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1、大纲材料部分25页文档资料材料试验复习资料一、熟悉：集料划分方法，粗细集料最大粒径和公称最大粒径概念。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。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10%)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、 熟悉：密度常用量纲，不同密度适用条件。 掌握：表观密度和毛体积密度的试验操作方法、结果计算。堆积密度 ：单位体积(含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积)物质颗粒的质量。有干规程密度及湿堆积密度之分。 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

2、颗粒的干质量。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。表观密度和毛体积密度的试验操作方法、结果计算(网篮法)1 目的与适用范围本方法适用于测定碎石、砾石等各种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 仪具与材料2.1 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%.2.2 吊篮：耐锈蚀材料制成，直径和高度为150mm左右，四周及底部用1mm2mm的筛网编制成具有密集的孔眼。2.3 溢流水槽：在称量水中

3、质量时能保持水面高度一定。2.4 烘箱：允控温在1055摄氏度。2.5 温度计。2.6 标准筛。2.7 盛水容器(如搪瓷盘)。2.8 其它：刷子、毛巾等。3 试验准备3.1 将取来的试样用4.75mm(方孔筛)或5mm(圆孔筛)标准筛过筛，用四分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。3.2 经缩分后供测定密度和吸水率的粗集料质量应符合表1的规定。3.3 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。测定密度所需要的试样最小质量

4、表1公称最大粒径(mm)圆孔筛1016202531.5406380方孔筛9.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量(kg)1111.51.52334 试验步骤4.1 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2cm，轻轻搅动石料，使附着石料上的气泡逸出。在室温下保持浸水24h。4.2 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为止，将天平调零。4.3 调节水温在1525摄氏度范围内。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(mw)。4.4 提起吊篮，稍稍滴水后，将试样

5、倒入浅搪瓷盘中，或直接将粗集料集料倒在拧干的湿毛巾上，注意不得有颗粒丢失，或有小颗粒附在吊篮上。稍稍倾斜搪瓷盘，用毛巾吸走漏出的自由水，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，即为饱和面干状态。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。4.5 立即在保持表干状态下，称取集料的表干质量(m1)。4.6 将集料置于浅盘中，放入1055摄氏度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)。注：恒重是指相邻两次称量间隔时间大于3

6、h的情况下，其前后两次称量之差小于该项试验所要求的粗密度，即0.1%。一般在烘箱中烧烤的时间不得少于4h6h。4.7 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 计算5.1 表观相对密度a、表干相对密度s、毛体积相对密度b按式(1)、(2)、(3)计算至小数点后3位。a=ma/(ma-mw)s=mf/(mf-mw)b=ma/(mf-mw)式中：a-集料的表观相对密度，无量纲；s-集料的表干相对密度，无量纲；b-集料的毛体积密度，无量纲；ma-集料的烘干质量，g;mf-集料的表干质量，g；mw-集料的水中质量，g。三、熟悉：砂石材料空隙率对耐候性的影响。四、熟悉：针对两种不同应用目

7、的针片状颗粒的定义方法。 掌握：适用不同目的针片状颗粒检测操作方法，以及影响试验的重要因素。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。水泥混凝土用粗集料针片状颗粒含量试验（规准仪法）本方法适用于测定水泥混凝土使用的5mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。；沥青路面用粗集料针片状颗粒含量试验（游标卡尺法）适用于测定除水泥混凝土外的沥青混合料、各种规准仪法）基层、底基层的4.75mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。水泥混凝土集料针、片状颗粒试验的粒级划分及其

8、相应的规准仪孔宽或间距粒级(圆孔筛)(mm)5101016162020252531.531.540针状规准仪上相对应的立柱之间的间距宽(mm)18(B1)31.2(B2)43.2(B3)54(B4)67.8(B5)85.8(B6)片状规准仪上相对应的孔宽(mm)3(A1)5.2(A2)7.2(A3)9(A4)11.3(A5)14.3(A6)2.2 天平或台秤：感量不大于称量值的0.1%。2.3 标准筛：孔径分别为5mm、10mm、16mm、20mm、25mm、31.5mm、40mm的圆孔筛，根据需要选用。3 试验准备将来样在室内风干至表面干燥，并用四分法缩分至满足表2规定的质量，称量(m0)，

9、然后筛分成表2所规定的粒级备用。针、片状试验所需的试样最小质量 表2公称最大粒径(mm)1016202531.5406380试样最小质量(kg)0.3123510-4 试验步骤4.1 按表2所规定的粒级用规准仪逐粒对试样进行鉴定，凡颗粒长度大于针状规准仪上相应间距者，为针状颗粒，厚度小于片状规准仪上相应孔宽者，为片状颗粒。4.2 称量由各粒级挑出的针状和片状颗粒的总量(m1).5 碎石或砾石中针、片状颗粒含量按式(1)计算，准确至0.1%。Qe=m1/m0*100式中：Qe-试样的针、片状颗粒含量，%；m1-试样中所含针、片状颗粒的总质量，g；m0-试样总质量，g；条文说明原规程对粗集料的针片

10、状颗粒的测定方法，无论是用于水泥混凝土还是沥青路面都可以用规准仪测定，混淆了沥青路面集料针片状含量测定方法。本方法仅适用于水泥混凝土集料，图1片状规准仪的尺寸比例为1:6，但是实际上通过该孔的集料的比例不一定是小于1:6的。以5mm10mm集料为例，用间距24mm(实际宽18mm)鉴定，凡是颗粒长度大于此间距者为针状颗粒，大于此长度的颗粒意味着长度为510mm的4.82.4倍者为针状颗粒；再用3mm宽的片状规准仪鉴定，凡是厚度小于孔宽的为片状颗粒，小于此孔宽的颗粒意味着宽度小于5mm10mm的1.63.3倍者皆为片状颗粒，从定义上就是不严密的，由于水泥混凝土对集料的要求没有沥青混合料严格，所以

11、本方法不适用于沥青混合料集料，这一点与游标卡尺法测量的不一样。对沥青路面针片状颗粒含量要求甚严，我国规定沥青路面用扁平或细长比小于1:3的作为针片状颗粒，是很严格的，必须采用游标卡尺逐个测定。曾发现有一些工地采用水泥混凝土针片状颗粒规准仪测量沥青路面用集料的形状，使针片状颗粒数量测定不准确，影响沥青路面的质量。游标卡尺法)1 目的与适用范围1.1 本方法适用于测定除水泥混凝土外的沥青混合料、各种基层、底基层的4.75mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。1.2 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1:3

12、的颗粒，有特殊要求采用其它比例时，应在试验报告中注明。1.3 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的能力，以评定其在工程中的适用性。2 仪具与材料2.1 标准筛：方孔筛4.75mm。2.2 游标卡尺：精密度为0.1mm。2.3 天平：感量不大于1g。3 试验步骤3.1 按现行集料随机取样的方法，采集集料试样，按四分法原理选取1kg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。3.2 用4.75mm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。3.3 将试样平摊于桌面上，首

13、先用目测挑出接近立方体的符合要求的颗粒，剩下可能属于针状和片状的颗粒。3.4 按图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尺寸lb，用卡尺逐颗测量石料的长度l，宽度b及厚度t，将l/t=3的颗粒(即长度方向与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。4 计算按公式(1)计算针片状颗粒含量。Qe=m1/m0*100式中：Qe-针片状颗粒含量，%;m0-试验用的集料总质量，g；m1-针片状颗粒的质量,g。5 报告5.1 试验要平行测定两次，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

14、测定一次，取三次结果的平均值为测定值。5.2 试验报告应报告集料的种类、产地、岩石名称、用途。条文说明本方法参照日本标准试验方法编写。明确方法名称为沥青路面粗集料针片状颗粒含量试验，以免与水泥混凝土集料的规准仪法相混淆。粗集料的针片状颗粒含量测定适用于4.75mm以上的颗粒，对4.75mm以下的3mm5mm石屑一般不作测定。美国ASTM D 4791-95规定了测定1:2、1:3和1:5不同标准针片状颗粒含量的试验方法，其测定机具如图2所示。但SHRP的SUPERPAVE仅规定1:5一个标准，并提出要求在设计交通量大于100万辆的路段都不得超过10%。NCAT认为按1:5的规定检测几乎都接近于

15、0，没有实际意义，建议用1:3。在NCAT和FHWA的SMA设计规范中规定了1:3和1:5不同标准针片状颗粒含量要求，分别要求小于20%和小于5%。我国通常采用1:3是合理的。从ASTM的图中可以看出，它的针片状颗粒的含意与本规程用卡尺测量完全相同。 五、熟悉：每种力学性质试验结果计算及检测结果含义。 掌握：各项试验的操作内容、步骤及影响试验结果的关键因素。注意分别适用于水泥混凝土或沥青混合料粗集料时的各项试验操作方法上的特点和区别。六、熟悉：两种适用不同目的压碎试验操作区别，试验结果含义。 掌握：不同压碎试验操作步骤。我国集料压碎值试验方法有两个，T0315适用于水泥混凝土集料，试样一律采用

16、10mm20mm(圆孔筛)颗粒，加压20t稳压5s压碎后用2.5mm筛过筛作为被压碎的颗粒，计算压碎值。但适用于沥青路面集料压碎值试验的T0316原规定采用12mm16nn的集料，加压40t压碎后不稳压，立即卸载用3mm筛过筛，压碎值试验仪也与水泥混凝土用的不一样。一方面我国沥青路面集料已统一为方孔筛，而我国的标准筛系列又与英国的不同，没有12mm及3mm筛，所以作相应的修改。水泥混凝土用粗集料压碎值试验1 目的与适用范围测定碎石或砾石抵抗压碎的能力，间接地推测其相应的强度，以鉴定水泥混凝土粗集料品质。2 仪具与材料2.1 压力试验机：荷载300kN以上。2.2 压碎指标值测定仪(如图1)。2

17、.3 圆孔筛：孔径分别为2.5mm、10mm、20mm。3 试验准备3.1 将试样筛去10mm以下及20mm以上的颗粒，采用10mm20mm的颗粒作为标准试样，并在气干状态下进行试验。欠图1注：对多种岩石组成的砾石，如其粒径大于20mm颗粒的岩石矿物成分与10mm20mm颗粒有显著差异时，对大于20mm的颗粒应经人工破碎后筛取10mm20mm标准粒级另外进行压碎指标值试验。3.2 用针状和片状规准仪剔除试样中的针状和片状颗粒，然后称取每份约3kg的试样3份备用。4 试验步骤4.1 置圆筒于底盘上，取试样1份，分两层装入筒内，每装完一层试样后，在底盘正面垫放一直径为10mm的圆钢筋，将筒按住，左

18、右交替颠击地面各25下，第二层颠实后，试样表面距离盘底的高度应控制在100mm左右。4.2 整平筒内试样表面，把加压块装好(注意应使加压块保持平正)，放到试验机上，在3min5min内均匀地加荷到200kN，稳定5s，然后卸荷，取出测定筒，倒出筒中的试样称其质量(m0)，用孔径为2.5mm的筛筛除被压碎的细粒，称量剩留在筛上的试样质量(m1)。5 计算5.1 碎石或砾石的压碎指标值按式(1)计算，准确至0.1%。Qa=(m0-m1)/m0*100式中：Qa-压碎值，%；m0-试样的质量，g；m1-试验后筛余的试样质量，g。5.2 对多种岩石组成的砾石，如对20mm以下和20mm以上的标准粒级(

19、10mm20mm)分别进行检验，则其总的压碎指标值Qa按式(2)计算。Qa=(1Qa1+2Q2)/(1+2)*100式中：Qa-压碎值，%；1、2-试样中20mm以下和20mm以上两种岩石粒级的颗粒含量百分率，%；Qa1、Qa2-两种粒级以标准粒级试验的分计压碎指标值，%。以三次平行试验结果的算术平均值作为压碎指标的测定值。沥青路面用粗集料压碎值试验1 目的与适用范围1.1 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。1.2 本指标鉴定公路路面基层、底基层及沥青面层的粗集料品质，以评定其在工程中的适用性。2 仪具与材料2.1 石料压碎值试验仪：由内径150

20、mm、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1和表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摄氏度并保持光滑状态。试筒、压柱和底板尺寸表 表1部位符号名称尺寸(mm)试筒A内径1500.3B高度125128C壁厚不小于12压柱D压头直径1490.2E压杆直径100149F压柱总长100110G压头厚度不小于25底板H直径200220I厚度(中间部分)6.40.2J边缘厚度100.22.2 金属棒：直径10mm，长45mm60mm，一端加工成半球形。2.3 天平：称量2kg3kg，感量不大于1g；2.4 方孔筛：筛孔尺寸

21、16mm、13.2mm、2.36mm筛各一个。2.5 压力机：500kN,应能在10min内达到400kN。2.6 金属筒：圆柱形，内径112.0mm，高179.4mm，容积1767cm3。3 试验准备3.1 用13.2mm和16mm标准筛过筛，取13.2mm16mm的试样3kg，供试验用。试样宜采用风干石料，如需加热烘干时，烘箱温度不应超过100摄氏度，烘干时间不超过4h。试验前，石料应冷却至室温。3.2 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10cm。在金属筒中确定石料数量的方法如下：将石料分三层倒入量筒中，每层数量大致相同。每层都用金属棒的半球面端从石料表面上约50

22、mm的高度处自由下落均匀夯击25次，最后用金属棒作为直刮刀将表面刮平。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4.1 将试筒安放在底板上。4.2 将上面所得试样分三次(每次数量相同)倒入试筒中，每次均将试样表面整平，并用金属棒按上述步骤夯击25次，最上层表面应仔细整平。4.3 压柱放入试筒内石料面上，注意使压柱摆平，勿楔挤筒壁。4.4 将装有试样的试筒连同压柱放到压力机上，均匀地施加荷载，在10min时达到总荷载400kN。4.5 达到总荷载400kN后，立即卸荷，将试筒从压力机上取下。4.6 将筒内试样取出，注意勿进一步压碎试样。4.7 用2.36mm筛

23、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。4.8 称取通过2.36mm筛孔的全部细料质量(m1)。5 计算石料压碎值按式(1)计算，准确至0.1%。Qa=m1/m0*100式中：Qa-石料压碎值，%；m0-试验前试样质量，g；m1-试验后通过2.36mm筛孔的细料质量，g。以两次平行试验结果的算术平均值作为压碎值的测定值 七、熟悉：两种不同试验方法的区别所在。 掌握：洛杉矶试验操作步骤，试验结果所表达的含义。粗集料磨耗试验(洛杉矶法)1 目的和适用范围1.1 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。1.2 本方法适用于各种等级规格石料的

24、磨耗试验。2 仪具与材料2.1 洛杉矶磨耗试验机：圆筒内径710mm5mm，内侧长510mm5mm，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/min33r/min。2.2 钢球：直径约4.68mm，质量为390445g，大小稍有不同，以便按要求组成符合要求的总质量。2.3 台秤：感量5g。2.4 标准筛：符合要求的标准筛系列，以及筛孔为1.7mm的方孔筛或筛孔为2mm的圆孔筛一个。2.5 烘箱：能使温度控制在1055摄氏度范围内。2.6 容器：搪瓷盘等。3 试验步骤3.1 将不同规格的集料用水冲洗干净，置烘箱中烘干至恒重。3.2 对水泥混凝土集料，按照表

25、1中规定的粒级组成备料、筛分。当实际材料与此表不一致时，也可从表2中选择最接近的粒级类别，确定相应的试验条件。按规定准备集料，筛分。注：表中16mm也可用13.2mm代替；A级适用于未筛碎石混合料；C级中S12可全部采用4.75mm9.5mm颗粒5000g。S9及S10可全部采用9.5mm16mm颗粒5000g；E级中S2中缺63mm75mm颗粒可用53mm63mm颗粒代替。3.3 对用于沥青路面及各种基层、底基层的粗集料，试验条件应符合表2的要求，表中16mm筛孔也可用13.2mm筛孔代替。对非规格材料，应根据材料的实际粒度，从表2中选择最接近的粒级类别及试验条件。3.4 分级称量(准确至5

26、g)，称取总质量(m1)，装入磨耗机之圆筒中。3.5 选择钢球，使钢球的数量及总质量符合表中规定，将钢球加入钢筒中，盖好筒盖，紧固密封。3.6 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2的要求。开动磨耗机，以30r/min33r/min之转速转运至要求的回转次数为止。3.7 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。3.8 将试样过筛，对沥青混合料集料应选用1.7mm的方孔筛过筛，对水泥混凝土集料，应选用2mm的圆孔筛过筛，筛去试样中被撞击磨碎的细屑。3.9 用水冲干净留在筛上的碎石，置1055摄氏度烘

27、箱中烘干至恒重(通常不少于4h)，准确称量(m2)。4 计算按式(1)计算粗集料洛杉矶磨耗损失，准确至0.1%。Q=(m1-m2)/m1*100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1.7mm(方孔筛)或2mm(圆孔筛)筛上的洗净烘干的试样质量，g。5 报告5.1 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。条文说明粗集料的洛杉矶磨耗损失是集料的使用性能的重要指标，尤其是沥青混合料和基层集料，它与沥青路面的抗车辙能力、耐磨性、耐久性密切相关，一般磨耗损失

28、小的集料，集料坚硬，耐磨，耐磨性、耐久性密切相关，一般磨耗损失小的集料，集料坚硬、耐磨，耐久性好。软弱颗粒含量多、风化严重的石料经过磨耗试验，粉碎严重，这个指标很难通过。所以世界各国的沥青路面规范都对粗集料的洛杉矶磨耗损失提出了要求。对要求粗集料嵌挤能力强的SMA等，磨耗损失的要求更有所提高。洛杉矶磨耗试验也是优选石料的一个重要手段。我国原规程T0317-94对粗集料的洛杉矶试验条件的规定与JTJ054-94公路工程石料试验规程T0221-94是一致的，所规定的水泥混凝土集料的试验条件只有一种，接近于ASTM C131之A类的集料试验条件，但分级稍有不同。试验法与国外通用规程不一致，影响了与国

29、际上并轨统一。尤其是对沥青混合料集料，洛杉矶磨耗损失特别重要，如果集料的试验条件不一致，势必试验结果不一样，我国原规程只规定一种集料尺寸，与我国沥青面层、基层的实际使用的材料差别太大，不符合实际情况。为此修订成与国外的通用方法一致，另外规定适用于方孔筛的试验条件。为了解决沥青混合料最大粒径为13.2mm的情况，规定表中16mm也可以用13.2mm替代，这就和日本规定路面材料用4.75mm13.2mm材料试验一致。同时为指导工程单位在试验时选用粒径类别，在表2中还规定了工程实际材料的对应规格，由于有些材料与规定的粒径类别很难对应，在备注中规定了一些可以替代的条件。另外，原规程规定在洛杉矶磨耗试验

30、结束后用1.6mm筛进行筛分，国外都是1.7mm筛，此次修改予以统一。但圆孔筛仍保留2mm筛。沥青混合料通常要采用几种集料配合组成，同一个采石场生产的同一类集料，可以在一起筛分进行洛杉矶试验。当集料规格较多时，也可分别进行洛杉矶试验。不同采石场生产的集料，必须分别进行试验。本规程另外还规定了狄法尔磨耗试验方法，由于我国沥青路面设计规范和施工技术规范都规定了粗集料的磨耗损失与国际方法统一采用洛杉矶磨耗试验，使用时不能互相代替。砾石磨耗试验(狄法尔法)1 目的与适用范围测定砾石抵抗摩擦、撞击作用的能力，为鉴定集料品质的指标之一。2 仪具与材料2.1 圆孔筛：孔径2.5mm、25mm、35mm、50mm。2.2 台秤：称量10kg，感量10g。2.3 烘箱：能控温1055摄氏度。2.4 狄法尔式磨耗机：由两个内径为200mm，深度为340mm，成30度倾斜的钢筒组成，固定在一个水平轴上，以30r/min33r/min的速度绕水平轴旋转。2.5 钢球12个，直径50mm1mm，质量为430g440g。2.6 其它：金属盘或其它盛器。3 试验步骤3.1 按表1选取两份试样，每份试样各约4kg，