细集料棱角性试验

1 目的与适用范围

1.1 本方法测定一定量的细集料通过标准漏斗，装入标准容器中的空隙率，称为细集料的棱角性，以百分率计。

1.2 本方法适用于测定天然砂、人工砂、石屑等使用于路面的细集料性，以预测细集料对沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能及对拌制水泥混凝土的和易性的影响。 2 仪具与材料

2.1 细集料棱角性测定仪：如图1所示，上部为一个金属或塑料制的圆筒，容积不少于200mL，下面接一个高38mm的金属制的倒圆锥筒漏斗，角度为60度±4度，漏斗内部光滑，流出孔开口直径12.7mm±0.6mm。测定仪下方放置一个100mL的铜制的容器，容器内径39mm,高86mm。此容器镶嵌在一块厚6mm的金属板上，容器与底板之间用环氧树脂填充固结。金属底板底部的正中央有一个凹坑，用尺与底座位置对路。 欠图1 细集料棱角性测定装置

2.2 标准筛：孔径为4.75mm、2.36mm的方孔筛或孔径为5mm、2.5mm的圆孔筛。 2.3 天平：感量不大于0.1g。 2.4 烘箱：能控温在105±5摄氏度。 2.5 玻璃板：60mm*60mm，厚4mm。 2.6 刮尺：带刃直尺，长100mm，宽20mm。 2.7 其它：搪瓷盘、毛刷等。 3 试验步骤

3.1 用水标定容器的容积V。 3.2 称取接受细集料的容器质量m0。

3.3 将从现场取来的细集料试样，按照最大粒径的不同选择2.36mm(或2.5mm)或4.75mm(或5mm)的标准筛过筛，除去大于最大粒径的部分，通常对天然砂或0~3mm(或5mm)石屑采用2.36mm(或2.5mm)筛，对0~5mm石屑或人工砂可采用4.75mm(或5mm)筛。

3.4 取约2kg试样放在搪瓷盘中，加水浸泡24h，仔细清洗，漂去混水。然后分数次用0.075mm筛用水仔细冲洗过筛。将上部分放入105±5摄氏度烘箱中烘干至恒重，冷却。按照四分法称取190±1g的试样不少于3份。

3.5 将漏斗与圆筒接好，成一整体。在漏斗下方置接受容器。用一块小玻璃板堵住开口处。 3.6 将试样从圆筒中央上方(高度与筒顶齐平)徐徐倒入漏斗，表面尺量倒平。

3.7 取走堵住漏斗开启门的小玻璃板。漏斗中的细集料随即通过漏斗开口处流出，进入接受容器中。 3.8 用带刃的直尺轻轻刮平容器的表面，不加任何振动。 3.9 称取容器与细集料的总质量m1，至0.1g。

3.10 按本规程T0330的方法测定细集料的毛体积密度ρb。 3.11 平行试验3次，以平均值作为细集料棱角性的试验结果。 4 计算

按式(1)、(2)计算容器中的细集料的松装密度和空隙率至小数点后1位，空隙率即为细集料的棱角性。 ρ=(m1-m0)/V U=(1-ρ/ρb)*100

式中:ρ--细集料的木松装密度，g/cm3； m0--容器空质量，g;

m1--容器与细集料的总质量，g； V--容器的容积，cm3；

U--细集料的空隙率，即棱角性，%； ρb--细集料的毛体积密度，g/cm3。

条文说明

天然砂与人工砂、石屑在使用于沥青混合料时，使用性能有很大的判别。由于天然砂经过亿万年的风化、搬运，一般比较坚硬，尤其是海砂，大部分是石英颗粒，所以天然砂作为细集料，往往有较好的耐久性。但是天然砂与沥青的粘附性往往较差，而且砂的形状基本上是球形颗粒，所以对高温抗车辙能力极为不利。相反，石屑由于是破碎石料时的下脚料，基本上是石料中较为薄弱的部分首先变成石屑剥落下来，所以石屑中扁平颗粒含量较大，而且强度较差，所以规范对石屑的使用有一定的限制。但是，正因为石屑是破碎得到的，使用表面特别粗糙，对提高马歇尔稳定度及车辙试验的动稳定度效果非常明显，而且扁平颗粒可以改善破碎方式得以减少，人工砂有时是在加工过程中将石屑中的粉料用吸尘设备吸走后得到的。 如何评价细集料的表面粗糙程度、棱角性，历来没有标准方法。美国在战略性公路研究计划(SHRP)研究过程中特别调测定砂的棱角性指标的重要性，提出了标准试验方法AASHTOTP33“细集料未压实空隙率试验方法(受颗粒形状、表面结构和级配的影响)”，提出了非常简单的测定棱角性的设备装置。该方法是将干燥细集料试样通过一个标准漏斗，漏入一个经标定的圆筒，由细集料的空隙率作为棱角性指标。空隙率越大，意味着有较大的内摩擦角，球状颗粒少，细集料的表面构造粗糙，所以描述细集料的性能的重要指标。 但在AASHTO TP22方法中，有三种试样，一种是标准试样(A组)，由下列样品组成： 2.36mm~1.18mm 44g 1.18mm~0.60mm 57g 0.60mm~0.30mm 72g 0.30mm~0.15mm 17g

A组试样一组合计190g。混合在一起进行空隙率的测定。

B组试样是用2.36mm~1.18mm、1.18mm~0.60mm、0.60mm~0.30mm三组试样分别取190g进行试验，棱角性由三个空隙率的平均值表示。A、B试样都是用水清洗干净后试验的。

C组试样即本规程规定的由4.75mm筛过筛的试样，但堆积中未要求清洗，考虑到C组试验更符合我国目前还做不到将细集料筛分后再配合使用的工程实际情况，所以本规程仅列入了C组一种试样的试验方法。 SHRP的SUPERPAVE配合比设计方法对细集料的棱角性作出了规定，如下表所示。

距路面下深度(mm) 道路交通量 (百分辆ESALs) <100 <0.3 <1 <10 <30 <100 <=100 -- 40% 40% 45% 45% 45% >100 -- -- 40% 40% 45% 45% 美国对SMA路面要求细集料的棱角性不得小于45%，细集料的棱角性对SMA集料的嵌挤作用非常重要，通过细集料的棱角性试验方法，可以评定天然砂、人工砂、石屑等细集料颗粒对沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能的影响。