粗细集料作业指导书.docx
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粗细集料作业指导书
粗细集料
1.检测依据
JTGE42-2005《公路工程集料试验规程》
2取样方法和试样份数
2.1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。
2.2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。
2.3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。
3取样数量
对每一单项试验，每组试样的取样数量宜不少于表1所规定的最少取样量。
需作几项试验时，如确能保证试样经一项试验后不致影响另一项试验的结果时，可用同一组试样进行几项不同的试验。
4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试验所必需的量。
有条件时，也可用分料器对试样进行缩分。
一试验项目所需碎石或砾石的最小取样数量（kg）
表4.1
公称最大粒径（mm）/试验项目
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试验，应按规定粒级要求取样，其试验所需试样数量，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。
5粗集料筛分试验
5.1目的与适用范围
测定粗集料（碎石、砾石、矿渣等）的颗粒级配。
5.2仪具与材料
5.2.1试验筛：
根据需要选用规定的标准筛。
5.2.2天平或台秤：
感量不大于试样质量的0.1%。
5.2.3其它：
盘子、铲子、毛刷等。
5.3试验准备
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5.1
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
5.4试验步骤
5.4.1用水洗法测定集料中小于0.075mm的细粉部分质量。
5.4.1.1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试验所要求的称量精密度（下同），通常不少于6h。
5.4.1.2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。
5.4.1.3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。
5.4.1.4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。
5.4.1.5重复5.4.1.2~5.4.1.4步骤，直至倒出的水洁净为止。
5.4.1.6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%。
5.4.2用干筛法测定粗集料各个粒级质量百分率。
5.4.2.1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%。
5.4.2.2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%。
5.4.2.3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。
5.4.2.4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%。
5.5计算
5.5.1集料中通过0.075mm的含量按式（5-1）计算，准确至0.1%。
P0.075=（m1-m2）/m1*100（5-1）
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。
5.5.2分计筛余百分率
各号筛上的分计筛余百分率按式（5-2）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（5-2）
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。
5.5.3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%。
5.5.4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%。
5.5.5根据需要，绘制集料筛分曲线。
6含土粗集料筛分试验
6.1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。
6.2仪具与材料
6.2.1试验筛：
根据需要选用规定的标准筛。
6.2.2天平或台秤：
感量不大于试样质量的0.1%。
6.2.3烘箱：
能保持温度105±5摄氏度。
6.2.4容器：
能在此容器内剧烈搅动试样而不会使试样或水损失。
6.2.5其它：
盘子、铲子、毛刷等。
6.3试验准备
将来料用分料器或四分法缩分至表6.1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6.1
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
6.4试验步骤
6.4.1将试样放在浅盘内，并一起放到温度保持在105±5摄氏度的烘箱内烘干24h±1h。
6.4.2从烘箱中取出试样，冷却后称重，准确至样品质量的0.1%，用m1表示（g）。
6.4.3将试样放到容器内，向容器内注水，淹没试样。
6.4.4剧烈搅动容器内的试样和水，使粘在粗颗粒上的小于0.075mm的颗粒完全分离下来，并悬浮在水中。
6.4.5在需要试验细土的液限和塑性指数时，将容器内的悬浮液倒在0.5mm筛孔的筛上，筛下放一接收悬浮液的容器。
6.4.6将筛上剩余料回收到清洗容器内。
6.4.7重复上述步骤至清洗容器内的水清洁。
6.4.8将洗净的集料放在浅盘内，并一起放于温度为105±5摄氏度的烘箱内烘干8h~12h。
6.4.9从烘箱中取出试样，冷却后称其质量，准确至原样品质量的0.1%，用m2表示（g）。
按T0302的方法对试样进行筛分（干筛）。
6.4.10将容器内的悬浮液澄清，使细土沉淀。
在沉淀过程中分数次将上层的清水细心倒出，注意勿倒出沉淀物。
6.4.11待容器底部的细土风干后，取出粉碎并拌匀，从中取出一部分做液限和塑性试验。
6.4.12取部分风干细土放在105±5摄氏度的烘箱内烘干24h±1h，冷却后，称量100g，用m3表示（g）。
6.4.13将烘干细土放到一容器内，向容器内注水，并剧烈搅动容器内的水和土，使小于0.075mm的颗粒与0.075mm~0.5mm的颗粒分离。
6.4.14将悬浮液倾倒在0.075mm筛孔的筛上，继续清洗筛上的剩余料，直到筛下的洗液清洁为止。
6.4.15将筛反扣过来用水仔细冲洗入浅盘中，放在105±5摄氏度的烘箱内烘干8h~12h，冷却并称质量，用m4表示（g）。
6.4.16在不需要试验细土的液限和塑性指数时，可直接将悬浮液倾倒在0.075mm筛孔的筛上，反复清洗容器内的集料，直至容器内的水洁净。
6.4.17按6.4.15的方法将筛上的清洁料收回，与容器内的清洁料一起烘干，冷却，并称其质量，用m5表示（g）。
6.4.18按T0302的方法将烘干的集料进行筛分。
6.5计算
6.5.1按式（6-1）计算小于0.5mm的颗粒含量。
C=（m1-m2）/m1*100（6-1）
式中：
C--小于0.5mm的颗粒含量，%；
m1--烘干试样的质量，g;
m2--0.5mm筛孔筛上集料的烘干质量，g；
6.5.2按（6-2）计算细土中小于0.075mm的颗粒的含量。
F′=（m3-m4）/m3*100（6-2）
式中：
F′--细土中小于0.075mm的颗粒含量，%；
m3--细土的烘干质量，g；
m4--0.075~0.5mm颗粒的烘干质量，g。
6.5.3按式（6-3）计算整个集料中小于0.075mm的颗粒含量。
F=C*F′（6-3）
式中：
F--整个集料中小于0.075mm的颗粒含量，%。
6.5.4按式（6-4）计算集料中小于0.075mm的颗粒含量。
G=（m1-m5）/m1*100（6-4）
式中：
G--集料中小于0.075mm的颗粒含量，%；
m5--0.075mm筛上全部集料的烘干质量，g。
7粗集料密度及吸水率试验（网篮法）
7.1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。
7.2仪具与材料
7.2.1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%.
7.2.2吊篮：
耐锈蚀材料制成，直径和高度为150mm左右，四周及底部用1mm~2mm的筛网编制成具有密集的孔眼。
7.2.3溢流水槽：
在称量水中质量时能保持水面高度一定。
7.2.4烘箱：
允控温在105±5摄氏度。
7.2.5温度计。
7.2.6标准筛。
7.2.7盛水容器（如搪瓷盘）。
7.2.8其它：
刷子、毛巾等。
7.3试验准备
7.3.1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。
7.3.2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。
7.3.3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
表7.1
公称最大粒径（mm）
圆孔筛
10
16
20
25
31.5
40
63
80
方孔筛
9.5
16
19
26.5
31.5
37.5
63
75
每一份试样的最小质量（kg）
1
1
1
1.5
1.5
2
3
3
7.4试验步骤
7.4.1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。
7.4.2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。
7.4.3调节水温在15~25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）。
7.4.4提起吊篮，稍稍滴水后，将试样倒入浅搪瓷盘中，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。
7.4.5立即在保持表干状态下，称取集料的表干质量（m1）。
7.4.6将集料置于浅盘中，放入105±5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3h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4h~6h。
7.4.7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。
7.5计算
7.5.1表观相对密度γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按式（7-1）、（7-2）、（7-3）计算至小数点后3位。
γa=ma/（ma-mw）（7-1）
γs=mf/（mf-mw）（7-2）
γb=ma/（mf-mw）（7-3）
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。
7.5.2集料的吸水率以烘干试样为基准，按式（7-4）计算，准确至0.01%。
ωx=（mf-ma）/ma*100（7-4）
式中：
ωx--粗集料的吸水率（%）。
7.5.3粗集料的表观密度（视密度）ρ、表干密度ρa、毛体积密度ρb按式（7-5）、（7-6）、（7-7）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ρr及水的湿度修正系数αT如表2所列，此表适用于在15~25摄氏度测定的情况。
ρa=γa*ρT或ρa=（γa-αT）*ρw（7-5）
ρs=γs*ρT或ρs=（γs-αT）*ρw（7-6）
ρb=γb*ρT或ρb=（γb-αT）*ρw（7-7）
式中：
ρa--粗集料的表观密度，g/cm3；
ρs--粗集料的表干密度，g/cm3；
ρb--粗集料的毛体积密度，g/cm3；
ρT--试验温度T时水的密度，按表2取用，g/cm3；
αT--试验温度T时的水温修正系数；
ρw--水在4摄氏度时的密度（1.000g/cm3）。
不同水温时水的密度ρr及水温修正系数αr
表7.2
水温（摄氏度）
15
16
17
18
19
20
水的密度ρT（g/cm3）
0.99913
0.99897
0.99880
0.99862
0.99843
0.99822
水温修正系数αT
0.002
0.003
0.003
0.004
0.004
0.005
水温（摄氏度）
21
22
23
24
25
水的密度ρT（g/cm3）
0.99802
0.99779
0.99756
0.99733
0.99702
水温修正系数αT
0.005
0.006
0.006
0.007
0.007
7.6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%。
8粗集料含水率试验
8.1目的与适用范围
测定碎石或砾石的含水率。
8.2仪具与材料
8.2.1烘箱：
能使温度控制在105±5摄氏度。
8.2.2天平：
称量5kg，感量不大于5g。
8.2.3容器：
如浅盘等。
8.3试验步骤
8.3.1根据最大粒径，按T0301的方法取代表性试样，分成两份备用。
8.3.2将试样置于干净的容器中，称量试样和容器的总质量（m1），并在105±5摄氏度的烘箱中烘干至恒重。
8.3.3取出试样，冷却后称取试样与容器的总质量（m2）。
8.4计算
含水率按式（8-1）计算，准确至0.1%。
ω=（m1-m2）/（m2-m3）*100（8-1）
式中：
ω--粗集料的含水率，%；
m1--烘干前试样与容器总质量，g；
m2--烘干后试样与容器总质量，g；
m3--容器质量，g。
以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值。
9粗集料含水率快速试验（酒精燃烧法）
9.1目的与适用范围
快速测定碎石或砾石的含水率。
9.2仪具与材料
9.2.1天平：
称量1000g，感量不大于1.0g。
9.2.2容器：
铁或铝制浅盘。
9.2.3大于50mL的量筒或量杯。
9.2.4酒精：
普通工业酒精。
9.3试验步骤
9.3.1取洁净容器，称其质量（m0）。
9.3.2向干净的窗口中加入约500g试样，称取试样与容器合质量（m1）。
9.3.3向容器中的试样加入酒精约50mL，拌和均匀点火燃烧，并不断翻拌试样，待火焰熄灭后，过1min再加入酒精约50mL，仍按上述步骤进行。
9.3.4待第二次火焰熄灭后，称取干试样与容器总质量（m2）.
注:
试样经两次燃烧，表面应呈干燥色，否则须再加酒精燃烧一次。
9.4计算
粗集料含水率按式（9-1）计算，准确至0.1%。
ω=（m1-m2）/（m2-m0）*100（9-1）
式中：
ω--粗集料含水率，%；
m0--容器质量，g;
m1--未烧干的试样与容器总质量，g；
m2--烘干后的试样与容器总质量，g；
以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值。
10粗集料吸水率及表面含水率试验
10.1目的与适用范围
测定碎石或砾石的吸水率，即测定以烘干质量为基准的饱和面干状态含水率。
10.2仪具与材料
10.2.1烘箱：
能使温度控制在105±5摄氏度。
10.2.2天平：
称量5kh，感量不大于5g。
10.2.3标准筛：
孔径为5mm（圆孔筛）或4.75m（方孔筛）。
10.2.4其它：
容器、浅盘、金属丝刷和毛巾等。
10.3试验准备
取来样筛去5mm（或4.75mm）以下的颗粒，然后按T0301的方法制备试样，分成两份，用金属丝刷子刷净后备用。
10.4试验步骤
10.4.1取试样1份置于盛水的容器中，使水面高出试样表面5mm左右，24h后从水中取出试样，并用拧干的湿毛巾将颗粒表面的水分轻轻拭干，即成饱和面干试样。
立即将试样放在浅盘中称量（m2）；在整个试验过程中，水温须保持在20±5摄氏度。
10.4.2将饱和面干试样连同浅盘置于105±5摄氏度的烘箱中烘干至恒重，然后取出，放入带盖的容器中冷却1h以上，称取烘干试样与浅盘的总质量（m1）。
10.5计算
10.5.1吸水率按式（10-1）计算，准确至0.01%。
ωx=（m2-m1）/（m1-m3）*100（10-1）
式中：
ωx--集料的吸水率，%；
m1--烘干试样与浅盘总质量，g；
m2--烘干前饱和面干试样与浅盘总质量，g；
m3--浅盘的质量，g。
以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值。
10.5.2表面含水率ωs按式（10-2）计算，准确至0.1%。
ωs=ω-ωx（10-2）
式中：
ωs--试样的表面含水率，%；
ω--试样含水率，%；
ωx--试样吸水率，%。
11粗集料密度及吸水率试验（容量瓶法）
11.1目的与适用范围
11.1.1本方法适用于测定碎石、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。
11.1.2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。
11.2仪具与材料
11.2.1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%.
11.2.2容量瓶：
1000mL，也可用磨口的广口玻璃瓶代替，并带玻璃片。
11.2.3烘箱：
能控温在105±5摄氏度。
11.2.4标准筛。
11.2.5其它：
刷子、毛巾等。
11.3试验准备
11.3.1将取来的试样用5mm（圆孔筛）或4.75mm（方孔筛）标准筛过筛，用四分法缩分至表1要求的质量，分两份备用。
测定密度所需要的试样最小质量
表11.1
公称最大粒径（mm）
圆孔筛
10
16
20
25
31.5
40
63
80
方孔筛
9.5
16
19
26.5
31.5
37.5
63
75
每一份试样的最小质量（kg）
1
1
1
1.5
1.5
2
3
3
11.3.2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。
11.4试验步骤
11.4.1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，使附着在石灰土的气泡逸出。
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