T0309—2005粗集料堆积密度及空隙率试验

1  适 用 范 围

1.1  本方法适用于测定粗集料的松散堆积密度、振实堆积密度和捣实堆积密度以及空

隙率。

1.2  本方法不适用于测定公称最大粒径大于37.5mm粗集料的捣实堆积密度，此时可 用振实堆积密度替代。

2  仪具与材料

2.1  天平：感量不大于称量质量的0.1%。

2.2  容量筒：耐腐蚀的金属圆筒，内表面光滑，顶部边缘光滑、水平，且与底部平行，其 尺寸应符合表T0309-1 的要求。

表T0309-1 容量筒的尺寸要求

2.3  平头铁锹、铲子。

2.4  烘箱：鼓风干燥箱，恒温105℃±5℃,并满足T0302 中2 .4要求。

2.5  振动台：频率为3000次/min±200 次/min,负荷不的振幅为0.35mm, 空载时的振 幅为0.5mm。

2.6  捣棒：直径16mm,长600mm,一端为圆头的钢棒。

2.7     温度计：量程0～50℃,分度值0.1℃;量程0~200℃,分度值1℃。

2.8  试验用水：饮用水，使用之前煮沸后冷却至室温。

2.9  直尺、玻璃片及直径25mm  圆钢筋。

3  试验准备

3.1  将样品缩分出试样两份，每一份试样的质量应满足填满容量筒所需质量的 120%～150%;105℃±5℃烘干至恒重，并冷却至室温。

3.2  当测定捣实状态下的粗集料骨架间隙率时，应按配合比中比例取各档粗集料混 合成集料混合料，充分混合、搅拌均匀，筛除其中粗集料骨架分界筛孔以下颗粒后缩分 试样两组，每组两份。其中一组按3.1处理。另外一组按照T0304 测定粗集料毛体积 密度。

3.3   粗 集 料 骨 架 分 界 筛 孔 通 常 为 4 . 7 5mm 、2.36mm   和1 . 18mm,  如 SMA-13、 SMA-16 、SMA-20 混合料为4 . 75mm,SMA-10  混合料为2 . 36mm, 而 SMA-5 混合料为

1.18mmc

4  试验步骤

4.1  松散堆积密度

将容量筒在试验室平台上水平放置。取试样一份，用平头铁锹(或铲子)将试样从容  量筒正上方50mm 处徐徐倒入，让试样自由下落，当容量筒四周溢满时，即停止加料。用 直尺等将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，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；此时不应触动容量筒，且不得挤压容量筒  表面集料。称取试样和容量筒总质量mz。

4.2  振实堆积密度

4.2.1  人工振实法

取试样一份，分三层装入容量筒。装完第一层后，在容量筒底垫放一根直径为25mm 钢筋，按住筒左右交替颠击地面各25下；然后装入第二层，用同样的方法振实(但容量筒 底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直);再装入第三层，按照同样方法振实。待三 层试样装填完毕后，按照4.1步骤再加试样至容量筒四周溢满。用直尺等将多余的试样 沿筒口中心线向两个相反方向刮平，并以合适的颗粒填人四陷室隙，使表面稍凸起部分和 凹陷部分的体积大致相等；此时不应触动容量筒，且不得挤压容量筒表面集料。称取试样 和容量筒总质量m₂

4.2.2  振动台振实法

按4.1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 。按照同 样方法加试样至容量筒四周溢满。用直尺等将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向 刮平，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；此 时不应触动容量筒，且不得挤压容量筒表面集料。称取试样和容量筒总质量m₂。

4.3  捣实堆积密度

4.3.1  将容量筒在试验室平台上水平放置。取试样一份，分三层装入容量筒，每层

装入高度约为容量筒1/3 高度。装完第一层后，用捣棒由边至中均匀捣实25次。然后再

装入第二层，用捣棒均匀地捣实25次。

4.3.2      再装入第三层，装料时应至容量筒四周溢满，用同样方法捣实。每层捣实时， 捣棒深度约至该层位的底部；在捣实第一层时，不要太用力至捣棒敲到容量筒底部；第二、

三层时，用力可大一些，捣棒应贯入该层位的底部但不要贯入下层中。

4.3.3  第三层捣实完成后，按照4.1步骤加试样至容量筒四周溢满。用直尺等将多

余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，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；此时不应触动容量筒，且不得挤压容量筒表面集料。 称取试样和容量筒总质量m₂。

4.4 容量筒容积的标定

4.4.1

4.4.2 量m₁c

4.4.3

称取洁净、干燥的容量筒质量m₀。

在容量筒顶部边缘涂抹薄薄的油脂。称取洁净、干燥的容量筒和玻璃片的质

用23℃±2.0℃水装满容量筒至稍微溢出，用玻璃片沿容量筒表面迅速滑

行，紧贴上部边缘水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。擦干玻璃片上部及容量筒外壁的 水，称取容量筒、玻璃片和水的总质量m 。同时，快速测定容量筒中水的温度T。

5 结果整理

5.1 容量筒的容积按式(T0309-1)计算，精确至0.1cm

Ma--m

Pr

式中.v_  容量筒的容积(cm)

m₁——容量筒、玻璃片的质量(g);

m₃——容量筒、玻璃片与水的总质量(g);

pr——温度T时水的密度(g/em) 按附录A 选用。

5.2  试样的堆积密度(包括松散堆积密度、振实堆积密度和捣实堆积密度)按式 (T0309-2) 计算，精确至0.001g/cm³。

式中：p   —试样的堆积密度(g/cm³);

(T 0309-2)

m₀——容量筒的质量(g);

m₂——容量筒与试样的总质量(g)。

5.3 试样的空隙率按式(T0309-3) 计算，精确至0.1%。

(T 0309-3)

式中：Ve——试 样的空隙率(%);

p。——粗集料的表观密度(g/cm³)。

注：当粗集料用于沥青路面时，采用粗集料的毛体积密度。

5.4    试样的捣实状态下粗集料骨架间隙率按式(T0309-4) 计算，精确至0.01%。

                                  (T 0309-4)

式中：VCAprc——捣实状态下的粗集料骨架间隙率(%);

pa—  粗集料骨架的捣实堆积密度(g/cm²);

p₆— 粗集料骨架的毛体积密度(g/cm³)。

5.5 取两份试样测定值的算术平均值作为试验结果，堆积密度精确至0.001g/cm³, 空 隙率精确至0.1%,粗集料骨架间隙率精确至0.01%。

6 允许误差

堆积密度重复性试验的允许误差为0.025g/cm²

7 报告

7.1    试验项目名称和执行标准。

7.2 样品的编号、名称、产地和规格

7.3 接样日期、样品描述。

7.4  试验日期、样品缩分方法。

7.5 主要仪器设备的名称、型号及编号。

7.6 容量简容积。

7.7     堆积密度、空隙率和捣实状态下粗集料骨架间隙率试验结果，并注明试验方法。

7.8  要说明的其他内容。

条文说明

1.1 堆积密度分为松散堆积密度和紧密堆积密度，紧密堆积密度又分为振实堆积密 度和捣实堆积密度。试验时需要根据相关要求采用相应的试验方法，并在报告中 注明。

5.3  原规程规定，对于水泥混凝土用粗集料采用振实空隙率。《建设用卵石、碎 石》(GB/T14685)   规定粗集料松散空隙率指标分为三档，分别要求不大于43%、45% 和47%;而《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/T     F30)和《公路桥梁施工技术 规范》(JTG/T3650),      规定粗集料空隙率不大于47%,并没有明确是松散空隙率还是 振实空隙率。根据试验，振实空隙率一般小于松散空隙率，振实空隙率一般要求不大于 42%或40%,很难达到45%或47%。通过调研，目前工程上有采用松散空隙率的，也 有采用振实空隙率的。因此，本次修订不再进行规定，试验时根据具体要求选择相应试 验方法。

5.4  捣实状态的粗集料骨架间隙率是SMA 混合料设计中的重要参数。测定捣实状 态的堆积密度时，其贯入深度控制非常关键；当贯入深度不够时，测定的堆积密度偏小；当 贯入深度达到已完成捣实层时，也会使堆积密度偏小。