粗细集料讲义

公路集料试验规程JTGE42-2005主讲人：轩军防2015.11粗集料一、概念1.集料(骨料)在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、机制砂、石屑、砂等。2.粗集料在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36㎜的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于4.75㎜的碎石、砾石和破碎砾石。3.表观密度(视密度)单位体积(含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体积)物质颗粒的干质量。4.表观相对密度(视比重)表观密度与同温度水的密度之比值。5.表干密度(饱和面干毛体积密度)单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积)物质颗粒的饱和面干质量。6.表干相对密度(饱和面干毛体积相对密度)表干密度与同温度水的密度之比值。7.毛体积密度单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的毛体积)物质颗粒的干质量。8.毛体积相对密度毛体积密度与同温度水的密度之比值。9.石料磨耗值按规定方法测得的石料抵抗磨耗作用的能力，其测定方法分别有洛杉矶法、道瑞法和狄法尔法。10.石料压碎值按规定方法测得的石料抵抗压碎的能力，以压碎试验后小于规定粒径的石料质量百分率表示。11.集料空隙率(间隙率)集料的颗粒之间空隙体积占集料总体积的百分比。12.针片状颗粒指粗集料中细长的针状颗粒与扁平的片状颗粒。当颗粒形状的诸方向中的最小厚度(或直径)与最大长度(或宽度)的尺寸之比小于规定比例时，属于针片状颗粒。13.筛对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格的系列样品筛。标准筛筛孔为正方形(方孔筛)，筛孔尺寸依次为75㎜、63㎜、53㎜、37.5㎜、31.5㎜、26.5㎜、19㎜、16㎜、13.2㎜、9.5㎜、4.75㎜、2.36㎜、1.18㎜、0.6㎜、0.3㎜、0.15㎜、0.075㎜。14.集料最大粒径指集料的100％都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。15.集料的公称最大粒径指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过1O％)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。二、检测依据《公路集料试验规程》JTGE42-2005三、取样法1.适用范围　　适用于对粗集料的取样，也适用于含粗集料的集料混合料如级配碎石、天然砂砾等的取样方法。2.取样方法和试样份数（1）通过皮带运输机的材料如采石场的生产线、沥青拌和楼的冷料输送带、无机结合料稳定集料、级配碎石混合料等，应从皮带运输机上采集样品。取样时，可在皮带运输机骤停的状态下取其中一截的全部材料(图T0301-1)，或在皮带运输机的端部连续接一定时间的料得到，将间隔3次以上所取的试样组成一组试样，作为代表性试样。图T0301-1（2）在材料场同批来料的料堆上取样时，应先铲除堆脚等处无代表性的部分，再在料堆的顶部、中部和底部，各由均匀分布的几个不同部位，取得大致相等的若干份组成一组试样，务必使所取试样能代表本批来料的情况和品质。（3）从火车、汽车、货船上取样时.应从各不同部位和深度处，抽取大致相等的试样若干份，组成一组试样。抽取的具体份数，应视能够组成本批来料代表样的需要而定。（4）从沥青拌和楼的热料仓取样时。应在放料口的全断面上取样通常宜将一开始按正式生产的配比投料拌和的几锅(至少5锅以上)废弃，然后分别将每个热料仓放出至装载机上，倒在水泥地上，适当拌和，从3处以上的位置取样，拌和均匀，取要求数量的试样。表T0301-1试验项目所需粗集料的最小取样质量试验项目相对于下列公称最大粒径(㎜)的最小取样质量(㎏)4.759.513.2161926.531.537.5536375筛分81012.51520203040506080表观密度6888881216202424吸水率22224446668含泥量888824244040606080泥块含量888824244040608080针片状含量0.61.22.54882020---②采用广口瓶法测定表观密度时，集料最大粒径不大于40㎜者，其最少取样数量为8㎏。4试样的缩分4.1分料器法：将试样拌匀后如图T0301—2所示，通过分料器分为大致相等的两份，再取其中的一份分成两份，缩分至需要的数量为止。4.2四分法：如图T0301-3所示。将所取试样置于平板上，在自然状态下拌和均匀，大致摊平，然后沿互相垂直的两个方向，把试样由中向边摊开，分成大致相等的四份.取其对角的两份重新拌匀，重复上述过程，直至缩分后的材料量略多于进行试验所必需的量。4.3缩分后的试样数量应符合各项试验规定数量的要求。5试样的包装每组试样应采用能避免细料散失及防止污染的容器包装，并附卡片标明试样编号，取样时间、产地、规格、试样代表数量、试样品质、要求检验项目及取样方法等。四、试验（一）粗集料及集料混合料的筛分试验（1）目的与适用范围　①测定粗集料(碎石、砾石、矿渣等)的颗粒组成对水泥混凝土用粗集料可采用干筛法筛分，对沥青混合料及基层用粗集料必须采用水洗法试验。　②本方法也适用于同时含有粗集料、细集料、矿粉的集料混合料筛分试验，如未筛碎石、级配碎石、天然砂砾、级配砂砾、无机结合料稳定基层材料、沥青拌和楼的冷料混合料、热料仓材料、沥青混合料经溶剂抽提后的矿料等。（2）仪器设备：　①试验筛：根据需要选用规定的标准筛。　②摇筛机。③天平或台秤：感量不大于试样质量的0.1％④其它：盘子、铲子、毛刷等。（3）试样准备将来料用分料器或四分法缩分至表T0302-1要求的试样所需量，风干后备用。根据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。表T0302-1筛分用的试样质量(4)水泥混凝土用粗集料干筛法试验步骤　　①取试样一份置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m0)，准确至0.1％。　　②用搪瓷盘作筛分容器，按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛。人工筛分时，需使集料在筛面上同时有水平方向及上下方向的不停顿的运动，使小于筛孔的集料通过筛孔，直至1min内通过筛孔的质量小于筛上残余量的0.1％为止；当采用摇筛机筛分时，应在摇筛机筛分后再逐个由人工补筛。将筛出通过的颗粒并入下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。应确认1min内通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的0.1％。公称最大粒径（mm）756337.531.526.519169.54.75试样质量不小于（Kg）108542.52110.5③如果某个筛上的集料过多，影响筛分作作业时，可以分两次筛分，当筛余颗粒的粒径大于19㎜时，筛分过程中允许用手指轻轻拨动颗粒，但不得逐颗筛过筛孔。④称取每个筛上的筛余量，准确至总质量的0.1％。各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m0相比，相差不得超过m0的0.5％。（5）沥青混合料及基层用粗集料水洗法试验步骤①取一份试样，将试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m3)，准确至0.1％。②将试样置一洁净容器中，加入足够数量的洁净水，将集料全部淹没，但不得使用任何洗涤剂、分散剂或表面活性剂。③用搅棒充分搅动集料，使集料表面洗涤干净，使细粉悬浮在水中，但不得破碎集料或有集料从水中溅出。④根据集料粒径大小选择组成一组套筛，其底部为0.075㎜标准筛，上部为2.36㎜或4.75㎜筛。仔细将容器中混有细粉的悬浮液倒出，经过套筛流入另一容器中，尽量不将粗集料倒出，以免损坏标准筛筛面。（无需将容器中的全部集料都倒出，只倒出悬浮液。且不可直接倒至0.075㎜筛上，以免集料掉出损坏筛面。）⑤重复②~④步骤，直至倒出的水洁净为止，必要时可采用水流缓慢冲洗。⑥将套筛每个筛子上的集料及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，容器上不得有沾附的集料颗粒。沾在0.075㎜筛面上的细粉很难回收扣入搪瓷盘中，此时需将筛子倒扣在搪瓷盘上用少量的水并助以毛刷将细粉刷落入搪瓷盘中，并注意不要散失。⑦在确保细粉不散失的前提下，小心泌去搪瓷盘中的积水，将搪瓷盘连同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m4)，准确至0.1％。以m3与m4之差作为0.075㎜的筛下部分。⑧将回收的干燥集料按干筛方法筛分出0.075㎜筛以上各筛的筛余量，此时0.075㎜筛下部分应为0，如果尚能筛出，则应将其并入水洗得到的0.075㎜的筛下部分，且表示水洗得不干净。（6）数据处理：①干筛法筛分结果的计算　　a.计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m0之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率，若损耗率大于0.3％，应重新进行试验。m5=m0-(∑mi+m底)(T0302-1)式中：m5——由于筛分造成的损耗(g)；　　m0——用于干筛的干燥集料总质量(g)；　　mi——各号筛上的分计筛余(g)；　　i——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料最大粒径的排序；　　m底——筛底(0.075㎜以下部分)集料总质量(g)。b.干筛分计筛余百分率　　干筛后各号筛上的分计筛余百分率按式(T0302-2)计算，精确至0.1％。(T0302-2)式中：—各号筛上的分计筛余百分率(％)；m5—由于筛分造成的损耗(g)；m0—用于干筛的干燥集料总质量(g)；　mi—各号筛上的分计筛余(g)；　I—依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料最大粒径的排序。c.干筛累计筛余百分率　　各号筛的累计筛余百分率为该号筛以上各号筛的分计筛余百分率之和，精确至0.1％。d.干筛各号筛的质量通过百分率　　各号筛的质量通过百分率Pi等于100减去该号筛累计筛余百分率，精确至0.1％。e.由筛底存量除以扣除损耗后的干燥集料总质量计算0.075㎜筛的通过率。f.试验结果以两次试验的平均值表示，精确至0.1％。当两次试验结果P0.075的差值超过1％时，试验应重新进行。②水筛法筛分结果的计算　　a.按式(T0302—3)、(10302-4)计算粗集料中0.075㎜筛下部分质量m0.075和含量P0.075，，精确至0.1％。当两次试验结果P0.075的差值超过1％时，试验应重新进行。　　m0.075=m3一m4(T0302-3)P0.075==(T0302-4)式中：P0.075——粗集料中小于0.075㎜的含量(通过率)(％)；　　m0.075——粗集料中水洗得到的小于0.075㎜部分的质量(g)；　　m3——用于水洗的干燥粗集料总质量(g)；　　m4——水洗后的干燥粗集料总质量(g)。　b.计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m4之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率记入表。若损耗率大于0.3％，应重新进行试验。m5=m3一(∑mi+m0.075)(T0302-5)式中：m5——由于筛分造成的损耗(g)；　　m3——用于水筛筛分的干燥集料总质量(g)；　　mi——各号筛上的分计筛余(g)；　　i——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料最大粒径的排序；m0.075——水洗后得到的0.075㎜以下部分质量(g)，即(m3一m4)。c.计算其它各筛的分计筛余百分率、累计筛余百分率、质量通过百分率，计算方法与干筛法相同。d.试验结果以两次试验的平均值表示。如筛底m底的值不是0，应将其并入m0.075中重新计算P0.075。③.a.筛分结果以各筛孔的质量通过百分率表示。　b.对用于沥青混合料、基层材料配合比设计用的集料，宜绘制集料筛分曲线，其横坐标为筛孔尺寸的0.45次方(见表T0302-4)，纵坐标为普通坐标，如图T0302-1所示。表T0302-4级配曲线的横坐标(按X=di0.45计算)筛孔di(㎜)0.0750.150.30.61.182.364.75横坐标x0.3120.4260.5820.7951.0771.4722.016筛孔di(㎜)9.513.2161926.531.537.5横坐标x2.7453.1933.4823.7624.3704.7235.109图T0302-1集料筛分曲线与矿料级配设计曲线　　　c.同一种集料至少取两个试样平行试验两次，取平均值作为每号筛上筛余量的试验结果，报告集料级配组成通过百分率及级配曲线（二）、粗集料密度及吸水率试验1．网篮法（1）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。（2）仪器设备：　　①天平或浸水天平：可悬挂吊篮测定集料的水中质量，称量应满足试样数量称量要求，感量不大于最大称量的0.05％。　②吊篮：耐锈蚀材料制成，直径和高度为150㎜左右，四周及底部用1㎜～2㎜的筛网编制或具有密集的孔眼。　　③溢流水槽：在称量水中质量时能保持水面高度一定。　　④烘箱：能控温在105℃±5℃。　　⑤其它：毛巾（纯棉制，洁净，也可用纯棉的汗衫布代替）；温度计；标准筛；盛水容器(如搪瓷盘)；刷子等。（3）试样准备及数量①将试样用标准筛过筛除去其中的细集料，对较粗的粗集料可用4.75㎜筛过筛,对2.36㎜-4.75㎜集料，或者混在4.75㎜以下石屑中的粗集料，则用2.36㎜标准筛过筛，用四分法或分料器法缩分至要求的质量，分两份备用。对沥青路面用粗集料，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。在测定2.36㎜～4.75㎜的粗集料时，试验过程中应特别小心，不得丢失集料。　②经缩分后供测定密度和吸水率的粗集料质量应符合表T0304-1的规定。表T0304-1测定密度所需要的试样最小质量公称最大粒径(㎜)4.759.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量（㎏）0.81111.51.5233　　③将每一份集料试样浸泡在水中，并适当搅动，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完全清澈为止。清洗过程中不得散失集料颗粒。4试验步骤　　①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20㎜，轻轻至搅动石料，使附着在石料上的气泡完全逸出。在室温下保持浸水24h。　　②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，将天平调零，吊篮的筛网应保证集料不会通过筛孔流失，对2.36㎜-4.75㎜粗集料应更换小孔筛网，或在网篮中加放人一个浅盘。　　③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(mω)。④提起吊蓝，稍稍滴水后，较粗的粗集料可以直接倒在拧干的湿毛巾上。将较细的粗集料(2.36㎜～4.75㎜)连同浅盘一起取出，稍稍倾斜搪瓷盘，仔细倒出余水，将粗集料倒在拧干的湿毛巾上，用毛巾吸走从集料中漏出的自由水。此步骤需特别注意不得有颗粒丢失，或有小颗粒附在吊篮上。再用拧干的湿毛巾轻轻擦干集料颗粒的表面水，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，宜逐颗擦干，注意对较粗的粗集料，拧湿毛巾时不要太用劲，防止拧得太干，对较细的含水较多的粗集料，毛巾可拧得稍干些，擦颗粒的表面水时，既要将表面水擦掉，又千万不能将颗粒内部的水吸出，整个过程中不得有集料丢失，且已擦干的集料不得继续在空气中放置，以防止集料干燥。⑤立即在保持表干状态下，称取集料的表干质最(mf)。⑥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(ma)。⑦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。5、注意问题：①对2.36㎜～4.75㎜集料，用毛巾擦拭时容易沾附细颗粒集料从而造成集料损失，此时宜改用洁净的纯棉汗衫布擦拭至表干状态。6．数据处理①表观相对密度γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按（T0304-1）、（T0304-2)、(T0304-3)计算至小数点后3位。γa=（T0304-1）γs=（T0304-2）γb=（T0304-3）式中：γa——集料的表观相对密度，无量纲；γs——集料的表干相对密度，无量纲；γb——集料的毛体积相对密度，无量纲；ma——集料的烘干质量(g)；mf——集料的表干质量(g)；mω——集料的水中质量(g)。②集料的吸水率以烘干试样为基准，按式(T0304-4)计算，精确至0.01％。ωx=（T0304-4）式中：ωx——粗集料的吸水率(％)。③粗集料的表观密度(视密度)ρa、表干密度ρs、毛体积密度ρb，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ρT及水的温度修正系数αT见本节五.4。ρa=γa×ρT或ρa=（γa-αT）×ρw（T0304-5）ρs=γs×ρT或ρs=（γs-αT）×ρw（T0304-6）ρb=γb×ρT或ρb=（γb-αT）×ρw（T0304-7）式中：ρa——粗集料的表观密度(g／㎝3)；ρs——粗集料的表干密度(g／㎝3)；　　ρb——粗集料的毛体积密度(g／㎝3)；　　ρT——试验温度T时水的密度(g／㎝3)；　　αT——试验温度T时的水温修正系数；　　ρΩ——水在4℃时的密度(1.000g／㎝3)。④精密度或允许差　　重复试验的精密度，对表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度，两次结果相差不得超过0.02，对吸水率不得超过0.2％。2、容量瓶法（1）目的与适用范围　　①适用于测定碎石、砾石等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。②本方法测定的结果不适用于仲裁及沥青混合料配合比设计计算理论密度时使用。（2）仪具与材料　　①天平或浸水天平：可悬挂吊篮测定集料的水中质量，称量应满足试样数量称量要求，感量不大于最大称量的0.05％。　　②容量瓶：1000mL，也可用磨口的广口玻璃瓶代替，并带玻璃片。　　③烘箱：能控温在105℃±5℃。　　④标准筛:4.75㎜、2.36㎜。　　⑤其它：刷子、毛巾等。　（3）试样准备和数量　　①将取来样过筛，对水泥混凝土的集料采用4.75㎜筛，沥青混合料的集料用2.36㎜筛，分别筛去筛孔以下的颗粒。然后用四分法或分料器法缩分至表T0308-1要求的质量，分两份备用。表T0308-1测定密度所需要的试样最小质量公称最大粒径(㎜)4.759.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量（㎏）0.81111.51.5233②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。　（4）试验步骤　　①取试样一份装入容量瓶(广口瓶)中，注入洁净的水(可滴入数滴洗涤灵)，水面高出试样，轻轻摇动容量瓶，使附着在石料上的气泡逸出。盖上玻璃片，在室温下浸水24h。　　②向瓶中加水至水面凸出瓶口，然后盖上容量瓶塞，或用玻璃片沿广口瓶瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面、玻璃片与水面之间不得有空隙。　　③确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后，称取集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(m2)。　　④将试样倒人浅搪瓷盘中，稍稍倾斜搪瓷盘.倒掉流动的水，再用毛巾吸干漏出的自由水，需要时可称取带表面水的试样质量(m4)。　⑤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，即为饱和面于状态。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。　　⑥立即称取饱和面干集料的表干质量(m3)。　　⑦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(m0)。　　⑧将瓶洗净，重新装入洁净水，盖上容量瓶塞，或用玻璃片紧贴广口瓶瓶口水面。玻璃片与水面之间不得有空隙。确认瓶中没有气泡，擦干瓶外水分后称取水、瓶及玻璃片的总质量(m1)。（5）注意问题：水温应在15～25℃范围内，浸水最后2h内的水温相差不得超过2℃。6）数据处理：①表观相对密度γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按式(T0308-1)、(T0308—2)、(T0308-3)计算至小数点后3位。γa=(T0308-1)γs=(T0308-2)γb=(T0308-3)式中：γa——集料的表观相对密度，无量纲；　γs——集料的表干相对密度，无量纲；　γb——集料的毛体积相对密度，无量纲；　m0——集料的烘干质量(g)；　m1——水、瓶及玻璃片的总质量(g)；　m2——集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(g)；m3——集料的表干质量(g)。②集料的吸水率ωx、含水率ω以烘干试样为基准，按式(T0308-4)、(T0308-5)计算，精确至0.1％。ωx=(T0308-4)ω=　(T0308-55)式中：m4——集料饱和状态下含表面水的湿质量(g)；　　ωx——集料的吸水率(％)；　　ω——集料的含水率(％)。　　③当水泥混凝土集料需要以饱和面干试样作为基准求取集料的吸水率ωx时，按式(T0308-6)计算，精确至0.1％，但需在报告中予以说明。ωx=(T0308-6)式中：ωx——集料的吸水率(％)。④粗集料的表观密度ρa、表干密度ρs、毛体积密度ρb按式(T0308-7)、(T0308-8)、(T0308-9)计算至小数点后3位。ρa=γaρT或ρa=（γa-αT）×ρΩ（T0308-7）ρs=γsρT或ρs=（γs-αT）×ρΩ（T0308-8）ρb=γbρT或ρb=（γb-αT）×ρΩ（T0308-9）式中：ρa——集料的表观密度(g／㎝3)；　　ρs——集料的表干密度(g／㎝3)；　　ρb——集料的毛体积密度(g／㎝3)；　　ρT——试验温度T时水的密度(g／㎝3)；　　αT——试验温度T时的水温修正系数；　　ρΩ——水在4℃时的密度(1.000g／㎝3)。　⑤精密度或允许差　　重复试验的精密度，两次结果之差对相对密度不得超过0.02，对吸水率不得超过0.2％。（三）、粗集料含泥量及泥块含量试验1．目的与适用范围　　测定碎石或砾石中小于O.075㎜的尘屑、淤泥和粘土的总含量及4.75㎜以上泥块颗粒含量。2．仪具与材料　　(1)台秤：感量不大于称量的0.1％。　　(2)烘箱：能控温105℃±5℃。　　(3)标准筛：测泥含量时用孔径为1.18㎜、0.075㎜的方孔筛各1只；测泥块含量时，则用2.36㎜及4.75㎜的方孔筛各1只。　　(4)容器：容积约10L的桶或搪瓷盘。　　(5)浅盘、毛刷等。3.试验准备　　将来样用四分法或分料器法缩分所规定的量(注意防止细粉丢失并防止所含粘土块被压碎)，置于温度为105℃±5℃的烘箱内烘干至恒重，冷却至室温后分成两份备用。（2）仪具与材料　　①天平或浸水天平：可悬挂吊篮测定集料的水中质量，称量应满足试样数量称量要求，感量不大于最大称量的0.05％。　　②容量瓶：1000mL，也可用磨口的广口玻璃瓶代替，并带玻璃片。　　③烘箱：能控温在105℃±5℃。　　④标准筛:4.75㎜、2.36㎜。　　⑤其它：刷子、毛巾等。　（3）试样准备和数量　　①将取来样过筛，对水泥混凝土的集料采用4.75㎜筛，沥青混合料的集料用2.36㎜筛，分别筛去筛孔以下的颗粒。然后用四分法或分料器法缩分至表T0308-1要求的质量，分两份备用。表T0308-1测定密度所需要的试样最小质量公称最大粒径(㎜)4.759.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量（㎏）0.81111.51.5233②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。　（4）试验步骤　　①取试样一份装入容量瓶(广口瓶)中，注入洁净的水(可滴入数滴洗涤灵)，水面高出试样，轻轻摇动容量瓶，使附着在石料上的气泡逸出。盖上玻璃片，在室温下浸水24h。　　②向瓶中加水至水面凸出瓶口，然后盖上容量瓶塞，或用玻璃片沿广口瓶瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面、玻璃片与水面之间不得有空隙。　　③确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后，称取集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(m2)。　　④将试样倒人浅搪瓷盘中，稍稍倾斜搪瓷盘.倒掉流动的水，再用毛巾吸干漏出的自由水，需要时可称取带表面水的试样质量(m4)。⑤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，即为饱和面于状态。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。⑥立即称取饱和面干集料的表干质量(m3)。⑦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(m0)。⑧将瓶洗净，重新装入洁净水，盖上容量瓶塞，或用玻璃片紧贴广口瓶瓶口水面。玻璃片与水面之间不得有空隙。确认瓶中没有气泡，擦干瓶外水分后称取水、瓶及玻璃片的总质量(m1)。（5）注意问题：水温应在15～25℃范围内，浸水最后2h内的水温相差不得超过2℃。（6）数据处理：①表观相对密度γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按式(T0308-1)、(T0308—2)、(T0308-3)计算至小数点后3位。γa=(T0308-1)γs=(T0308-2)γb=(T0308-3)式中：γa——集料的表观相对密度，无量纲；　　γs——集料的表干相对密度，无量纲；　　γb——集料的毛体积相对密度，无量纲；　　m0——集料的烘干质量(g)；　　m1——水、瓶及玻璃片的总质量(g)；　　m2——集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(g)；m3——集料的表干质量(g)。γa=②集料的吸水率ωx、含水率ω以烘干试样为基准，按式(T0308-4)、(T0308-5)计算，精确至0.1％。ωx=(T0308-4)ω=　(T0308-55)式中：m4—集料饱和状态下含表面水的湿质量(g)；　　ωx——集料的吸水率(％)；　　ω——集料的含水率(％)。　　③当水泥混凝土集料需要以饱和面干试样作为基准求取集料的吸水率ωx时，按式(T0308-6)计算，精确至0.1％，但需在报告中予以说明。ωx=(T0308-6)式中：ωx——集料的吸水率(％)。④粗集料的表观密度ρa、表干密度ρs、毛体积密度ρb按式(T0308-7)、(T0308-8)、(T0308-9)计算至小数点后3位。ρa=γa×ρT或ρa=（γa-αT）×ρΩ（T0308-7）ρs=γs×ρT或ρs=（γs-αT）×ρΩ（T0308-8）ρb=γb×ρT或ρb=（γb-αT）×ρΩ（T0308-9）式中：ρa——集料的表观密度(g／㎝3)；　　ρs——集料的表干密度(g／㎝3)；　　ρb——集料的毛体积密度(g／㎝3)；　　ρT——试验温度T时水的密度(g／㎝3)；　　αT——试验温度T时的水温修正系数；　　ρΩ——水在4℃时的密度(1.000g／㎝3)。⑤精密度或允许差　　重复试验的精密度，两次结果之差对相对密度不得超过0.02，对吸水率不得超过0.2％。（四）针片状颗粒含量试验1．水泥混凝土用粗集料(规准仪法)（1）目的与适用范围　　①本方法适用于测定水泥混凝土使用的4.75㎜以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。　　②本方法测定的针片状颗粒，是指使用专用规准仪测定的粗集料颗粒的最小厚度(或直径)方向与最大长度(或宽度)方向的尺寸之比小于一定比例的颗粒。　　③本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状及其在工程中的适用性。　（2）仪具与材料　　①水泥混凝土集料针状规准仪和片状规准仪见图T0311-1和图T0311-2，片状规准仪的钢板基板厚度3㎜，尺寸应符合表T0311-1的要求。表T0311-1水泥混凝土集料针片状颗粒试验的粒级划分及其相应的规准仪孔宽或间距②天平或台秤：感量不大于称量值的0.1％。③标准筛：孔径分别为4.75㎜、9.5㎜、16㎜、L9㎜、26.5㎜、31.5㎜、37.5㎜，试验时根据需要选用。（3）试样准备　　将来样在室内风干至表面干燥，并用四分法或分料器法缩分至满足表T0311-2规定的质量，称量(m)，然后筛分成表T0311-2所规定的粒级备用。表T0311-2针片状颗粒试验所需的试样最小质量（4）试验步骤 ①目测挑出接近立方体形状的规则颗粒，将目测有可能属于针片状颗粒的集料按表T0311-2所规定的粒级用规准仪逐粒对试样进行针状颗粒鉴定，挑出颗粒长度大于针状规准仪上相应间距而不能通过者，为针状颗粒。②将通过针状规准仪上相应间距的非针状颗粒逐粒对试样进行片状颗粒鉴定，挑出厚度小于片状规准仪上相应孔宽能通过者，为片状颗粒。③称量由各粒级挑出的针状颗粒和片状颗粒的质量，其总质量为m1。（5）数据处理　　碎石或砾石中针片状颗粒含量按式(T0311-1)计算，精确至0.1％。Qe=(T0311-1)式中：Qe——试样的针片状颗粒含量(％)；　　m1——试样中所含针状颗粒与片状颗粒的总质量(g)；　　m0——试样总质量(g)。　　如果需要可以分别计算针状颗粒和片状颗粒的含量百分数。2．沥青混凝土用粗集料(游标卡尺法)（1）目的与适用范围①本方法适用于测定粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。②本方法测定的针片状颗粒，是指用游标卡尺测定的粗集料颗粒的最大长度(或宽度)方向与最小厚度(或直径)方向的尺寸之比大于3倍的颗粒。有特殊要求采用其它比例时，应在试验报告中注明。③本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状和抗压碎能力，以评定石料生产厂的生产水平及该材料在工程中的适用性。（2）仪具与材料①标准筛：方孔筛4.75㎜。②游标卡尺：精密度为0.1㎜。③天平：感量不大于1g。（3）试验步骤①按分料器法或四分法选取1㎏左右的试样。对每一种规格的粗集料，应按照不同的公称粒径，分别取样检验。②用4.75㎜标准筛将试样过筛，取筛上部分供试验用，称取试样的总质量m0，准确至1g，试样数量应不少于800g，并不少于100颗。　　注：对2.36㎜～4.75㎜级粗集料，由于卡尺量取有田难，故一般不作测定。③将试样平摊于桌面上，首先用目测挑出接近立方体的颗粒，剩下可能属于针状(细长)和片状(扁平)的颗粒。④按图T0312-1所示的方法将欲测量的颗粒放在桌面上成一稳定的状态，图中颗粒平面方向的最大长度为L，侧面厚度的最大尺寸为t，颗粒最大宽度为ω(t<ω<L)，用卡尺逐颗测量石料的L及t，将L／t≥3的颗粒(即最大长度方向与最大厚度方向的尺寸之比大于3的颗粒)分别挑出作为针片状颗粒。称取针片状颗粒的质量m1，准确至1g。　　稳定状态是指平放的状态，不是直立状态，侧面厚度的最大尺寸t为图中状态的颗粒顶部至平台的厚度.是在最薄的一个面上测量的，但并非颗粒中最薄部位的厚度。4）数据处理　①　按公式(T0312-1)计算针片状颗粒含量。Qe=(T0312-1)式中：Qe——针片状颗粒含量(％)；　　m1——试验用的集料总质量(g)；　　m0——针片状颗粒的质最(g)。　②试验要平行测定两次，计算两次结果的平均值，如两次结果之差小于平均值的20％，取平均值为试验值；如大于或等于20％，应追加测定一次，取三次结果的平均值为测定值。　　（五）坚固性试验1目的与适用范围本方法是确定碎石或砾石经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环，承受硫酸钠结晶压而不发生显著破坏或强度降低的性能，是测定石料坚固性能(也称安定性)的方法。2仪具与材料　　①烘箱：能使温度控制在105℃±5℃。　　②天平：称量5㎏，感量不大于1g。　　③标准筛：根据试样的粒级，按表T0314-1选用。表T0314-1坚固性试验所需的各粒级试样质量公称粒级(㎜)2.36～4.754.75～9.59.5～1919～37.537.5～6363～75试样质量(g)5005001000150030005000④容器：搪瓷盆或瓷缸，容积不小于50L。⑤三脚网篮：网篮的外径为100㎜，高为150㎜，采用孔径不大于2.36㎜的铜网或水锈钢丝制成；检验37.5㎜～75㎜的颗粒时，应采用外径和高均为250㎜的网篮。⑥试剂：无水硫酸钠和10水结晶硫酸钠(工业用)。3试验准备①硫酸钠溶液的配制　　取一定数量的蒸馏水(多少取决于试样及容器大小)，加温至30℃～50℃，每1000mL蒸馏水加入无水硫酸钠(Na2S04)300g～350g或10水硫酸钠(Na2SO4·1OH2O)700g～1000g，用玻璃棒搅拌，使其溶解并饱和.然后冷却至20℃～25℃；在此温度下静置48h，其相对密度应保持在1.151～1.174(波美度为18.9～21.4)范围内。试验时容器底部应无结晶存在。②试样的制备　　将试样按表T0314-1的规定分级，洗净，放入105℃±5℃的烘箱内烘干4h，取出并冷却至室温，然后按表T0314—1规定的质量称取各粒级试样质节mi。4试验步骤①将所称取的不同粒级的试样分别装入三脚网篮并浸入盛有硫酸钠溶液的容器中，溶液体积应不小于试样总体积的5倍，温度应保持在20℃～25℃的范围内，三脚网篮浸入溶液时应先上下升降25次以排除试样中的气泡，然后静置于该容器中；此时，网篮底面应距容器底面约30㎜(由网篮脚高控制)，网篮之间的间距应不小于30㎜，试样表面至少应在液面以下30㎜。②浸泡20h后，从溶液中提出网篮，放在105℃±5℃的烘箱中烘烤4h，至此，完成了第一个试验循环。待试样冷却至20℃～25℃后，即开始第二次循环。从第二次循环起，浸泡及烘烤时间均可为4h。③完成五次循环后，将试样置于25℃～30℃的清水中洗净硫酸钠，再放人105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温后，用试样粒级下限筛孔过筛，并称量各粒级试样试验后的筛余量m’i。④对粒径大于19㎜的试样部分，应在试验前后分别记录其颗粒数量，并作外观检查，描述颗粒的裂缝、剥落、掉边和掉角等情况及其所占的颗粒数量，以作为分析其坚固性时的补充依据。5、注意问题：①粒级为9.5㎜～19㎜的试样中，应含有9.5㎜～16㎜粒级颗粒40％，16㎜～19㎜粒级颗粒60％。②粒级为19㎜～37.5㎜的试样中，应含有19㎜～31.5㎜粒级颗粒40％，31.5㎜～37.5㎜粒级颗粒60％。6、数据处理　　①试样中各粒级颗粒的分计质量损失百分率按式(T0314—1)计算。Qi=(T0314-1)式中：Qi——各粒级颗粒的分计质量损失百分率(％)；　　mi——各粒级试样试验前的烘干质量(g)；　　—经硫酸钠溶液法试验后各粒级筛余颗粒的烘干质量(g)②试样总质量损失百分率按式(T0314—2)计算，精确至1％。Q=(T0314-2)式中：Q——试样总质量损失百分率(％)；　　m1——试样中各粒级的分计质量，g；　　Qi——各粒级的分计质量损失百分率(％)。（六）、压碎值试验1目的与适用范围　　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，是衡量石料力学性质的指标，以评定其在公路工程中的适用性。2仪具与材料　　(1)石料压碎值试验仪：由内径150㎜、两端开口的钢制圆形试筒、压柱和底板组成，其形状和尺寸见图T0316-1和表T0316-1。试筒内壁、压柱的底面及底板的上表面等与石料接触的表面都应进行热处理，使表面硬化，达到维氏硬度65。并保持光滑状态。表T0316-1试筒、压柱和底板尺寸(2)金属棒：直径10㎜，长450㎜～600㎜，一端加工成半球形。(3)天平：称量2㎏～3㎏，感量不大于1g。(4)标准筛：筛孔尺寸13.2㎜、9.5㎜、2.36㎜方孔筛各一个。(5)压力机：500kN，应能在1Omin内达到400kN。(6)金属筒：圆柱形，内径112.0㎜，高179.4㎜，容积1767㎝3。3试验准备①采用风干石料用13.2㎜和9.5㎜标准筛过筛，取9.5㎜～13.2㎜的试样3组各3000g，供试验用。如过于潮湿需加热烘干时，烘箱温度不得超过100℃，烘干时间不超过4h。试验前，石料应冷却至室温。②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100㎜。在金属筒中确定石料数量的方法如下：　　将试样分3次(每次数量大体相同)均匀装入试模中，每次均将试样表面整平，用金属棒的半球面端从石料表面上均匀捣实25次。最后用金属棒作为直刮刀将表面仔细整平。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。4、试验步骤①将试筒安放在底板上。②将要求质量的试样分3次(每次数量大体相同)均匀装入试模中，每次均将试样表面整平，用金属棒的半球面端从石料表面上均匀捣实25次。最后用金属棒作为直刮刀将表面仔细整平。③将装有试样的试模放到压力机上，同时加压头放入试筒内石料面上，注意使压头摆平，勿楔挤试模侧壁。④开动压力机，均匀地施加荷载，在10min左右的时间内达到总荷载400kN，稳压5s，然后卸荷。⑤将试模从压力机上取下，取出试样。⑥用2.36㎜标准筛筛分经压碎的全部试样，可分几次筛分，均需筛到在1min内无明显的筛出物为止。⑦称取通过2.36㎜筛孔的全部细料质量(m1)，准确至1g。5数据处理①石料压碎值按式(T0316-1)计算，精确至O.1％。(T0316-1)　式中：——石料压碎值(％)；　　m0——试验前试样质量(g)；　　m1——试验后通过2.36㎜筛孔的细料质量(g)。②以3个试样平行试验结果的算术平均值作为压碎值的测定值。（七）磨耗试验(洛杉矶法)1.目的与适用范围①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。②本方法适用于各种等级规格集料的磨耗试验。2.仪具与材料①洛杉矶磨耗试验机：圆筒内径710㎜±5㎜，内侧长510㎜±5㎜，两端封闭，投料口的钢盖通过紧固螺栓和橡胶垫与钢筒紧闭密封。钢筒的回转速率为30r/min～33r/min。②钢球：直径约46.8㎜，质量为390g～445g，大小稍有不同，以便按要求组合成符合要求的总质量。③台秤：感量5g。④标准筛：符合要求的标准筛系列，以及筛孔为1.7㎜，的方孔筛一个。⑤烘箱：能使温度控制在105℃±5℃范围内。⑥容器：搪瓷盘等。3.试验步骤(1)将不同规格的集料用水冲洗干净，置烘箱中烘干至恒重。(2)对所使用的集料，根据实际情况按表T0317-1选择最接近的粒级类别，确定相应的试验条件，按规定的粒级组成备料、筛分。其中水泥混凝土用集料宜采用A级粒度；沥青路面及各种基层、底基层的粗集料，表中的16㎜筛孔也可用13.2㎜筛孔代替。对非规格材料，应根据材料的实际粒度，从表T0317—1中选择最接近的粒级类别及试验条件。表T0317-1粗集料洛杉矶试验条件注①表中16㎜也可用13.2㎜代替。②A级适用于未筛碎石混合料及水泥混凝土用集料。　③C级中S12可全部采用4.75㎜～9.5㎜颗粒5000g；S9及S10可全部采用9.5㎜～16㎜颗粒5000g。　④E级中S2中缺63㎜～75㎜颗粒可用53㎜～63㎜颗粒代替。(3)分级称量(准确至5g)，称取总质量(m1)，装入磨耗机圆筒中。(4)选择钢球，使钢球的数量及总质量符合表T0317-1中规定，将钢球加入钢筒中，盖好筒盖，紧固密封。(5)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T0317-1的要求。开动磨耗机，以30r／min～33r/min转速转动至要求的回转次数为止。(6)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。(7)将试样用l.7㎜的方孔筛过筛，筛去试样中被撞击磨碎的细屑。(8)用水冲干净留在筛上的碎石，置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重(通常不少于4h)，准确称量(m2)。4数据处理①按下式计算粗集料洛杉矶磨耗损失，精确至0.1％。Q=×100(T0317-1)式中：Q——洛杉矶磨耗损失(％)；　　m1——装入圆筒中试样质量(g)；　　m2——试验后在1.7㎜筛上洗净烘干的试样质量(g)。②试验报告应记录所使用的粒级类别和试验条件.5.2粗集料的磨耗损失取两次平行试验结果的算术平均值为测定值，两次试验的差值应不大于2％，否则须重做试验。（八）软弱颗粒试验1目的与适用范围测定碎石、砾石及破碎砾石中软弱颗粒含量。2仪具与材料(1)天平或台秤：称量5g，感量不大于5g。(2)标准筛：孔径为4.75㎜、9.5㎜、16㎜方孔筛。(3)压力机。(4)其它：浅盘、毛刷等。3试验步骤称风干试样2㎏(m1)，如颗粒粒径大于31.5㎜，则称4㎏，过筛分成4.75㎜～9.5㎜，9.5㎜～16㎜、16㎜以上各1份；将每份中每一个颗粒大面朝下稳定平放在压力机平台中心，按颗粒大小分别加以0.15kN、0.25kN、0.34kN荷载，破裂之颗粒即属于软弱颗粒，将其弃去，称出未破裂颗粒的质量(m2)。4数据处理按式(T0320-1)计算软弱颗粒含量，精确至0.1％。P=×100%(T0320-1)式中：P——粗集料的软弱颗粒含量(％)；　　m1——各粒级颗粒总质量(g)；m2——试验后各粒级完好颗粒总质量(g)。五、其他问题1、取样问题：①从火车、汽车、货船上取样时，如经观察，认为各节车皮汽车或货船的碎石或砾石的品质差异不大时，允许只抽取一节车皮、一部汽车、一艘货船的试样(即一组试样)，作为该批集料的代表样品。②如经观察，认为该批碎石或砾石的品质相差甚远时、则应对品质再怀疑的该批集料，分别取样和验收。2．粗集料及集料混合料筛分试验中，由于0.075㎜筛干筛几乎小能把沾在粗集料表面的小于0.075㎜部分的石粉筛过去，而且对水泥混凝土用粗集料而言，0.075㎜通过率的意义不大，所以也可以不筛，且把通过0.15㎜筛的筛下部分全部作为0.075㎜的分计筛余，将粗集料的O.075㎜通过率假设为0。3．恒重系指相邻两次称取间隔时间大于3h（通常不少于6h)的情况下，前后两次称量之差小于该项试验所要求的称量精密度,即0.1%，一般在烘箱中烘烤的时间不得少于4h~6h。4.不同温度水的密度修正方法:①试验温度的适用范围为15℃～25℃。②修正方法　　不同水温时水的密度ρT及水温修正系数αT按下表取用。5、坚固性试验中试样中硫酸钠是否洗净，可按下法检验：取洗试样的水数毫升，滴入少量氯化钡(BaCl2)溶液，如无白色沉淀，即说明硫酸钠已被洗净。六、例题：1．做粗集料筛分试验，用干筛法，已知各筛筛上质量完成下表。粗集料干筛分记录2、做粗集料筛分试验，水筛法筛分，完成下表。七、思考题：1．粗集料定义？2．四分法指什么？3．沥青混合料及基层用粗集料筛分试验用哪种筛分法，以及试验步骤？4．粗集料密度网篮法试验步骤？5．针片状用游标卡尺法试验步骤？6．坚固性试验用什么溶液？如何配置？7．压碎值试验样品制备要求？8．磨耗试验洛杉矶法试验过程？6．2细集料试验一、概念：1．细集料在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36㎜的天然砂、人工砂(包括机制砂)及石屑；在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于4.75㎜的天然砂、人工砂。2．天然砂由自然风化、水流冲刷、