土木工程材料实验报告(颗粒级配+沥青车辙、马歇尔+地基承载力)

实验一：颗粒级配实验
一、实验目的
了解颗粒级配的测量方法，以及绘制级配曲线；将随时进行筛分，测出每一粒径区间的颗粒质量，为水泥混凝土配合比设计、沥青混合料的配合比设计提供原材料
二、实验设备
集料和方孔筛：孔径为2.36㎜、4.75㎜、9.50㎜、16.0㎜、
19.0㎜、26.5㎜、31.5㎜的筛各一只，并附有筛底和筛盖.
三、实验步骤
1.安放方孔筛，准备好集料与电子秤；
2.称量集料的净重；
3.将集料全部放入最上层的筛中，进行人工摇动筛选；
4.一段时间后分别将各层筛进行称重并记录数据；
5.进行一次重复实验；
6.试验结果计算：
①计算分计筛余百分率：各号筛的筛余量与试样总质量之比.
②计算累计筛余百分率：该号筛的筛余百分率加上该号筛以
上各分计筛余百分率之和.
③计算每号筛的通过率.
④绘制级配曲线及通过率曲线。

四、实验结果
方筛孔/mm
第一次
物重/kg 皮重/kg 净重/kg 累计筛余/% 通过率/%
37.5 / / / / /
31.5 1.91 0.46 1.205 0.310 0.690
26.5 1.235 0.46 0.775 0.510 0.490
19 0.73 0.46 0.27 0.579 0.421
16 0.475 0.46 0.015 0.594 0.406
9.5 1.22 0.46 0.76 0.779 0.221
4.75 1.275 0.46 0.815 0.988 0.012
2.36 0.49 0.46 0.03 0.996 0.004 底0.475 0.46 0.015 1.000 0.000 合计 4.355 0.46
3.885
方筛孔/mm
第二次
物重/kg 皮重/kg 净重/kg 累计筛余/% 通过率/%
37.5 / / / / /
31.5 1.74 0.46 1.28 0.327 0.673 26.5 1.28 0.46 0.82 0.536 0.464 19 0.535 0.46 0.075 0.556 0.444 16 0.48 0.46 0.02 0.576 0.424 9.5 1.34 0.46 0.88 0.785 0.215
4.75 1.255 0.46 0.795 0.989 0.011
2.36 0.49 0.46 0.03 0.996 0.004 底0.475 0.46 0.015 1.000 0.000 合计 4.375 0.46
3.915
方筛孔/mm
第三次
物重/kg 皮重/kg 净重/kg 累计筛余/kg 通过率/kg
37.5 / / / / /
31.5 1.685 0.46 1.225 0.279 0.721
26.5 1.315 0.46 0.855 0.474 0.526
19 0.645 0.46 0.185 0.517 0.483
16 0.49 0.46 0.03 0.523 0.477
9.5 1.7 0.46 1.24 0.806 0.194
4.75 1.28 0.46 0.82 0.993 0.007
2.36 0.485 0.46 0.025 0.999 0.001 底0.465 0.46 0.005 1.000 0.000 合计 4.845 0.46 4.385
五、实验过程
六、实验结论
1、数据有一定的误差，主要表现在碎石中有杂质（树叶、细沙等等）；
2、人工筛分具有一定的局限性，出现几次筛分不均匀的现象，具有一定的系统误差；
3、小组分工合作愉快，实验获得成功。

实验二：地基承载力试验
一、实验目的
了解地面承载力.
二、实验仪器
YX-2轻型落锤式基础承载力测试仪，落锤（10kg）,弹筛（15cm）
三、实验步骤
1、实验器材准备
2、将落锤冲击试验机垂直放置，同时将落锤提到最高处，试验开始。

3、将落锤自由下落，同时落锤会冲击下面的弹簧，代落锤稳定后得到一条弯成
曲线，保存。

4、重复实验三次，并相互比较结果，若相互吻合比较好，则得到最终结果，否
则重新做
四、实验结果
弯成盆曲线如图。

实验结果表明，当落锤从一定高度自由落下时，其相应的地面产生的变形量会随之减小，在落锤稳定后趋向于零，此时地面重新恢复了稳定。

同时，离落锤下落地点越远，其变形量同比也越小。

实验三：沥青混合料马歇尔稳定度试验
一、试验目的及适用范围
马歇尔稳定度试验是对标准击实的试件在规定的温度和速度等条件下受压，测定沥青混合料的稳定度和流值等指标所进行的试验.
本方法适用于标准马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验.标准马歇尔试验主要用于沥青混合料的配合比设计及沥青路面施工质量检验. 二、试验仪器与材料
马歇尔稳定度试验仪：本次试验采用手动式.
恒温水槽：能保持水温于测定温度1的水槽，深度不少于150mm.
真空饱水容器.烘箱.天平.温度计
马歇尔试件高度测定器
三、试验方法及步骤
1.准备工作
a)成型马歇尔试件.
b)量测试件的直径及高度.
c)按规定的方法测定试件的密度、空隙率、沥青体积百分率、沥青饱和
度、矿料间隙率等物理指标.
d)将恒温水浴调节至要求的试验温度，注意不同沥青混合料的温度不同
2.实验步骤
a)将标准试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温3040分钟.试件之间
应有间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5
b) 将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到相同温度.将上下
压头从水槽或烘箱中取出拭干净内面.为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油.再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上.
c) 在上压头上安装好钢球，并对准荷载测定装置的压头.
d) 将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感器与计算机或X-Y 记录
仪正确连接，调整好计算机程序或将X-Y 记录仪的记录笔对准原点. e) 将流值计安装在导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将流值
计读数调零.调整压力环中百分表，对零.
f) 启动加载设备，是试件承受荷载，加载速度为505㎜/min.计算机或
X-Y 记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线并将数据自动存入计算机.
g) 当试验荷载达到最大值的瞬间.取下流值计，同时读取压力环的百分
表读数及流值计的流值读数.
h) 从恒温水域中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s
.
3. 结果统计.
读试件的稳定度及流值 试件的马歇尔模数
FL MS T =
试件的浸水残留稳定度 %
1001
0⨯=MS MS MS
试件的真空饱水残留稳定度 %
100'2
0⨯=MS MS MS
实验四：沥青混合料车辙实验
一、试验目的和适用范围
沥青混合料的车辙试验是在规定尺寸的板块状压实试件上，用固定荷载的橡胶轮反复行走后，测定其变形稳定期每增加变形1㎜的碾压次数，及动稳定度，以次/㎜表示.
车辙试验的试验温度与轮压可根据有关规定和需要选用，非经注明，试验温度为60，轮压为0.7MPa.计算动稳定度的时间原则上为试验开始后4560min之间.
本方法适用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，并作为沥青混合料配合比设计的辅助性检验使用.
二、试验仪器与材料
车辙试验机：主要由试件台、试验轮、加载装置、试模、变形测量装置、温度检测装置等部分组成.
恒温室：能保持恒温室温度601（试件内部温度60）.
台秤：称量15kg ，精度不大于5g.
板块状试件：轮年成型机碾压成型的长300㎜、宽300㎜、厚50的试
件.
三、 试验方法及步骤
1. 准备工作
a) 试验轮接地压强测定：测定在60时进行，在试验台上放置一块50
㎜厚的钢板，其上铺一张毫米方格纸，上铺一张新的复写纸，以规
定的700N 荷载试验轮静压复写纸，即可在方格纸上得出轮压面积，
并由此求得接地压强.当压强不符合0.70,05MPa ，荷载应予以适当调
整.
b) 用轮碾成型法制作车辙试验试块.
c) 将试件脱模，按本规程规定的方法测定密度及空隙率等各项物理指
标.如经水浸，应用电扇将其吹干，然后在再装回原来的试模中.
d) 试件成型后，连同试模一起在常温条件下放置的时间不得少于12h.
对聚合物改性沥青混合料，放置的时间一48h 为宜，使聚合物改性
沥青充分固化后方可进行车辙试验，但室温放置时间也不得长于一
周.
2. 实验步骤
a) 将试件连同试模一起，置于达到试验温度601的恒温室中，保温不
少于5h ，也不得多于24h.在试件的试验轮不行走的部位上，粘贴1
个热电耦温度计，控制试件温度稳定在600.5
b) 将试件连同试模移置于轮辙试验机的实验台上，试验轮在试件的中
动记录仪，然后启动试验机，使试验轮往返行走，时间约为1h ，或
变形达到25㎜时为止.试验时，记录仪自动记录变形曲线及试件温
度.
四、 结果计算及处理
从变形曲线上读取45min(t1)及60min(t2)时的车辙变形d1及d2准确至0.01mm ，根据公式计算稳定度。

21121242)(c c d d t t DS ⨯⨯-⨯-=
五、 思考：
车辙试验中，粗、细集料那一种更易产生车辙？
答：粗集料中的颗粒粒径大于4.75㎜，粒径较大，较大颗粒之间形成稳定的骨架结构，在进行碾压时，不易将较小颗粒挤置两旁.而细集料的颗粒粒径在4.75㎜以下，粒径较小，在碾压时细颗粒极易被挤置两旁，易形成车辙.
所以油石比越大，沥青饱和度越高，细集料越多，越易产生车辙，因此在减小车辙时，可以选择针入度小、油石比小、矿料粗、饱和度低的沥青混合料.。