粗集料的表觀相對密度測定方法研究
論文導讀：集料的表觀相對密度是反映集料性質的一個重要指標，在瀝青混合料的配合比設計中有著重要的作用，在很大程度上影響瀝青混合料的理論最大相對密度和空隙率等一系列體積指標的準確性。特別是在歐洲規(guī)范中，常用粗集料的表觀相對密度來計算混合料的合成密度、理論最大相對密度和空隙率等一系列指標。
關鍵詞：粗集料，表觀相對密度，T0304—2005法和NFP18-559法，結果分析
0.前言
集料的表觀相對密度是反映集料性質的一個重要指標，在瀝青混合料的配合比設計中有著重要的作用，在很大程度上影響瀝青混合料的理論最大相對密度和空隙率等一系列體積指標的準確性。特別是在歐洲規(guī)范中，常用粗集料的表觀相對密度來計算混合料的合成密度、理論最大相對密度和空隙率等一系列指標�，F(xiàn)用我國常用試驗方法T 0304—2005“粗集料密度與吸水率試驗（網(wǎng)籃法）”與法國規(guī)范NFP18-559“砂與礫石在石蠟油中的密度測量”的方法進行對比。
1.法國規(guī)范NF P18-559“砂與礫石在石蠟油中的密度測量”
瀝青拌合完成后，拌合料冷卻時，粒料的孔隙內部產生壓力下降或瀝青的某些空隙部分產生吸氣。這樣的現(xiàn)象影響到瀝青混凝土的壓實度計算，瀝青混合料的砂和礫石的密度是通過比重瓶的方法決定的。
主要的試驗設備有：1.比重瓶: 每個比重瓶的長頸瓶容量1000ml（直徑45mm—50mm）, 瓶塞處有細長管（有刻度）帶漏斗。2. 真空泵或抽水器已獲取壓力47kPa。
主要的試驗步驟：
1.1樣品準備
a.準確測量20°C時石蠟油的密度，已知20°C時石蠟油的粘度170cSt± 10 cSt；
b.根據(jù)標準要求準備好試驗樣品800g礫石，樣品放在105°C ± 5°C的烘箱中烘干直至質量恒定。免費論文參考網(wǎng)。也就是說，樣品連續(xù)稱重，相隔一個小時，相差不大于0，1%。免費論文參考網(wǎng)。然后放在裝有顏色指示劑的無水硫酸鈣的干燥箱里進行冷卻直至試驗使用。
1.2確定樣品的干質量
已知比重瓶的質量M0 及內部體積V0接近0，1ml; 在比重瓶內加入密度為ρp t/m³的石蠟油以浸透測試樣品；把比重瓶與所加的液體進行稱重，得質量M1；小心的把樣品放進比重瓶里，均勻攪拌比重瓶以消除比重瓶里的氣泡，把已裝浸透樣品液體的比重瓶稱重，得質量M2；相減得樣品的干質量M3=M2-M1
1.3確定樣品的體積
把裝有樣品的比重瓶保持在壓力47kPa 2個小時，然后把比重瓶灌滿石蠟油，并放在20°C ± 1°C的室溫內 4--6小時。免費論文參考網(wǎng)。把比重瓶從室溫內取出，用過濾紙補充或吸收的方式把石蠟油添加至試管所需的刻度，這時稱的重量為M4。
所以液體的質量: MP=M4-(M0+M3)
液體的體積：VP = MP / ρp
相減得樣品的體積：Ve= V0- VP
將上述步驟中得到的試驗結果按公式計算后可得到石蠟油中料粒的體積，進一步可知石蠟油中集料的密度。試驗結果要取三次測試的平均值。
2.試驗結果及分析
本試驗中分別利用我國《公路工程集料試驗規(guī)程》(JTG E42—2005)和法國規(guī)范NF P18-559 “砂與礫石在石蠟油中的密度測量”法實測粗集料的表觀相對密度。法國規(guī)范NF P18-559法時間短，省去了傳統(tǒng)方法中的將集料在水中浸泡24h的要求，但是需要石蠟油為介質，成本較高。
在我國瀝青混合料配合比設計中常用集料的毛體積相對密度，但是在毛體積密度的測定方法中受人為因素的影響太大，用擰干的濕毛巾將每一顆集料都擦至飽和面干狀態(tài)，操作起來往往很困難，且易造成集料損失，以致在很大程度上影響瀝青混合料的理論最大相對密度和空隙率等一系列指標的確定。集料的表觀相對密度的測定誤差相對較小，在歐洲瀝青混合料配合比的設計中也普遍采用粗集料的表觀相對密度來計算混合料的合成密度和理論密度等指標。
本試驗中利用我國T 0304的網(wǎng)籃法和法國的NF P18-559法對不同料源三種不同規(guī)格的粗集料（2mm~6.3mm,6.3mm~10mm和10mm~14mm）進行了多次試驗，試驗都在同一溫度下進行（20°C）試驗中分別用兩種方法測定粗集料的表觀相對密度。從不同種料源的試驗結果分析，對于密度較大的集料，兩種方法測定的試驗結果相關性很好，特別是1#料，有幾組試驗結果完全一樣；而對于密度偏小的集料，兩種方法測定的結果就會偏大，用NF P18-559法測定的集料相對密度就會小于T 0304的網(wǎng)籃法測定的結果，舉幾組數(shù)據(jù)進行對比：
| T 0304的網(wǎng)籃法 | NF P18-559法 | |||
| 序號 | 集料類型 | 巖性 | 表觀相對密度 | 表觀相對密度 |
| 1 | 1# | 石灰?guī)r | 2.850 | 2.854 |
| 2 | 1# | 石灰?guī)r | 2.850 | 2.846 |
| 3 | 2# | 石灰?guī)r | 2.844 | 2.839 |
| 4 | 2# | 石灰?guī)r | 2.844 | 2.838 |
| 5 | 1# | 石灰?guī)r | 2.725 | 2.700 |
| 6 | 1# | 石灰?guī)r | 2.724 | 2.707 |
| 7 | 2# | 石灰?guī)r | 2.724 | 2.706 |
| 8 | 2# | 石灰?guī)r | 2.724 | 2.707 |
| 9 | 3# | 石灰?guī)r | 2.723 | 2.719 |
| 10 | 3# | 石灰?guī)r | 2.725 | 2.721 |
對這兩種方法的實測結果進行分析，兩種方法測得的粗集料的表觀相對密度跟集料本身的物理性質有關：隨著集料密度的減小而試驗結果的偏差就會變大。鑒于本試驗的測試結果，對于粗集料的表觀相對密度的測定，我國《公路工程集料試驗規(guī)程》(JTG E42—2005)中的T 0304的網(wǎng)籃法和法國的NF P18-559“砂與礫石在石蠟油中的密度測量”法都可用。但是考慮到對現(xiàn)場壓實度的計算誤差的影響，建議用法國的NF P18-559法來測定集料的表觀密度。
3.結束語
本試驗采用了我國《公路工程集料試驗規(guī)程》(JTG E42—2005)中的T 0304的網(wǎng)籃法和法國的NF P18-559“砂與礫石在石蠟油中的密度測量”法對不同料源的粗集料進行了表觀相對密度的測定，并對數(shù)據(jù)進行了分析，結果表明隨著集料本身密度的減小兩種方法測定的結果就會偏大。但是法國的NF P18-559法，是在20°C的石蠟油中進行的，模擬了瀝青拌合完成后，拌合料冷卻時，粒料的孔隙內部產生壓力下降或瀝青的某些空隙部分產生吸氣的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象影響了瀝青混凝土壓實度的計算，這種方法測得集料表觀相對密度對現(xiàn)場壓實度的計算誤差較小。由于該方法使用較少，有興趣者可以參照該方法進行。
【參考文獻】
[1] JTG E42～2005，公路工程集料試驗規(guī)程〔s〕．
[2] NF P18-559 ，Granulats ： Mesure de la masse volumiquedes sables et gravillons dans l'huile de paraffine，1992
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