±5℃烘干至恒重,并冷却至室温。
3.2 当测定捣实状态下的粗集料骨架间隙率时,应按配合比中比例取各档粗集料混 合成集料混合料,充分混合、搅拌均匀,筛除其中粗集料骨架分界筛孔以下颗粒后缩分 试样两组,每组两份。其中一组按3.1处理。另外一组按照T0304 测定粗集料毛体积 密度。
3.3 粗 集 料 骨 架 分 界 筛 孔 通 常 为 4 . 7 5mm 、2.36mm 和1 . 18mm, 如 SMA-13、 SMA-16 、SMA-20 混合料为4 . 75mm,SMA-10 混合料为2 . 36mm, 而 SMA-5 混合料为
1.18mmc
4 试验步骤
4.1 松散堆积密度
将容量筒在试验室平台上水平放置。取试样一份,用平头铁锹(或铲子)将试样从容 量筒正上方50mm 处徐徐倒入,让试样自由下落,当容量筒四周溢满时,即停止加料。用 直尺等将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平,并以合适的颗粒填入凹陷空隙, 使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等;此时不应触动容量筒,且不得挤压容量筒 表面集料。称取试样和容量筒总质量mz。
4.2 振实堆积密度
4.2.1 人工振实法
取试样一份,分三层装入容量筒。装完第一层后,在容量筒底垫放一根直径为25mm 钢筋,按住筒左右交替颠击地面各25下;然后装入第二层,用同样的方法振实(但容量筒 底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直);再装入第三层,按照同样方法振实。待三 层试样装填完毕后,按照4.1步骤再加试样至容量筒四周溢满。用直尺等将多余的试样 沿筒口中心线向两个相反方向刮平,并以合适的颗粒填人四陷室隙,使表面稍凸起部分和 凹陷部分的体积大致相等;此时不应触动容量筒,且不得挤压容量筒表面集料。称取试样 和容量筒总质量m₂
4.2.2 振动台振实法
按4.1堆积密度试验步骤,将装满试样的容量筒放在振动台上,振动3min 。按照同 样方法加试样至容量筒四周溢满。用直尺等将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向 刮平,并以合适的颗粒填入凹陷空隙,使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等;此 时不应触动容量筒,且不得挤压容量筒表面集料。称取试样和容量筒总质量m₂。
4.3 捣实堆积密度
4.3.1 将容量筒在试验室平台上水平放置。取试样一份,分三层装入容量筒,每层
装入高度约为容量筒1/3 高度。装完第一层后,用捣棒由边至中均匀捣实25次。然后再
装入第二层,用捣棒均匀地捣实25次。
4.3.2 再装入第三层,装料时应至容量筒四周溢满,用同样方法捣实。每层捣实时, 捣棒深度约至该层位的底部;在捣实第一层时,不要太用力至捣棒敲到容量筒底部;第二、
三层时,用力可大一些,捣棒应贯入该层位的底部但不要贯入下层中。
4.3.3 第三层捣实完成后,按照4.1步骤加试样至容量筒四周溢满。用直尺等将多
余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平,并以合适的颗粒填入凹陷空隙,使表面稍凸 起部分和凹陷部分的体积大致相等;此时不应触动容量筒,且不得挤压容量筒表面集料。 称取试样和容量筒总质量m₂。
4.4 容量筒容积的标定
4.4.1
4.4.2 量m₁c
4.4.3
称取洁净、干燥的容量筒质量m₀。
在容量筒顶部边缘涂抹薄薄的油脂。称取洁净、干燥的容量筒和玻璃片的质
用23℃±2.0℃水装满容量筒至稍微溢出,用玻璃片沿容量筒表面迅速滑
行,紧贴上部边缘水面,玻璃片与水面之间不得有空隙。擦干玻璃片上部及容量筒外壁的 水,称取容量筒、玻璃片和水的总质量m 。同时,快速测定容量筒中水的温度T。
5 结果整理
5.1 容量筒的容积按式(T0309-1)计算,精确至0.1cm
Ma--m
Pr
式中.v_ 容量筒的容积(cm)
m₁——容量筒、玻璃片的质量(g);
m₃——容量筒、玻璃片与水的总质量(g);
pr——温度T时水的密度(g/em) 按附录A 选用。
5.2 试样的堆积密度(包括松散堆积密度、振实堆积密度和捣实堆积密度)按式 (T0309-2) 计算,精确至0.001g/cm³。
式中:p —试样的堆积密度(g/cm³);
(T 0309-2)
m₀——容量筒的质量(g);
m₂——容量筒与试样的总质量(g)。
5.3 试样的空隙率按式(T0309-3) 计算,精确至0.1%。
(T 0309-3)
式中:Ve——试 样的空隙率(%);
p。——粗集料的表观密度(g/cm³)。
注:当粗集料用于沥青路面时,采用粗集料的毛体积密度。
5.4 试样的捣实状态下粗集料骨架间隙率按式(T0309-4) 计算,精确至0.01%。
(T 0309-4)
式中:VCAprc——捣实状态下的粗集料骨架间隙率(%);
pa— 粗集料骨架的捣实堆积密度(g/cm²);
p₆— 粗集料骨架的毛体积密度(g/cm³)。
5.5 取两份试样测定值的算术平均值作为试验结果,堆积密度精确至0.001g/cm³, 空 隙率精确至0.1%,粗集料骨架间隙率精确至0.01%。
6 允许误差
堆积密度重复性试验的允许误差为0.025g/cm²
7 报告
7.1 试验项目名称和执行标准。
7.2 样品的编号、名称、产地和规格
7.3 接样日期、样品描述。
7.4 试验日期、样品缩分方法。
7.5 主要仪器设备的名称、型号及编号。
7.6 容量简容积。
7.7 堆积密度、空隙率和捣实状态下粗集料骨架间隙率试验结果,并注明试验方法。
7.8 要说明的其他内容。
条文说明
1.1 堆积密度分为松散堆积密度和紧密堆积密度,紧密堆积密度又分为振实堆积密 度和捣实堆积密度。试验时需要根据相关要求采用相应的试验方法,并在报告中 注明。
5.3 原规程规定,对于水泥混凝土用粗集料采用振实空隙率。《建设用卵石、碎 石》(GB/T14685) 规定粗集料松散空隙率指标分为三档,分别要求不大于43%、45% 和47%;而《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/T F30)和《公路桥梁施工技术 规范》(JTG/T3650), 规定粗集料空隙率不大于47%,并没有明确是松散空隙率还是 振实空隙率。根据试验,振实空隙率一般小于松散空隙率,振实空隙率一般要求不大于 42%或40%,很难达到45%或47%。通过调研,目前工程上有采用松散空隙率的,也 有采用振实空隙率的。因此,本次修订不再进行规定,试验时根据具体要求选择相应试 验方法。
5.4 捣实状态的粗集料骨架间隙率是SMA 混合料设计中的重要参数。测定捣实状 态的堆积密度时,其贯入深度控制非常关键;当贯入深度不够时,测定的堆积密度偏小;当 贯入深度达到已完成捣实层时,也会使堆积密度偏小。