T0309—2005 粗集料堆積密度及空隙率試驗
1 適用范圍
1.1 本方法適用于測定粗集料的松散堆積密度、振實堆積密度和搗實堆積密度以及空隙率。
1.2 本方法不適用于測定公稱最大粒徑大于37.5mm粗集料的搗實堆積密度，此時可用振實堆積密度替代。
2 儀具與材料
2.1 天平：感量不大于稱量質(zhì)量的0.1%。
2.2 容量筒：耐腐蝕的金屬圓筒，內(nèi)表面光滑，頂部邊緣光滑、水平，且與底部平行，其尺寸應符合表T0309-1的要求。
表 T0309-1 容量筒的尺寸要求
公稱最大粒徑 (mm) | 容量筒容積 (L) | 容量筒尺寸(mm) | 筒壁厚度 (mm) | ||
內(nèi)徑 | 凈高 | 底厚 | |||
≤16 | 3 | 155±2 | 160±2 | ≥5.0 | ≥2.5 |
19~26.5 | 10 | 205±2 | 305±2 | ≥5.0 | ≥2.5 |
31.5～37.5 | 15 | 255±5 | 295±5 | ≥5.0 | ≥3.0 |
53～75 | 30 | 355±5 | 305±5 | ≥5.0 | ≥3.0 |
2.3 平頭鐵鍬、鏟子。
2.4 烘箱：鼓風干燥箱，恒溫105℃±5℃,并滿足T0302中2.4要求。
2.5 振動臺：頻率為3000次/min±200 次/min,負荷下的振幅為0.35mm,空載時的振幅為0.5mm。
2.6 搗棒：直徑16mm, 長600mm,一端為圓頭的鋼棒。
2.7 溫度計：量程0～50℃,分度值0.1℃;量程C~200℃,分度值1℃。
2.8 試驗用水：飲用水，使用之前煮沸后冷卻至室溫。
2.9 直尺、玻璃片及直徑25mm 圓鋼筋.
3 試驗準備
3.1 將樣品縮分出試樣兩份，每一份試樣的質(zhì)量應滿足填滿容量筒所需質(zhì)量的120%～150%;105℃±5℃烘干至恒重，并冷卻至室溫。
3.2 當測定搗實狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率時，應按配合比中比例取各檔粗集料混合 成集料混合料，充分混合、攪拌均勻，篩除其中粗集料骨架分界篩孔以下顆粒后縮分試樣 兩組，每組兩份。其中一組按3.1處理。另外一組按照T0304測定粗集料毛體積密度。
3.3 粗集料骨架分界篩孔通常為4.75mm 、2.36mm 和1.18mm, 如SMA-13 、SMA-16、SMA-20混合料為4.75mm,SMA-10混合料為2.36mm, 而 SMA-5 混合料為1.18mm。
4 試驗步驟
4.1 松散堆積密度
將容量筒在試驗室平臺上水平放置。取試樣一份，用平頭鐵鍬(或鏟子)將試樣從容 量筒正上方50mm 處徐徐倒入，讓試樣自由下落，當容量筒四周溢滿時，即停止加料。用 直尺等將多余的試樣沿筒口中心線向兩個相反方向刮平，并以合適的顆粒填入凹陷空隙， 使表面稍凸起部分和凹陷部分的體積大致相等；此時不應觸動容量筒，且不得擠壓容量筒 表面集料。稱取試樣和容量筒總質(zhì)量(m?)。
4.2 振實堆積密度
4.2.1 人工振實法
取試樣一份，分三層裝入容量筒。裝完第一層后，在容量筒底墊放一根直徑為25mm 鋼筋，按住筒左右交替顛擊地面各25下；然后裝入第二層，用同樣的方法振實(但容量筒 底所墊鋼筋的方向應與第一層放置方向垂直);再裝入第三層，按照同樣方法振實。待三 層試樣裝填完畢后，按照4.1步驟再加試樣至容量筒四周溢滿。用直尺等將多余的試樣 沿筒口中心線向兩個相反方向刮平，并以合適的顆粒填人凹陷空隙，使表面稍凸起部分和 凹陷部分的體積大致相等；此時不應觸動容量筒，且不得擠壓容量筒表面集料。稱取試樣 和容量筒總質(zhì)量(m?)。
4.2.2 振動臺振實法
按4.1堆積密度試驗步驟，將裝滿試樣的容量筒放在振動臺上，振動3min 。按照同 樣方法加試樣至容量筒四周溢滿。用直尺等將多余的試樣沿筒口中心線向兩個相反方向 刮平，并以合適的顆粒填入四陷空隙，使表面稍凸起部分和凹陷部分的體積大致相等；此 時不應觸動容量筒，且不得擠壓容量筒表面集料。稱取試樣和容量筒總質(zhì)量(m?)。
4.3 搗實堆積密度
4.3.1 將容量筒在試驗室平臺上水平放置。取試樣一份，分三層裝入容量筒，每層裝 入高度約為容量筒1/3高度。裝完第一層后，用搗棒由邊至中均勻搗實25次。然后再裝 入第二層，用搗棒均勻地搗實25次。
4.3.2 再裝入第三層，裝料時應該至容量筒四周溢滿，用同樣方法搗實。每層搗實 時，搗棒深度約至該層位的底部；在搗實第一層時，不要太用力至搗棒敲到容量筒底部；第 二、三層時，用力可大一些，搗棒應貫入該層位的底部但是不要貫入下層中。
4.3.3 第三層搗實完成后，按照4.1步驟加試樣至容量筒四周溢滿。用直尺等將多 余的試樣沿筒口中心線向兩個相反方向刮平，并以合適的顆粒填入凹陷空隙，使表面稍凸 起部分和凹陷部分的體積大致相等；此時不應觸動容量筒，且不得擠壓容量筒表面集料。 稱取試樣和容量筒總質(zhì)量(m?)。
4.4 容量筒容積的標定
4.4.1 稱取潔凈、干燥的容量筒質(zhì)量(m?)。
4.4.2 在容量筒頂部邊緣涂抹薄薄的油脂。稱取潔凈、干燥的容量筒和玻璃片的質(zhì)量(m?)。
4.4.3 用23℃±2.0℃水裝滿容量筒至稍微溢出，用玻璃片沿容量筒表面迅速滑行，緊貼上部邊緣水面，玻璃片與水面之間不得有空隙。擦干玻璃片上部及容量筒外壁的 水，稱取容量筒、玻璃片和水的總質(zhì)量(m3) 。 同時，快速測定容量筒中水的溫度T。
5 結(jié)果整理
5.1 容量筒的容積按式(T0309-1) 計算，準確至0、1cm3。
(T 0309-1)
式中：V——容量筒的容積，cm3;
m?——容量筒、玻璃片的質(zhì)量，g;；
m?——容量筒、玻璃片與水的總質(zhì)量，g；
p?——溫度T 時水的密度，按附錄A 表 A-1 選用，g/cm3。
5.2 試樣的堆積密度(包括松散堆積密度、振實堆積密度和搗實堆積密度)按式(T0309-2) 計算，維確至0.001g/cm
(T 0309-2)
式中：
ρbl——試樣的堆積密度，g/cm3;
m0—— 容量筒的質(zhì)量，g;
m?——容量筒與試樣的總質(zhì)量，g。
5.3 試樣的空隙率按式(T0309-3)計算，準確至0.1%。
(T0309-3)
式中：Vc ——試樣的空隙率，%;
ρa——粗集料的表觀密度，g/cm3。
注：當粗集料用于瀝青路面時，采用粗集料的毛體積密度。
5.4 試樣的搗實狀態(tài)下粗集料骨架間隙率按式(T0309-4) 計算，準確至0.01%。
(T0309-4)
式中：VCADRC——搗實狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率，%;
ρbl—粗集料骨架的搗實堆積密度，g/cm3;
ρb——粗集料骨架的毛體積密度，g/cm3。
5.5 取兩份試樣測定值的算術平均值作為試驗結(jié)果，堆積密度準確至0.001g/cm3,空 隙率準確至0.1%,粗集料骨架間隙率準確至0.01%。
6 允許誤差
堆積密度重復性試驗的允許誤差為0.025g/cm3。
7 報告
7.1 試驗項目名稱和執(zhí)行標準。
7.2 樣品的編號、名稱、產(chǎn)地和規(guī)格。
7.3 接樣日期、樣品描述。
7.4 試驗日期、樣品縮分方法。
7.5 主要儀器設備的名稱、型號及編號。
7.6 容量筒容積。
7.7 堆積密度、空隙率和搗實狀態(tài)下粗集料骨架間隙率試驗結(jié)果，并注明試驗方法。
7.8 要說明的其他內(nèi)容。
條文說明
1.1 堆積密度分為松散堆積密度和緊密堆積密度，緊密堆積密度又分為振實堆積密 度和搗實堆積密度。試驗時需要根據(jù)相關要求采用相應的試驗方法，并在報告中注明。
5.3 原規(guī)程規(guī)定，對于水泥混凝土用粗集料采用振實空隙率。GB/T14685 規(guī)定粗 集料松散空隙率指標分為三檔，分別要求不大于43%、45%和47%;而JTG F30 和 JTG TF5O,規(guī)定粗集料空隙率不大于47%,并沒有明確是松散空隙率還是振實空隙率。根據(jù) 試驗，振實空隙率一般小于松散空隙率，振實空隙率一般要求不大于42%或40%,很難達到45%或47%。通過調(diào)研，目前工程上有采用松散空隙率，也有采用振實空隙率。因此，本次修訂不再進行規(guī)定，試驗時根據(jù)具體要求選擇相應試驗方法。
5.4 搗實狀態(tài)的粗集料骨架間隙率是SMA混合料設計中的重要參數(shù)。測定搗實狀態(tài)的堆積密度時，其貫入深度控制非常關鍵；當貫入深度不夠時，測定的堆積密度偏??；當貫入深度達到已完成搗實層時，也會使堆積密度偏小。
