道路 粗细集料

第三章集料
1. 粗集料黏附性试验方法：大于13.2mm的集料选用水煮法，小于或等于13.2mm的集料用水浸法
2. 根据粒径大小分为粗集料和细集料
根据化学成分中氧化硅含量分为酸性集料（二氧化硅≥65%）和碱性集料（二氧化硅≤52%）3. 天然砂包括河沙、海砂、山砂
人工砂包括机制砂、矿渣砂、锻烧砂
4. 粗细集料划分界限：对于沥青混合料（除SMA沥青混合料），界限是2.36mm；对于水泥混凝土，界限是4.75mm；对于路面基层粗细界限是4.75mm
SMA沥青混合料：SMA-10界限是2.36mm，SMA-13、SMA-16、SMA-20界限是4.75mm 5. 集料最大粒径是指集料能够100%通过的最小标准筛筛孔尺寸
集料最大公称粒径是指可能或允许有少量筛余（筛余量不超过10%）的最小标准筛筛孔尺寸
6. 集料所用标准筛有17个不同孔径筛子组成，依次有：75mm、63mm、53mm、3
7.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm
7. 粗集料物理性质
①表观密度（视密度）：集料自身实体体积和闭口孔隙体积之和
②毛体积密度：集料自身实体体积、闭口孔隙体积和开口孔隙体积之和
③表干密度：粗集料表面干燥而开口孔隙中充满水的质量
④堆积密度：集料自身实体体积、闭口孔隙体积、开口孔隙体积和颗粒之间空隙体积之和
⑤真密度：集料在绝对密实状态下的体积
V堆＞V毛＞V表＞V密实ρ堆＜ρ毛＜ρ表＜ρ真
8. 空隙率：堆积时空隙体积占集料总体积的百分率
空隙率=（1-ρ毛/ρ真）*100
9. 理想的集料形状应接近球体或立方体
当针片状颗粒含量较高时，会使集料堆积在一起时的空隙率增大
10. 用于水泥混凝土时，针片状颗粒用针状会片状规准仪判定
用于沥青混合料，针片状颗粒用游标卡尺测定的粗集料颗粒的最大长度方向与最小厚度方向之比≥3的颗粒
11. 影响粗集料坚固性的因素：与砂石材料的组成和结构、孔隙率、饱水程度
粗集料的坚固性：集料经饱和硫酸钠（硫酸镁）多次浸泡于烘干循环，在该过程中硫酸钠（硫酸镁）会发生晶胀作用，晶胀作用比冻胀作用更明显
12. 粗集料力学性质（主要指抗压碎能力和磨耗性）
①压碎值：越小越好
②磨耗性：现行规范检测评定方法用洛杉矶磨耗试验
③磨耗值（磨耗率）：试验方法用道瑞磨耗试验机测定，磨耗值越小，表示抗磨耗性能越好
④磨光值：磨光值越高，抗滑性越好
13. 细集料根据细度模数分为：
粗砂：3.7-3.1 中砂：3.1-2.3 细砂：2.2-1.6 特细砂：1.5-0.7
14. 级配反映粗细集料的分布状况，细度模数反映集料的粗细程度
15. 细集料有害物质：泥、泥块、有机质、云母、轻物质、三氧化硫、氯离子
16. 粗集料取样方法：首先去除堆角处无代表性的部分，再在料堆的顶部、中部、底部几个不用部位进行取样；若从皮带运输机上取样，用接料器定时取有代表性的试样；若从火车、
汽车、货船上取样，应从不同的部位和深度取样（用四分法或分料器进行缩分）
17. 粗集料密度试验（网篮法）
①水面高出试样至少20mm，控制水温在15-25℃最后放入105±5℃的烘箱中烘干
②表观相对密度=烘干质量/（烘干质量-水中质量）
毛体积相对密度=烘干质量/（饱和面干质量-水中质量）
表干相对密度=饱和面干质量/（饱和面干质量-水中质量）
吸水率=（饱和面干质量-烘干质量）/水中质量*100%
③俩次结果相差不超过0.02，吸水率不超过0.2%
④对粒径偏小（2.36-4.75mm）都的集料，用毛巾擦拭时易造成颗粒损失，应采用纯棉汗衫进行擦拭
⑤试验时温度应保持在15-25℃，并且实验过程中波动不超过2℃
18.粗集料堆积密度及空隙率试验
①松散堆积密度试验：装料的过程中，要求铁锹下沿离容量筒上口距离在50mm左右。

装满后，除去超出部分，并以合适的颗粒填入，保证顶面凸起部分和凹陷部分的体积大致相等②紧装振实密度试验：分三层装入，没装完一层，在筒底垫一层直径25mm的圆钢筋按住砼左右颠击各25下。

每层颠击时，要将钢筋放置的方向转掉90℃
用机械振实操作时应振捣3min后停止
18. 集料压碎值试验
①需要用到压碎值试验专用试模
②风干试样用13.2mm和9.5mm标准筛过筛
③控制压力机使它10min左右时间加载到400KN，稳压5s然后卸载
④全部过2.36mm的筛，需shaidao1min内无明显筛出物为止
⑤现行规范《公路工程集料试验规程》将原分别针对水泥混凝土用压碎试验和针对沥青混合料压碎试验合二为一，统一采用针对沥青混合料的压碎试验操作方法
试验结果得到沥青混合料用粗集料压碎值，然后通过公式换算成水泥混凝土用的压碎指标
粗集料压碎试验国标和行标的区别
国标无压碎值，只有压碎指标，行标都有
19. 洛杉矶磨耗试验
①需要准备一个1.7mm的方孔筛
②当用于沥青路面及各种基层、底基层的粗集料时，表中的16mm筛可用13.2mm筛代替
③分级称量时，对水泥混凝土设定转动次数500转，对其他混合料用集料，转动次数符合规范要求。

开动磨耗机以30-33r/min的转速转动
④转动结束后，将试样先倒在金属盘中，挑出钢球，再小心将样品转入筛上，避免大颗粒集料或钢球对标准筛造成损伤
⑤不同采石场生产的集料必须分开进行试验
20. 粗集料针片状颗粒含量
①规准仪法：测定大于4.75mm的碎石或卵石中，针片状颗粒的总含量
游标卡尺法：测定沥青混合料和基层材料的4.75mm以上的粗集料中针状和片状的颗粒含量
②规准仪法：长度大于针状规准仪上相应间距者，判定为针状颗粒；颗粒厚度小于片状规准仪上相应孔的宽度，应为片状颗粒
游标卡尺法：需要4.75mm过筛，取筛上部分进行试验。

颗粒的最长尺寸与厚度尺寸之比≥3的判定为针片状颗粒
③用于沥青路面对粗集料针片状颗粒要求严格，因此不能用规准仪法代替游标卡尺法判定沥青混合料中粗集料的含量
④2.36-4.75mm粒径属于沥青混合料用粗集料，用于卡尺测量有困难，一般可不做测定
21. 粗集料磨耗试验（道瑞试验）
①安装好试模后需要在试模表面涂抹一层肥皂水
②试验操作之前让磨耗机在溜砂状态空转一圈，事先在转盘上留有一层砂
22. 粗集料的磨光试验
①标准试块：每轮2块，只允许使用一次，不得重复使用
②试模表面涂抹肥皂水（防止试样与试模粘连）
③将已填好料的试模置于温度为40℃的烘箱中烘3h，再自然冷却9h拆模
④试件分组编号：每轮一次可磨14块试件，其中每种集料各位2块试件，包括6种集料和1种标准集料
⑤磨光值测定
卸下道路轮后取出试件，用水将试件上的金刚砂洗净，再将试件面向下放入18-20℃水
中2h后，采用摆式仪按规定的操作方法测定各试件摩擦系数值（该值无量纲）试件的测定方向应与行车方向即磨光过程中磨光轮转动方向一致
一块试件重复测试5次，5次读数的最大值与最小值之差不得大于3，取5次读数的平均值作为该试件的磨光值（PSV）
一种集料需重复试验2次，每次都需对标准集料试件同时进行测试
⑥磨光值结果计算
计算俩次平行试验4块待测试件（每轮2块）磨光值的算术平均值，精确至0.1
但4块待测试件的磨光值的最大值和最小值之差不得大于4.7，磨光值读数的平均值必须在46-52范围内
⑦道瑞磨耗试验和磨光试验只是针对高等级公路沥青路面上面层时粗集料的试验项目
23. 细集料筛分试验
①干筛法（测定水泥混凝土）
首先将砂过9.5mm的筛，称样500g，电动过筛（或手动过筛）持续约10min，每分钟不超过筛上剩余量的0.1%时，停止过筛
所有筛上存留量加上底盘上保留质量之和与筛分试验用量相比，其差不得超过总质量的1% ②水筛法（沥青混合料）精确测定小于0.075mm的颗粒含量
过4.75mm筛，除去筛上的部分，称样500g，将悬浮液倒在由1.18mm和0.075mm组成的套筛上，反复冲洗，将小于0.075mm的颗粒全部洗出
③注意事项
对水泥混凝土用砂可采用干筛法，必要时也可以采用水筛法
如试样含泥量超过5%，不宜用干筛法
水洗法时，不可直接将试样倒在0.075mm筛上
砂的粗细程度改变，对沥青混合料的影响程度远不如对水泥混凝土的大，因为在沥青混合料矿料组成设计时，只要所用砂与其他规格集料混合后能够满足相关级配要求即可，与砂的粗细没有关系
24. 细集料表观密度（容量瓶法）
①称样300g，水温在23±1.7℃（俩次水温差不得超过2℃）
②注意事项：
两次平行试验结果误差应在1%
试验时容量瓶中的水为纯净水，所以需要将自来水加热煮沸后放凉再使用
细集料毛体积密度需要通过饱和面干状态操作后计算得到的
试验时的容量瓶可以用广口瓶，用于粒径较大的粗集料表干密度测定
细集料测定表观密度一般不用李氏比重瓶，精确度低
25. 细集料毛体积密度及吸水率试验
①试验目的：采用坍落筒法测定出细集料饱和面干质量和吸水率
②装入容量筒之后砂距离筒口50mm左右
26. 细集料含泥量试验（筛洗法测不准确，尽可能用砂当量试验）
①试验目的：测定天然砂中粒径小于0.075mm的尘屑、淤泥和黏土的含量，不适合人工砂、石屑等矿粉成分多的集料
②细集料的洁净程度
天然砂以小于0.075mm的含量百分率表示；石屑、人工砂（机制砂）0-4.75mm部分以砂当量表示，0-2.36mm或0-0.15mm用亚甲蓝试验表示
③要求水面高出砂样200mm，充分搅拌静置24h，将浑浊液倒入1.18mm和0.075mm的套筛上
④两次计算结果相差不超过0.5%
27. 细集料亚甲蓝试验
①试验目的：适用于0-2.36mm的细集料以及小于0.075mm矿粉等材料的质量检验，当细集料中小于0.075mm数量小于3%时，可不进行亚甲蓝试验，并判定材料质量合格
②标准亚甲蓝溶液配制
亚甲蓝试剂纯度不小于98.5%
将称好的亚甲蓝在搅拌过程加到盛有60ml温度不超过40℃的水中，持续搅拌，直到亚甲蓝全部溶解，然后倒入1L的容量瓶中，最后在室温条件定容达到1000ml。

摇匀之后在避光条件下保存，时间不超过28d
③砂样悬浊液制备
称取砂样200g，精确至0.1g,倒入盛有500±5ml水的烧杯中，用转速600r/min的搅拌器进行搅拌约5min，形成悬浊液后，用移液管准确加入5ml亚甲蓝溶液，然后保持400±40r/min 的转速进行搅拌直到试验结束
④液滴滴在滤纸上会扩散出直径在8-12mm，沉淀物周围边缘放射出一个宽度约1mm的浅蓝色色晕时，说明待测样品中含有的膨胀性黏土矿物数量较低（阳性）
⑤当快速测定时，一次性向烧杯中加入30ml亚甲蓝溶液时以400±40r/min搅拌8min观察是否出现色晕
⑥亚甲蓝试验适合较细的细集料，集料粒径不适宜大于4.75mm
⑦由于膨胀性黏土吸附亚甲蓝需要一定的时间，色晕可能出现后消失，需要每隔1min进行一次色晕试验，直至出现的色晕可持续5min未消失为止
28. 细集料砂当量试验
①取待测砂样不少于1000g，充分分散，筛除大于4.75mm的颗粒
②测定砂样含水率，根据含水率称取干燥砂样为120g时的含水砂样质量，计算公式：
M=120*（100+w）/100
③砂当量计算公式：SE（%）=h2/h1*100
H1——从试筒底部到絮状凝结物上液面的高度
H2——试管底面至活塞底面的高度
④砂当量越大，说明砂中小于0.075mm的颗粒中黏性土所占的数量越少，对应砂的洁净程度越高，砂的品质越好
⑤砂中含泥量（筛洗法）试验、砂当量试验和亚甲蓝试验都是针对砂洁净程度的评价方法，其中亚甲蓝法更加准确的评价砂样中黏土存在的状况
29. 级配类型
级配类型：连续级配、间断级配、开级配
针对连续级配各级粒径矿料数量的计算大多采用最大密度曲线理论，该理论认为当矿料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，其密实度愈大
对于沥青混合料，当指数是0.45时的密实度最大；对于水泥混凝土指数，在0.25~0.45时的工作性最好，因此矿料的级配计算公式的指数通常在0.3~0.7
级配设计常用的有计算法、图解法
计算法适合采用三种不同规格集料进行级配设计的情形
图解法适用的原材料规格数目不限
30. 矿粉筛分试验：矿粉粒径组成直接影响混合料矿料的级配组成以及影响沥青混合料中结构沥青形成的数量，适合通过水洗法进行操作
矿粉密度试验：适合采用李氏比重瓶法。