T 0705—2011 压实沥青混合料密度试验(表干法)

时间: 2020-04-19 20:57 阅读: 次大中小

T 0705

　　(表干法)

　　目的与适用范围

1.1

　　本方法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件，包括密级配沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)和沥青稳定碎石等沥青混合料试件的毛体积相对密度和毛体积密度。标准温度为25±0.5℃。

1.2

　　本方法测定的毛体积相对密度和毛体积密度适用于计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标。

　　仪具与材料技术要求

2.1

　　浸水天平或电子天平：当最大称量在3kg以下时，感量不大于0.1g;最大称量3kg以上时，感量不大于0.5g。应有测量水中重的挂钩。

2.2

　　网篮。

2.3

　　溢流水箱：使用洁净水，有水位溢流装置，保持试件和网篮浸入水中后的水位一定。能调整水温至25±0.5℃。

2.4

　　试件悬吊装置：天平下方悬吊网篮及试件的装置，吊线应采用不吸水的细尼龙线绳，并有足够的长度。对轮碾成型机成型的板块状试件可用铁丝悬挂。

2.5

　　秒表。

2.6

　　毛巾。

2.7

　　电风扇或烘箱。

　　方法与步骤

3.1

　　准备试件。本试验可以采用室内成型的试件，也可以采用工程现场钻芯、切割等方法获得的试件。当采用现场钻芯取样时，应按照T0710的方法进行。试验前试件宜在阴凉处保存(温度不宜高于35℃)，且放置在水平的平面上，注意不要使试件产生变形。

3.2

　　选择适宜的浸水天平或电子天平,最大称量应满足试件质量的要求。

3.3

　　除去试件表面的浮粒，称取千燥试件的空中质量(ma)、根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g或0.5g。

3.4

　　将溢流水箱水温保持在25±0.5℃。挂上网篮，浸人溢流水箱中，调节水位，将天平调平并复零，把试件置于网篮中(注意不要晃动水)浸水中3~5min，称取水中质量(mw)。若天平读数持续变化，不能很快达到稳定，说明试件吸水较严重，不适用于此法测定，应改用本规程T0707的蜡封法测定。

3.5

　　从水中取出试件，用洁净柔软的拧干湿毛巾轻轻擦去试件的表面水(不得吸走空隙内的水)，称取试件的表干质量(mf)。从试件拿出水面到擦拭结束不宜超过5s，称量过程中流出的水不得再擦拭。

3.6

　　对从工程现场钻取的非干燥试件，可先称取水中质量(mw)和表干质量(mf)，然后用电风扇将试件吹干至恒重(一般不少于12h，当不需进行其他试验时,也可用60±5℃烘箱烘干至恒重)，再称取空中质量(ma)。

　　计算

4.1

　　按式(T0705-1)计箅试件的吸水率，取1位小数。

S_a=	m_f－m_a	×100		(T 0705-1)
	m_f－m_w

　　式中：Sa——试件的吸水率(%);

　　ma——干燥试件的空中质量(g);

　　mw——试件的水中质量(g);

　　mf——试件的表干质量(g)。

4.2

　　按式(T0705-2)及式(T0705-3)计算试件的毛体积相对密度和毛体积密度，取3位小数。

γ_f=	m_a	(T 0705-2)
	m_f－m_w

ρ_f=	m_a	×ρ_w	(T 0705-3)
	m_f－m_w

　　式中： γf——试件毛体积相对密度，无量纲;

　　ρf——试件毛体积密度(g/cm3);

　　ρw——时水的密度，取0.9971g/cm3

4.3

　　按式(T0705-4)计算试件的孔隙率，取1位小数。

VV=(1－	γ_f	)×100		(T0705-4)
	γ_t

　　式中：VV——试件的空隙率(%);

　　γt——沥青混合料理论最大相对密度，按4.7的方法计算或实测得到，无量纲;

　　γf——试件的毛体积相对密度，无量纲，通常采用表干法测定;当试件吸水率Sa>2%时，宜采用蜡封法测定;当按规定容许采用水中重法测定时，也可采用表观相对密度代替。

4.4

　　按式(T0705-5)计算矿料的合成毛体积相对密度，取3位小数。

γ_sb=	100					(T 0705-5)
	P₁	+	P₂	+…+	P_n
	γ₁		γ₂		γ_n

　　式中： γsb——矿料的合成毛体积相对密度，无量纲;

　　P1、P2、…Pn——各种矿料占矿料总质量的百分率(%)，其和为100;

　　γ1、γ2…γn——各种矿料的相对密度，无量纲;采用《公路工程集料试验规程》(JTGE42—2005)的方法进行测定，粗集料T0304方法测定;机制砂及石屑可按T0330方法测定，也可以用筛出的2.36 ~4.75mm部分按T 0304方法测定的毛体积相对密度代替;矿粉(含消石灰、水泥)采用表观相对密度。

4.5

　　按式(T0705-6)计算矿料的合成表观相对密度，取3位小数。

γ_sa=	100					(T 0705-6)
	P₁	+	P₂	+…+	P_n
	γ'₁		γ'₂		γ'_n

　　式中： γsa——矿料的合成表观相对密度，无量纲;

　　γ'1、γ'2…γ'n——各种矿料的表观相对密度，无量纲。

4.6

　　确定矿料的有效相对密度，取3位小数。

4.6.1

　　对非改性沥青混合料，采用真空法实测理论最大相对密度，取平均值。按式(T0705-7)计算合成矿料的有效相对密度γse。

γ_se=	100－P_b			(T 0705-7)
	100	+	P_b
	γ_t		γ_b

　　式中：γse——合成矿料的有效相对密度，无量纲;

　　Pb——沥青用量，即沥青质量占沥青混合料总质量的百分比(%);

　　γt——实测的沥青混合料理论最大相对密度，无量纲;

　　γb——25℃时沥青的相对密度，无量纲。

4.6.2

　　对改性沥青及SMA等难以分散的混合料，有效相对密度宜直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按式(T0705-8)计算确定，其中沥青吸收系数C值根据材料的吸水率由式(T0705-9)求得，合成矿料的吸水率按式(T0705-10)计算。

　　γse= Cγsa+(1-C)γsb(T0705-8)

　　C=0.033w2 x-0.2936wx+0.9339(T0705-9)

w_x=(	1	－	1	)×100	(T0705-10)
	γ_sb		γ_sa

　　式中：C——沥青吸收系数，无量纲;

　　wx——合成矿料的吸水率(%)。

4.7

　　确定沥青混合料的理论最大相对密度，取3位小数。

4.7.1

　　对非改性的普通沥青混合料，采用真空法实测沥青混合料的理论最大相对密度γt。

4.7.2

　　对改性沥青或SMA混合料宜按式(T0705-11)或式(T0705-12)计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度。

γ_t=	100＋P_a			(T0705-11)
	100	+	P_a
	γ_se		γ_b

γ_t=	100+P_a+P_x					(T0705-12)
	100	+	P_a	+	P_x
	γ_se		γ_b		γ_x

　　式中：γt——计算沥靑混合料对应油石比的理论最大相对密度，无量纲;

　　Pa——油石比，即沥青质量占矿料总质量的百分比(%);

　　Pa=[Pb/(100-Pb)]×100

　　Px——纤维用量，即纤维质量占矿料总质量的百分比(%);

　　γx——25℃时纤维的相对密度，由厂方提供或实测得到，无量纲;

　　γse——合成矿料的有效相对密度，无量纲;

　　γb——25℃时沥青的相对密度，无量纲。

4.7.3

　　对旧路面钻取芯样的试件缺乏材料密度、配合比及油石比的沥青混合料，可以采用真空法实测沥青混合料的理论最大相对密度γt。

4.8

　　按式(T0705-13)~式(T0705-15)计算试件的空隙率、矿料间隙率VMA和有效沥青的饱和度VFA，取1位小数。

VV=(1－	γ_f	)×100		(T0705-13)
	γ_t

VV=(1－	γ_f	×	P_s	)×100	(T0705-14)
	γ_sb		100

VFA=	VMA－VV	×100	(T0705-15)
	VMA

　　式中：VV——沥青混合料试件的空隙率(%);

　　VMA——沥青混合料试件的矿料间隙率(%);

　　VFA——沥青混合料试件的有效沥青饱和度(%);

　　Ps ——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和(%);

　　Ps=100 - Pb

　　γsb——矿料的合成毛体积相对密度，无量纲。

4.9

　　按式(T0705-16)~式(T0705-18)计算沥青结合料被矿料吸收的比例及有效沥青含量、有效沥青体积百分率，取1位小数。

P_ba=	γ_se－γ_sb	×γ_b	×100	(T0705-16)
	γ_se×γ_sb

P_b_e=	P_b－	P_b_a	×100	(T0705-17)
		100

V_be=	γ_f×P_be	(T0705-18)
	γ_b

　　式中：Pba——沥青混合料中被矿料吸收的沥青质量占矿料总质量的百分率(%);

　　Pbe——沥青混合料中的有效沥青含量(%);

　　Vbe——沥青混合料试件的有效沥青体积百分率(%)。

4.10

　　按式(T0705-19)计箅沥青混合料的粉胶比，取1位小数

FB=	P_0.075	(T0705-19)
	P_be

　　式中：FB——粉胶比，沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含量的比值，无量纲;

　　P0.075——矿料级配中0.075mm的通过百分率(水洗法)(%)。

4.11

　　按式(T0705-20)计算集料的比表面积，按式(T0705-21)计算沥青混合料沥青膜有效厚度。各种集料粒径的表面积系数按表T0705-1取用。

　　SA=Σ(PiFAi) (T0705-20)

DA=	P_be	×1000	(T0705-21)
	ρ_b×P_s×SA

　　式中：SA——集料的比表面积(m2/kg);

　　Pi——集料各粒径的质量通过百分率(%);

　　FAi——各筛孔对应集料的表面积系数(m2/kg)，按表T0705-1确定;

　　DA——沥青膜有效厚度(μm);

　　ρb——沥青25℃时的密度(g/cm3)。

表T0705-1 集料的表面积系数及比表面积计算示例

筛孔尺寸(mm)	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
表面积系数 FA(m²/kg)	0.0041	—	—	—	0.0041	0.0082	0.0164	0.0287	0.0614	0.1229	0.3277
集料各粒径的质量通过百分率P_i(%)	100	92	85	76	60	42	32	23	16	12	6
集料的比表面积FA_i×P_i(m²/kg)	0.41	—	—	—	0.25	0.34	0.52	0.66	0.98	1.47	1.97
集料比表面积总和SA(m²/kg)	SA=0.41+0.25+0.34+0.52+0.66+0.98+1.47+1.97=6.60

　　注：矿料级配中大于4.75mm集料的表面积系数FA均取0.004 1。计算集料比表面积时，大于4.75mm集料的比表面积只计算一次，即只计算最大粒径对应部分。如表T0705-1，该例的SA=6.60 m2/kg，若沥青混合料的有效沥青含量为4.65%，沥青混合料的沥青用量为4.8%，沥青的密度1.03 g/cm3，Ps=95.2，则沥青膜厚度DA=4.65/(95.21.036.60)1 000=7.19μm。

4.12

　　粗集料骨架间隙率可按式(T0705-22)计算，取1位小数。

VCA_mix=	100－	γ_f	×P_ca	(T0705-22)
		γ_ca

　　式中：VCAmix——粗集料骨架间隙率(%);

　　Pca——矿料中所有粗集料质量占沥青混合料总质量的百分率(%)，按式(T0705-23)计算得到;

　　Pca=Ps PA4.75/100 (T0705-22)

　　PA4.75——矿料级配中4.75mm筛余量，即100减去4.75mm通过率;

　　注：PA4.75对于一般沥青混合料为矿料级配中4.75mm筛余量，对于公称最大粒径不大于9.5mm的SMA混合料为2.36mm筛余量，对特大粒径根据需要可以选择其他筛孔。

　　γca——矿料中所有粗集料的合成毛体积相对密度，按式(T 0705-24)计算，无量纲;

γ_ca=	P₁_c+P₂_c+…+P_nc					(T0705-24)
	P₁_c	+	P_2c	+…+	P_nc
	γ₁_c		γ₂_c		γ_nc

　　P1c…Pnc——矿料中各种粗集料占矿料总质量的百分比(%);

　　γ1c…γnc——矿料中各种粗集料的毛体积相对密度。

　　报告

　　应在试验报告中注明沥青混合料的类型及测定密度采用的方法。

　　允许误差

　　试件毛体积密度试验重复性的允许误差为0.020g/cm3。试件毛体积相对密度试验重复性的允许误差为0.020。

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