05-JTG 3432-2024【粗集料】堆积密度、空隙率

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。

2.1 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。

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,负荷下的振幅为0.35mm,空载时的振幅为 0.5mm。[仪器校准确认]

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01℃: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,

3.1 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4.75mm、2.36mm 和1.18mm,如 SMA-13、SMA-16SMA-20混合料为4.75mm,SMA-10 混合料为2.36mm,而 SMA-5 混合料为 1.18mm。

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(m2)。

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(但容量简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)。

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,并以合适的颗粒填人凹陷空隙,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)。

4.3.1 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,装料时应该至容量筒四周溢满,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简底部:第二、三层时,用力可大一些,捣棒应贯人该层位的底部但是不要贯人下层中。

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)。

4.4.1称取洁净、干燥的容量筒质量(m0)。

4.4.2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量(m,)。

4.4.3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(m3)。同时,快速测定容量筒中水的温度T。

5.1 容量筒的容积按式(T0309-1)计算,准确至0.1cm3。

式中:V–容量筒的容积,cm3

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;

Pt–温度T时水的密度,按附录A表A-1选用,g/cm3

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5.2(T 0309-2)计算,准确至0.001g/cm。

式中:

Pb1——试样的堆积密度,g/cm3

mo——–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,准确至0.1%。

式中:

V-试样的空隙率,%;

Pa–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,准确至0.01%。

式中:

VCADRC—捣实状态下的粗集料骨架间隙率,%;

Pы—–粗集料骨架的捣实堆积密度,/cm3

Pb—粗集料骨架的毛体积密度,/cm3

5.5 取两份试样测定值的算术平均值作为试验结果,堆积密度准确至0.001gcm3,空隙率准确至0.1%,粗集料骨架间隙率准确至0.01%。

堆积密度重复性试验的允许误差为0.025g/cm3

条文说明：

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。CB/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JTGF30和 JTGTF50,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,也有采用振实空隙率。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。