公路工程集料试验规程.docx
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公路工程集料试验规程
第1章前言
原《公路工程集料实验规程》（JTJ058-94）（以下称原规程），由交通部公路科学研究所和交通部第二公路勘察设计院编制。
当时编制的内容大部分引自原《水泥混凝土实验规程》、《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》、《公路路面基层实验规程》中相差的实验方法。
原规程于1994年7月5日发布，12月1日起在全国实施以来，在我国得到了广泛的应用。
对加强公路工程集料的生产与管理、质量检验起到了重要的作用。
但是，由于长期形成的习惯和各方面的原因，国内外对用于水泥混凝土与沥青路面的集料，无论在规格、质量要求还是实验方法方面，都是各成系统、有所不同的：
原规程实施几年来，高速公路沥青路面的建设有了较大的发展，其中的一些实验方法，对水泥混凝土集料是适用的，但对沥青路面及基层、底基层集料就不适用，有些在工程中发生了混乱。
另外，矿粉作为沥青混合料的一种主要材料，虽然并不属于集料的定义范围内，却没有比本规程更合适的实验规程可以包括进去。
因此，交通部[1997]731号文下达任务，由交通部公路科学研究所对原规程进行修订，主要是将水泥混凝土和沥青路面不同的部分严格区分开，分别制定出标准的实验方法。
同时把沥青混合料所用的矿粉填料的实验方法也纳入本规程，以便生产上应用。
根据交通部公路司的计划要求，修订组充分参考了“七五”及“八五”国家科技攻关及其他科研、推广工程陆续取得的许多有实用价值的成果，与相关的设计、施工规范协调配套。
1997年开始征求有关部门使用意见，搜集国内外实验方法资料，结合施工生产实践及有关科研成果进行了修订并在西宁、长沙召开两次征求意见会。
交通部公路司于1998年6月组织了对送审稿的审查，经修订组进一步修改后，形成报批稿，公路司设计与技术处会同修订组及人民交通出版社有关人员总校后定稿。
这次修订的重点针对使用于沥青混合料和基层、底基层的集料的实验方法，严格区分了水泥混凝土与沥青混合料对集料的不同测试方法和要求。
本着尽可能与国际标准统一，与我国习惯一到的原则，共修订实验方法20项、增补实验方法9项，并增加2个附录。
修订的主要内容有：
1、对集料筛分用的标准筛严格按方孔筛和圆孔筛进行区分，并在各个实验方法中统一。
沥青路面和基层、底基层集料使用方孔筛，水泥混凝土使用圆孔筛，在每一个实验方法中都区分清楚。
并将集料标准筛（方孔筛、圆孔筛）的标准补充作为附录，便于统一标准筛规格，进行质量检验。
在水泥混凝土集料圆孔筛系列中，我国习惯于整数尺寸的筛孔，为便于工程单位使用起见，规定当缺乏63mm、31.5mm、16mm圆孔筛时，容许以60mm、30mm、15mm圆孔筛代替。
2、关于粗集料的密度、吸水率的实验方法，重新进行了定义，明确了密度与相对密度的区别与关系。
3、增补了粗集料松方容重的捣实法测定方法，以满足SMA路面的配合比设计需要。
4、对粗集料针片状颗粒含量测定方法，明确水泥混凝土用集料用规准仪法，沥青路面用集料用卡尺法。
5、修订了粗集料石料压碎值实验方法，T0315适用于水泥混凝土集料，T0316适用于沥青路面集料，对T0316原规程采用12mm~16mm的集料，加压后用3mm筛过筛，修改为13.2mm~16mm集料，压碎后用2.36mm筛过筛。
6、修订了沥青路面用洛杉矶磨耗值实验方法，与国外标准相一致，按照不同的集料规格分别选用7种条件，实验后用1.7mm筛过筛，计算磨耗损失。
7、增补了测定破碎砾石破碎面比例的实验方法。
8、修订了细集料筛分后细度模数的计算方法。
9、增补了细集料的棱角性和粗糙度的实验方法。
10、增补了矿粉填料的各种实验方法，包括矿粉的筛分实验（水洗法），矿粉的相对密度实验，矿粉亲水系数实验，矿粉塑性指数实验，矿粉的加热安定性实验等。
这些实验方法尽管一直在使用中，但由于它的“归属”问题，没有列入任何一本实验规程中，这次将矿粉实验方法全部补充收入本规程（在美国ASTM标准中矿粉也归入集料类）。
其中矿粉的筛分实验统一采用水洗法。
11、原规程关于集料的技术要求均摘自相差的设计、施工规范，由于各规范在执行过程中时有修订，与本规程的修订不可能同时进行，所以相关规范的修订将引起不同规范之间的不统一。
为避免与相差规范矛盾，在本实验规程中将技术要求均予删除。
本规程由交通部公路科学研究所负责解释。
希望各单位在使用中注意总结经验，在执行中有何意见和建议，请及时函告交通部公路科学研究所，地址：
北京市海淀区西土城路8号，邮政编码：
100088，电话：
（010）62079583。
原规程主编单位：
交通部公路科学研究所
交通部第二公路勘察设计院
原规程主要起草人：
姚思国周俊卿蔡正咏刘清泉李苏评夏玲玲
本规程修订单位：
交通部公路科学研究所
本次修订主要起草人：
沈金安李福普
第2章总则
1为适应我国公路建设的需要，保证公路工程对集料质量的要求，为加强集料质量管理提供依据，特制定本规程。
2本规程规定了新建和改建各级公路工程中水泥混凝土、沥青混合料和路面基层所用集料的实验方法。
3各种集料的技术要求应符合现行有关技术规范的规定。
4用于本规程实验的仪器应经国家有关检测机构认定合格并符合本规程要求。
采用不符合上述要求的仪器所做实验无效。
5实验人员应经过培训并取得上岗资格，实验中应遵守安全操作、防火、防毒及环境保护的规定。
6送试集料样品应标明产地、规格、数量、送试单位、实验工程、送试日期等，并采用能防止污染和不易损坏的包装。
7有关集料实验检测的内容符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
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第3章术语、符号
2.1术语
2.1.1集料（骨料）aggregate
在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、石屑、砂等。
2.1.2粗集料coarseaggregate
在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36mm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5mm的碎石、砾石和破碎砾石。
2.1.3细集料fineaggregate
在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂，人工砂及石屑；在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于5mm的天然砂，人工砂。
2.1.4矿粉mineralfiller
加入沥青混合料中起到填料作用的符合规格要求的矿物质粉末。
填料可为磨细石粉、消石灰粉、水泥、粉煤灰等。
2.1.5堆积密度accumulateddensity
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。
2.1.6表观密度（视密度）apparentdensity
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。
2.1.7表观相对密度（视比重）apparentspecificgravity
表观密度与同温度水的密度之比值。
2.1.8表干密度（饱和面干毛体积密度）saturatedsurface-drydensity
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。
2.1.9表干相对密度（饱和面干毛体积相对密度）saturatedsurface-drybulkspecificgravity
表干密度与同温度水的密度之比值。
2.1.10毛体积密度bulkdensity
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。
2.1.11毛体积相对密度bulkspecificgravity
毛体积密度与同温度水的密度之比值。
2.1.12细度模数finenessmodulus
表征砂子粒径的粗细程度，以砂在规定各筛孔的累计筛余百分率之和除以100求得。
2.1.13石料磨光值polishedstonevalue
按规定实验方法测得的石料抵抗轮胎磨光作用的能力，即石料被磨光后用摆式仪测得的摩擦系数。
2.1.14石料冲击值lashedstonevalue
按规定方法测得的石料抵抗冲击荷载的能力，冲击实验后，小于规定粒径的石料的质量百分率。
2.1.15石料磨耗值wearedstonevalue
按规定方法测得的石料抵抗磨耗作用的能力，其测定方法分别有道瑞法、洛杉矶法和狄法尔法。
2.1.16石料压碎值crushedstonevalue
按规定方法测得的石料抵抗压碎的能力，以压碎实验后小于规定粒径的石料质量百分率表示。
2.1.17集料空隙率（间隙率）percentageofvoidsinaggregate
集料的颗粒之间空隙体积占集料总体积的百分比。
2.1.18孔隙比voidratio
集料孔隙（含开口孔隙、粒间空隙）体积与颗粒所占体积（含颗粒固体、闭口孔隙）的比值，用小数表示。
2.1.19碱集料反应alkali-aggregatereaction
水泥混凝土中因水泥和外加剂中超量的碱与某些活性集料发生不良反应而损坏水泥混凝土的现象。
2.1.20砂率sandpercentage
水泥混凝土混合料中砂的质量与砂、石总质量之比，以百分率表示。
2.1.21针片状颗粒flatandelongatedparticlesincoarseaggregate
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。
2.1.22标准筛standardtestsieves
对颗粒性材料进行筛分实验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。
沥青路面及各类基层集料的粒径均以方孔标准筛为准，标准筛筛孔尺寸依次为75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm。
水泥混凝土集料的粒径大于和等于2.5mm的，以圆孔标准筛为准；小于2.5mm的，以方孔筛为准。
标准筛筛孔尺寸依次为100mm、80mm、63mm、50mm、40mm、31.5mm、25mm、20mm、16mm、10mm、5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm、0.075mm。
但当缺乏63mm、30mm、15mm圆孔筛代替；缺乏0.63mm、0.315mm、016mm方孔筛时，容许以0.6mm、0.3mm、0.15mm方孔筛代替。
种类标准筛的尺寸及技术要求应符合本规程附录A及附录B的要求。
2.1.23集料最大粒径maximumsizeofaggregate
指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。
2.1.24集料的公称最大粒径nominalmaximumsizeofaggregate
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。
条文说明
在国外的规范中，对集料最大粒径有两个定义：
集料最大粒径（Maximumsize）是指100%通过的最小的标准筛孔径，而集料的公称最大粒径（Nominalmaximumsize）是指保留在最大尺寸的标准筛上的颗粒含量不超过10%的标准筛尺寸。
例如，某种集料，100%通过25mm筛，在19mm筛上的筛余小于10%，则此集料的最大粒径为25mm，而公称最大粒径为19mm。
在ASTMD448-86《公路和桥梁构造物的集料规格》、ASTMD692-94a《沥青路面粗集料》、ASTM1073-94《沥青路面细集料》以及ASTMD3515《热拌热铺沥青混合料》等标准规范中，实际上使用的级配名称都是采用的公称最大粒径。
例如常用的6号粗集料是指3/4in~3/8in，要求通过1in的为100%，而通过3/8in的百分率为90%~100%。
同样对通常称最大粒径为3/4in的D-4号沥青混合料，要求通过1in的为100%，通过3/8in的为90%~100%。
这些做法和名称叫法与我国的习惯是一致的。
不过我国往往将公称最大粒径直接简称为最大粒径，没有严格的区分，今后使用这些术语时应注意区分。
2.2符号
符号及意义见表1。
符号及意义表1
符号
意义
Mx
砂的细度模数
γb
集料的毛体积相对密度
ρb
集料的毛体积密度
ρa
集料表现密度
γa
集料的表现相对密度（视比重）
ρs
集料的表干密度
γs
集料的表干相对密度
ρ
集料的松方密度
ω
集料的含水率
ωx
集料的吸水率
ωs
集料的表面含水率
at
水温对水相对密度影响的修正系数
n
集料的空隙率
Qe
粗集料的针片状颗粒含量
Qn
集料的含泥量
QK
集料的泥块含量
Qa
水泥混凝土用粗集料压碎指标值
Q′a
沥青路面用粗集料压碎值
PSV
粗集料的磨光值，polishedstonevalue之略语
WSV
粗集料的磨耗值，wearedstonevalue之略语
AAV
粗集料磨耗值（道瑞法），aggregateabrasionvalue之略语
LSV
粗集料冲击值，lashedstonevalue之略语
SE
砂当量，sandequivalentvalue之略语
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第4章粗集料实验
T0301-2000粗集料取样法
1取样方法和试样份数
1.1在同批来料堆上取样时，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，务使能组成一组试样，务使能代表本批来料情况和品质。
1.2从皮带运输机上取样时，应在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取有代表性的试样，并由若干份试样组成一组试样，作为本批来料的代表样。
1.3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。
注：
①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，则应对品质有怀疑的该批集料，分别取样和验收。
2取样数量
对每一单项实验，每组试样的取样数量宜不少于表1所规定的最少取样量。
需作几项实验时，如确能保证试样经一项实验后不致影响另一项实验的结果时，可用同一组试样进行几项不同的实验。
3试样的缩分
将所取试样置于平板上，在自然状态下拌混均匀，大致摊平，然后沿互相垂直的两个方向，把试样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实验所必需的量。
有条件时，也可用分料器对试样进行缩分。
一实验工程所需碎石或砾石的最小取样数量（kg）表1
公称最大粒径（mm）/实验工程
圆孔筛
10
16
20
25
31.5
40
63
80
方孔筛
9.5及13.2
16
19
26.5
31.5
37.5及53
63
75
筛分
10
15
20
20
30
40
60
80
表观密度
8
8
8
8
12
16
24
24
含水率
2
2
2
2
3
3
4
6
吸水率
2
2
4
4
4
6
6
8
堆积密度
40
40
40
40
80
80
120
120
含泥量
8
8
24
24
40
40
80
80
泥块含量
8
8
24
24
40
40
80
80
针片状含量
1.2
4
8
8
20
40
--
--
硫化物、硫酸盐
1.0
注：
①有机物含量、坚固性及压碎指标值实验，应按规定粒级要求取样，其实验所需试样数量，按本规程有关规定施行；
②采用广口瓶法测定表观密度时，集料最大粒径不大于40mm者，其最少取样数量为8kg。
4试样的包装
每组试样应采用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、要求检验工程及取样方法等。
T0302-2000粗集料筛分实验
1目的与适用范围
测定粗集料（碎石、砾石、矿渣等）的颗粒级配。
2仪具与材料
2.1实验筛：
根据需要选用规定的标准筛。
2.2天平或台秤：
感量不大于试样质量的0.1%。
2.3其它：
盘子、铲子、毛刷等。
3实验准备
将来料用分料器或四分法筛分至表1要求的试样所需量，风干后备用。
每种试样准备两份，分别供水洗和干筛法筛分使用。
对水泥混凝土用集料，如果没有要求，也可不进行水洗，只进行筛筛分。
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。
筛分用的试样质量表1
公称最大粒径（mm）
方孔筛
75
63
37.5
31.5
26.5
19
16
9.5
4.75
圆孔筛
80
63
40
31.5
25
20
16
10
5
试样质量不少于（kg）
10
8
5
4
2.5
2
1
1
0.5
4实验步骤
4.1用水洗法测定集料中小于0.075mm的细粉部分质量。
4.1.1取一份试样，将试样置105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量（m1），准确至0.1%。
注：
恒重系指相邻两次称量间隔时间大于3h的情况下，前后两次称量之差小于该项实验所要求的称量精密度（下同），通常不少于6h。
4.1.2将试样置一洁净容器中，加入足够数量的洁净水，将集料全部盖没。
4.1.3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，但不得破碎集料或集料从水中溅出。
4.1.4根据集料粒径大小选择组成一组套筛，其底部为0.075mm标准筛，上部为2.36mm或4.75mm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，尺量不致将粗集料倒出，损坏标准筛筛面。
注：
不可直接倒至0.075mm筛上，以免集料掉出损坏筛面。
4.1.5重复4.1.2~4.1.4步骤，直至倒出的水洁净为止。
4.1.6将套筛的每个筛子上的集料及容器中的集料全部间收在一个搪瓷盘中，容器上不得有沾附的集料颗粒，将搪瓷筋连同集料一起置105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量（m2），准确至0.1%。
4.2用干筛法测定粗集料各个粒级质量百分率。
4.2.1取另一份试样置105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量（m0），准确至0.1%。
4.2.2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1%为止。
采用摇筛机筛分后，应该逐个由人工补筛。
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。
以确认1min内通过筛孔的质量确实小于筛残余量的1%。
4.2.3如果某个筛上的集料过多，影响筛分作业时，可以分两次筛分，当筛余颗粒的粒径大于20mm时，筛分过程中允许用手指轻轻拔动颗粒，但不得逐颗粒颗塞过筛孔。
4.2.4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总质量m0相比，其相差不得超过0.5%。
5计算
5.1集料中通过0.075mm的含量按式
（1）计算，准确至0.1%。
P0.075=（m1-m2）/m1*100
式中：
P0.075--集料中小于0.075mm的含量（通过率），%；
m1--用于水洗的干燥集料总质量，g；
m2--集料水洗后的干燥质量，g。
5.2分计筛余百分率
各号筛上的分计筛余百分率按式
（2）计算，但0.075mm筛不计算分计筛余，准确至0.1%。
Pi=mi/m0*（100-P0.075）/100
式中：
Pi--各号筛上的分计筛余百分率，%；
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0.15mm、0.3mm、0.6mm.....至集料最大粒径。
5.3累计筛余百分率
各号筛的累计筛余百分率为该号筛及大于该号筛的各号筛的分计筛余百分率之和，但0.075mm筛不计算累计筛余，准确至0.1%。
5.4各号筛的质量通过百分率
各号筛的质量通过百分率等于100减去该号筛累计筛余百分率，但0.075mm筛的质量通过百分率即为P0.075，准确至0.1%。
5.5根据需要，绘制集料筛分曲线。
条文说明
在国外的集料筛分实验中，用于沥青路面的粗集料、细集料，一般都有水洗法和干筛法两个实验方法，用一份集料进行干筛，确定各个粒级的含量或通过百分率，但由于沾附在集料上的小于0.075mm的部分实际上是筛不下去的，无法由于筛准确测定，所以还必须另外用一份集料用水洗法确定集料中小于0.075mm部分的含量对其进行校正，如ASTMC117、AASHTOT11、日本JISA1103、KOTANA1103等。
然而在我国历来不管水泥混凝土集料或沥青路面集料，都直接采用干筛方法，0.075mm筛通过量不经水洗确定，所以是不准确的。
它对水泥混凝土材料来说问题不大，但对沥青混合料来说，集料表面沾附的矿粉筛不下来，配合比设计时不算进去，对配合比结果有一定的影响。
它直接影响添加矿粉的数量，所以仅仅对矿粉用水洗法还不够，对其它粗集料、细集料也必须由水洗法测定小于0.075mm的含量，另外，在施工现场用溶剂抽提法测定油石比及矿料级配时，颗粒上的粉料都经过溶剂冲洗，计入矿粉中，如果材料筛分是不计沾附的粉料含量时，两次筛分就不一致，必然造成误差。
所以本次修订时，沥青路面集料的筛分实验无论对粗集料、细集料的原材料筛分进行目标配合比设计，或者在沥青厂从拌和机二次筛分后热料仓取样筛分进行生产配合比设计时，都要求分别进行水洗法和干筛法，以准确确定0.075mm通过率，各单位务必照此执行。
T0303-2000含土粗集料筛分实验
1目的与适用范围
本方法用于测定含粘性土的粗集料的颗粒组成。
注：
如天然的砂砾土、碎石土以及中低级路面的材料，粘性土颗粒包覆在砾石（碎石）和砂颗粒上，对这类材料不适用于T0302的方法。
2仪具与材料
2.1实验筛：
根据需要选用规定的标准筛。
2.2天平或台秤：
感量不大于试样质量的0.1%。
2.3烘箱：
能保持温度105±5摄氏度。
2.4容器：
能在此容器内剧烈搅动试样而不会使试样或水损失。
2.5其它：
盘子、铲子、毛刷等。
3实验准备
将来料用分料器或四分法缩分至表1要求的试样所需量，烘干或风干后备用。
筛分用的试样质量表1
公称最大粒径（mm）
方孔筛
75
63
37.5
31.5
26.5
19
16
9.5
4.75
圆孔筛
80
63
40
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