公路工程粗集料检测实施细则secret.docx
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公路工程粗集料检测实施细则secret
公路工程粗集料检测实施细则
（Q/TQ04-J04-Z03-03-2003）
1概述
本细则适用于测定公路工程中粗集料的颗粒级配、含水率、密度及吸水率、松方密度及空隙率、含泥量及泥块含量、水泥混凝土用粗集料针片状颗粒含量、水泥混凝土用粗集料压碎值。
2引用标准
《公路工程集料试验规程》JTJ058-2000
3粗集料取样法
3.1取样方法和试样份数
3.1.1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，抽得大致相等的若干份组成一组试样，务使能代表本批来料情况和品质。
3.1.2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，并由若干份组成一组试样，作为本批来料的代表样。
3.1.3从火车、汽车、货船上取样时，应从各不同部位和深度处，抽取大致等量试样若干份，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的需要而定。
注1：
如经观察，认为各节车皮、汽车或贷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、一艘贷船的试样（即一组试样），作为该批集料的代表样品。
注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，分另取样和验收。
3.2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规定的最少取样量。
需做几项试验时，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，可用同一试样进行几项不同的试验。
3.3试样的缩分
将所取样品置于平板上，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，取其对角线的两份重新拌匀，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。
3.4试样的包装
每组试样应采用能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、要求检验项目及取样方法等。
表1公路工程粗集料单项试验取样数量
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
-
-
4粗集料筛分试验
4.1目的与适用范围
测定粗集料（碎石、砾石、矿渣等）的颗粒级配。
4.2仪器设备
4.2.1试验筛：
根据需要选用规定的标准筛；
4.2.1天平或台秤：
感量不大于试样质量的0.1%；
4.2.2盘子、铲子、毛刷等。
4.3试验准备
将来料用分料器或四分法缩分至表2要求的试样所需量，风干后备用。
每种试样准备两份，分别供水洗法和干筛法筛分使用。
对水泥混凝土用集料，如果没有要求，也可不进行水洗，只进行干筛筛分。
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。
表2筛分用的试样质量
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
4.4试验步骤
4.4.1用水洗法测定集料小于0.075mm的细粉部分质量。
4.4.1.1取一份试样，将试样置于105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料的总质量（m1），准确至0.1%。
4.4.1.2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。
4.4.1.3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，但不得破碎集料或有集料从水中溅出。
4.4.1.4根据集料粒径大小选择组成一级套筛，其底部为0.075mm的标准筛，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，尽量不致将粗集料倒出，损坏标准筛面。
4.4.1.5重复4.4.1.2～4.4.1.4步骤，直至倒出的水洁净为止。
4.4.1.6将套筛的每个筛子上的集料及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，容器上不得不沾附的集料颗粒，将搪瓷盘连同集料一起置于105℃±5℃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%。
4.4.2用干筛法测定粗集料各粒级质量百分率。
4.4.2.1取另一份试样置于105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料的总质量（m0），准确至0.1%。
4.4.2.2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，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。
以确认1min通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的1%。
4.4.2.3如果每个筛上的集料过多，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拨动颗粒，但不得逐颗塞过筛孔。
4.4.2.4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%。
4.5计算
4.5.1集料中通过0.075mm的含量按式
（1）计算，准确至0.1%。
（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。
4.5.2分计筛余百分率
各号筛上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%。
（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。
4.5.3累计筛余百分率
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筛不计算累计筛余，准确至0.1%。
4.5.4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%。
4.5.5根据需要，绘制集料筛分曲线。
5含土粗集料筛分试验
5.1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。
5.2仪器设备
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烘箱：
能保持温度105℃±5℃。
5.2.4容器：
能在此容器内剧烈搅动试样而不会使试样或水损失。
5.2.5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缩分至表3要求的试样所需量，烘干或风干后备用。
表3筛分用的试样质量
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将试样放大浅盘内，并一起放到温度保持在105℃±5℃烘箱内烘干24±1h。
5.4.2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）。
5.4.3将试样放取容器内，向容器内注水，淹没试样。
5.4.4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，并悬浮在水中。
5.4.5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。
5.4.6将筛上剩余料回收到清洗容器内。
5.4.7重复上述步骤至清洗容器内的水清洁。
5.4.8将洗净的集料放在浅盘内，并一起放于温度为105℃±5℃烘箱内烘干8h～12h。
5.4.9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），用粗集料筛分的方法对试样进行筛分（干筛）。
5.4.10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。
5.4.11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。
5.4.12取部分风干细土放在105℃±5℃烘箱内烘干24±1h，冷却后，称量100g，用m3表示（g）。
5.4.13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。
5.4.14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。
5.4.15将筛反扣过来用水仔细冲洗入浅盘中，放在105℃±5℃烘箱内烘干8h～12h，冷却并称其质量用m4表示（g）。
5.4.16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，反复清洗容器内蒙古自治区集料，直到容器内的水洁净。
5.4.17按5.4.15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）。
5.4.18按（4粗集料筛分试验方法）的方法将烘干的集料进行筛分。
5.5计算
5.5.1按式（3）计算小于0.5mm的颗粒含量。
（3）
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。
5.5.2按式（4）计算细土中小于0.075mm的颗粒的含量。
（4）
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——0.075mm～0.5mm颗粒的烘干质量，g。
5.5.3按式（5）计算整个集料中小于0.075mm的颗粒的含量。
（5）
式中：
F——整个集料中小于0.075mm的颗粒含量，%；
5.5.4按式（6）计算集料中小于0.075mm的颗粒含量。
（6）
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。
6粗集料含水率试验
6.1目的与适用范围
测定碎石或砾石的含水率。
5.2仪器设备
6.2.1烘箱：
能使温度控制在105℃±5℃。
；
5.2.2天平：
称量5kg，感量不大于5g；
6.2.3容器：
如浅盘等。
6.3试验步骤
6.3.1根据最大粒径，按（3粗集料取样法）的方法取代表性试样，分成两份备用。
6.3.2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℃的烘箱中烘干至恒重。
6.3.3取出试样，冷却后称取试样与容器的总质量（m2）。
6.4计算
含水率按式（7）计算，准确至0.1%。
（7）
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——容器总质量，g。
以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值。
7粗集料密度及吸水率试验（容量瓶法）
7.1目的与适用范围
7.1.1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。
7.1.2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。
7.2仪器设备
7.2.1烘箱：
能使温度控制在（105±5）℃；
7.2.2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%；
7.2.3容量瓶：
1000mL，也可用磨口的广口玻璃瓶代替，并带玻璃片；
7.2.4标准筛；
7.2.5其它：
刷子、毛巾等。
7.3试验准备
7.3.1试样用5mm（圆孔筛）或4.75m（方孔筛）标准筛过筛，用四分法分至表4要求的质量，分两份备用。
表4测定密度所需要的试样最小质量
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
试样质量少于（kg）
1
1
1
1.5
1.5
2
3
3
7.3.2将每一份集料试样浸泡在水中，仔细洗去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。
7.4试验步骤
7.4.1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，使附着在石料一的气泡逸出。
盖上玻璃片，在室温下浸水24h。
注：
水温应在15℃～25℃范围内，浸水最后2h内的水温相关不得超过2℃。
7.4.2向瓶中加水至水面凸出瓶口，然后盖上容量瓶塞，或用玻璃片沿广口瓶瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。
7.4.3确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后，称取集料试样、水、瓶和玻璃片总质量（m2）。
7.4.4将试样倒入浅搪瓷盘中，稍稍倾斜搪瓷盘，倒掉流动的水，再用毛巾吸干漏出的自由水。
需要时可称取带表面水的试样质量（m4）。
7.4.5有拧干的湿毛巾轻轻擦干颗粒表面水，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。
7.4.6立即称取饱和面干集料的表干质量（m3）。
7.4.7将集料置于浅盘中，放入（105±5）℃的烘箱中烘干至恒量，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（m0）。
注：
恒重是指相邻两次称量间隔时间大于3h的情况下，其前后两半称量之差小于该项试验所要求的精密度，即0.1%。
一般在烘箱中烘烤的时间不得少于4h～6h。
7.4.8将瓶洗净，重新装入洁净水，盖上容器瓶塞，或用玻璃片紧贴广口瓶瓶口水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。
确认瓶中没有气泡，擦干瓶外水分后，称出水、瓶和玻璃片的总质量（m1）。
7.5计算
7.5.1表观相对密度（视比重）γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb、按式（8）、（9）、（10）计算至小数点后3位。
（8）
（9）
（10）
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——集料的毛体积相对密度，无量纲；
m0——集料的烘干质量，g；
m1——水、瓶及玻璃片的总质量，g；
m2——集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量，g；
m3——集料的表干质量，g。
7.5.2集料的吸水率ωx、含水率ω、表面含水率ωs、以烘干试样为基准，按式（11）、（12）及（13）计算，准确至0.1%。
（11）
（12）
（13）
式中：
m4——集料饱和状态下含表面水的湿质量，g；
ωx——集料的吸水率，%；
ω——集料的含水率，%；
ωs——集料的表面含水率，%。
7.5.3当水泥混凝土集料需要以饱和面干试样作为基准求取集料的吸水率ωx及表面含水率ωs时，按式（14）、（15）计算，准确至0.1%，但需在报告中说明。
（14）
（15）
式中：
ωx——集料的吸水率，%；
ωs——集料的表面含水率，%。
7.5.4粗集料的表面密度（视比重）ρa、表干密度ρs、毛体积密度ρb、按式（16）、（17）、（18）计算至小数点后3位。
温度修正系数αT按表5采用。
（16）
（17）
（18）
式中：
ρa——集料的表观密度；
ρs——集料的表干密度；
ρb——集料的毛体积密度；
ρT——试验温度T时的水温修正系数，按表2取用g/cm3；
ρω——水在4℃时的密度（1.000g/cm3）。
不同水温时水的密度ρT及水温修正系数αT表5
水温（℃）
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（℃）
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,两次结果之差对相对密度不得超过0.02，对肖水率不得超过0.2%。
8粗集料松方密度及空隙率试验
8.1目的与适用范围
测定粗集料的松方密度，包括堆积状态、振实状态、捣实状态下的松方密度，以及松方状态下的空隙率（或间隙率）。
8.2仪器设备
8.2.1天平或台秤：
感量不大于称量的0.1%；
8.2.2容量筒：
适用于水泥混凝土集料测定的容量筒应符合表6的要求，适用于沥青混合料集料测定的容量筒应符合表7的要求；
8.2.3平头铁锹；
8.2.4烘箱：
能使温度控制在（105±5）℃；
8.2.5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。
8.2.6捣棒：
直径16m，长600mm，一端为圆头的钢棒。
水泥混凝土集料容量筒的规格要求表6
粗集料公称最大粒径（mm）
容量筒容积（L）
容量筒的规格（mm）
筒壁厚度（mm）
内径
净高
10、16、20、25
10
208
294
2
31.5、40
20
294
294
3
63、80
30
360
294
4
沥青混合料集料容量筒的规格要求表7
粗集料公称最大粒径（mm）
容量筒容积（L）
容量筒的规格（mm）
筒壁厚度（mm）
内径
净高
底厚
≤13.2
3
155±2
160±2
5.0
2.5
16～26.5
10
205±2
305±2
5.0
2.5
31.5～37.5
15
255±2
295±2
5.0
3.0
≥53
20
355±2
305±2
5.0
3.0
8.3试验准备
按（3粗集料取样法）的方法取样、缩分，质量应满足试验要求，在（105±5）℃的烘箱中烘干，也可以摊在清洁的地面上风干，拌匀后分成两份备用。
8.4试验步骤
8.4.1堆积密度
取试样一份，置于平整干净的水泥地（或铁板上），用平头铁锹铲起试样，使石子自由落入容量筒内。
此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50mm，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部分，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量（m2）。
8.4.2振实密度
按堆积密度试验步骤，将装满试样的容量筒放在振动台上，振动3min，或或者将试样分三层装入容量筒：
装完一层后，在筒底垫放一根直径为25mm的圆钢，将筒按住，左右交替起颠击地面各25次，然后装入第二层，用同样的方法颠实（但筒底所垫钢筋的方向与第一层放置方向垂直），然后再装入第三层，如法颠实。
待第三层试样装填完毕后，加料填到试样超出容量筒口，用钢筋沿筒口边缘滚转，刮下高出筒口的颗粒，用适合的颗粒填平凹处，使表面稍凸起部分与凹陷部分的体积大致相等。
称取试样和容量筒的总质量（m2）。
8.4.3捣实密度
将试样装入符合要求规格的容器中达1/3的高度，由边至中用捣棒均匀捣实25次。
再向容器中装入1/3高度的试样，用捣棒均匀捣实25次，捣实深度约至下层的表面。
然后重复上述的步骤，加最后一层，捣实25次，使集料与容器口齐平。
用合适的集料填充表面的大空隙，用直尺大体刮平，目测估计表面凸起部分与凹陷部分的容积大致相等，称取试样和容量筒的总质量（m2）。
8.4.4容量筒容积的标定
用水装满容量筒，测量水温，擦干筒外壁的水分，称取容量筒与水的总质量（mw），并按水的密度对容量筒的容积作校正。
8.5计算
8.5.1容量筒的容积按式（19）计算
（19）
式中：
V——容量筒的容积，L；
m1——容量筒的质量，kg；
m1——容量筒与水的总质量，kg。
ρw——试验温度T时水的密度，按表5采用。
8.5.2松方密度（包括堆积状态、振实状态、捣实状态下的松方密度）按式（20）计算至小数点后2位。
（20）
式中：
ρ——松方密度，kg/m3；
m1——容积筒质量，kg。
m2——容积筒与试样的总质量，kg。
V——容量筒的容积，L。
8.5.3水泥混凝土用粗集料的空隙率按式（21）计算。
（21）
式中：
n——水泥混凝土用粗集料的空隙率，%；
ρa——粗集料到表观密度，kg/m3；
ρ——按振实法测定的粗集料的松方密度，kg/m3。
8.5.4捣实状态粗集料骨架（通常指4.75mm以上部分）的间隙率按式（22）计算。
（22）
式中：
VCADRC——捣实状态粗集料骨架间隙率，%；
ρb——按4确定的粗集料的毛体积密度，kg/m3；
ρ——按捣实法测定的粗集料的松方密度，kg/m3。
9粗集料含泥量及泥块含量试验
9.1目的与适用范围
测定碎石或砾石中小于0.075mm的尘屑、淤泥和粘土的总含量及5mm以上泥块含量。
9.2仪器设备
9.2.1烘箱：
能使温度控制在（105±5）℃；
9.2.2台秤：
感量不大于称量的0.1%；
9.2.3标准筛：
孔径为1.25mm、0.075mm（用于水泥混凝土集料）或1.18mm、0.075mm9（用于沥青路面集料）的方孔筛各1只；测泥块含量时，则用2.5mm及5m的圆孔
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