T0309-2005粗集料堆积密度及空隙率试验

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,负荷下的振幅为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C~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4.75mm、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1.18mm。
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(m₂)。
 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)。
 4.2.2 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四陷空隙，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是不要贯入下层中。
 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 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(m0)。
 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 结果整理
 5.1 容量筒的容积按式(T0309-1)计算，准确至0、1cm³。(T0309-1)
  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;
  p₁——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(T0309-2)计算，维确至0.001g/cm(T0309-2)
  式中：p-试样的堆积密度，g/cm³;
  n₀—— 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%。(T0309-3)
  式中：Ve——试样的空隙率，%;
  p₄——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%。(T0309-4)
  式中：VCApRc——捣实状态下的粗集料骨架间隙率，%;
  p ——粗集料骨架的捣实堆积密度，g/cm³;
  pn——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，堆积密度准确至0.001g/cm³,空 隙率准确至0.1%,粗集料骨架间隙率准确至0.01%。
6 允许误差
 堆积密度重复性试验的允许误差为0.025g/cm³。
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 容量筒容积。
 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。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JTG F30和JTG TF5O,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。

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