一种粗集料堆积密度及间隙率的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种粗集料堆积密度及间隙率的测定方 法，可应用于测定粗集料的堆积密度（包括自然堆积密度、振实密度与捣实密度），粗集料 振实状态下间隙率以及粗集料骨架捣实状态下的间隙率。
【背景技术】
[0002] 堆积密度是指材料按照一定方式填充于某一容器中，在填充完成后所测得的单位 体积的质量，按照不同的填充方式可分为自然堆积密度、振实密度、捣实密度。材料的堆积 体积包含材料内部孔隙和颗粒之间的空隙。测定堆积密度对于计算不同堆积状态下的间隙 率是必不可少的一个环节。
[0003] 粗集料是水泥混凝土的主要组成部分，约占混凝土体积的50%以上，其力学性质、 物理化学性质和用量对混凝土的性能有显著影响。粗集料的骨架嵌挤锁结作用，可以提高 水泥混凝土的性能。而水泥混凝土粗集料振实状态下的间隙率的确定和稳定性，对于方便 地计算嵌锁密实结构的粗集料合理组成比例具有重要意义。
[0004] 沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA)是以间断级配的集料为骨架，用改性沥青、纤维稳 定剂、矿粉组成的沥青玛蹄脂为结合料的沥青混合料。它是由足够的沥青结合料和具有 相当劲度的沥青玛蹄脂胶浆填充在粗集料形成的石一石嵌挤结构的空隙中形成的。在进 行SMA混合料配合比设计时，最重要的一点就是判断粗集料是否形成嵌挤结构。判断的依 据在于比较捣实状态下粗集料骨架间隙率VCAt。和马歇尔标准试件中粗集料骨架间隙率 VCAmix的大小。数据测定的准确性将直接影响到嵌挤结构是否形成的判断。
[0005]《公路工程集料试验规程JTGE42-2005》T0309-2005粗集料堆积密度及空隙率试 验中所提供的测定方法会产生较大的误差。规范中的测定方法对于容量筒是否填满，所提 供的标准为："装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，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。"实际操作发现该标准难以鉴别，不易统一。
【发明内容】
[0006] 本发明目的是提供一种粗集料堆积密度及间隙率的测定方法，在于提高粗集料堆 积密度及间隙率测定的准确性，减小平行试验数据的变异性。
[0007] 本发明采用以下技术方案：
[0008] 一种粗集料堆积密度及间隙率的测定方法，包括如下步骤：
[0009] 步骤1 :按照《公路工程集料试验规程JTGE42-2005》中T0301-2005粗集料取样 法取样，烘干或平铺风干，均匀分成两份以上，供平行试验使用；
[0010] 步骤2 :根据粗集料最大公称粒径选取容量筒，称取容量筒的质量m1;
[0011] 步骤3 :按照所需测定的粗集料不同状态，将试样装满容量筒并使粗集料表面整 体高于容量筒口，称取试样和容量筒的总质量m2;
[0012] 步骤4:向容量筒内缓缓注水，直至液面与容量筒口大致平齐，静置一段时间使粗 集料开口孔隙充分吸水；
[0013] 步骤5 :再次向容量筒内注水，使液面与容量筒口恰好平齐，称取容量筒、试样和 水的总质量m3;
[0014] 步骤6 :将粗集料倒掉，用水装满容量筒，使液面与容量筒口恰好平齐，称取容量 筒与水的总质量mw;
[0015] 步骤7 :根据以上步骤的试验数据，计算粗集料的堆积密度和间隙率：
[0016] 粗集料所吸水的质量
【主权项】
1. 一种粗集料堆积密度及间隙率的测定方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1 :按照《公路工程集料试验规程JTG E42-2005》中T0301-2005粗集料取样法取 样，烘干或平铺风干，均匀分成两份以上，供平行试验使用； 步骤2 :根据粗集料最大公称粒径选取容量筒，称取容量筒的质量m1; 步骤3 :按照所需测定的粗集料不同状态，将试样装满容量筒并使粗集料表面整体高 于容量筒口，称取试样和容量筒的总质量m2; 步骤4:向容量筒内缓缓注水，直至液面与容量筒口大致平齐，静置一段时间使粗集料 开口孔隙充分吸水； 步骤5 :再次向容量筒内注水，使液面与容量筒口恰好平齐，称取容量筒、试样和水的 总质早.1?; 步骤6 :将粗集料倒掉，用水装满容量筒，使液面与容量筒口恰好平齐，称取容量筒与 水的总质量mw; 步骤7 :根据以上步骤的试验数据，计算粗集料的堆积密度和间隙率： 粗集料所吸水的质i
水泥混凝土用粗集料振实状态下的间隙率
沥青混合料用粗集料骨架捣实状态下的间隙率
自然堆积状态下粗集料的堆积密度
振实法测定的水泥混凝土用粗集料的堆积密违
捣实法测定的沥青混合料用粗集料的堆积密度
其中，PaS粗集料的表观密度，p b为粗集料的毛体积密度。
2. 根据权利要求1所述的粗集料堆积密度及间隙率的测定方法，其特征在于，步骤1所 述烘干是在105°c ±5°C的烘箱中烘干。
3. 根据权利要求1所述的粗集料堆积密度及间隙率的测定方法，其特征在于，步骤4所 述静置的时间为24h±lh。
【专利摘要】本发明公开了一种粗集料堆积密度及间隙率的测定方法，首先取样和容量筒，测定容量筒的质量，将粗集料装入容量筒内，按照所需测定粗集料的不同状态进行操作，称取容量筒和粗集料的总质量，之后，通过向容量筒注水，称取容量筒、粗集料和水的总质量。最后，根据所测得的数据和推导的公式计算粗集料的堆积密度和间隙率。本发明方法能够提高粗集料堆积密度和间隙率测定的准确性和稳定性，对于获得准确的水泥混凝土振实状态下的粗集料间隙率和沥青混合料捣实状态下的粗集料骨架间隙率具有重要意义，进而对判别沥青玛蹄脂碎石混合料骨架嵌挤结构是否形成提供了重要帮助。
【IPC分类】G01N5-00, G01N9-02
【公开号】CN104535458
【申请号】CN201510011999
【发明人】马涛, 陈呈, 陈 田, 张垚, 赵晨
【申请人】东南大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月9日