同济道路工程材料试验报告

《道路工程材料》

实验报告

姓名：冯孝涛

学号：

专业：土木工程

授课教师：孙大全教授

试验日期：年月日

实验名称: 细集料表观密度实验（容量瓶法）

实验目的

用容量瓶法测定细集料（天然砂、石屑、机制砂）在一定温度下的表观密度。本方法适用于含有少量粒径大于的细集料。

仪器和材料

称量、感量的天平，的容量瓶，能使温度控制在℃±℃范围的烘箱，另有干燥器、浅盘、料勺、温度计和烧杯等。

实验步骤

()试样准备

将缩分至左右的试样在℃℃的烘箱内烘至恒量，并在干燥器内冷却至室温，分成两份备用。()试验步骤

①称取烘干的试样()，装入盛有半瓶蒸馏水的容量瓶中。

②摆转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置左右，然后用滴管向瓶内添水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其总质量()。

③倒出瓶中的水和试样，将瓶的内外洗净，再向瓶中注入温差不超过℃的蒸馏水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外的水分，称其总质量()。

在砂的表观密度试验过程中应测量并控制水的温度，试验中的各项称量可以在℃的温度范围内进行。从试样加水静置的最后起至试验结束，其温差不应超过℃。

数据计算和分析

表试验数据

细集料的表观密度计算公式为：

式中：——细集料的表观密度，；

——试样的烘干质量，；

——水和容量瓶总质量，；

——试样、水和容量瓶总质量，；

——水在℃时的密度值，；

——试验时水温对水相对密度影响的修正系数，按照表取值。

表不同水温下的温度修正系数

计算得细集料表观密度为：

结论

试验测得该试样细集料表观密度为。

实验结果分析

上述测得的两组数据分别计算集料的表观密度得到：

ρ、ρ之差大于，误差超过限值，分析原因有以下几点：

1.试验因时间原因，并没有按照试验要求的时间和细节进行；

2.试验中采用的是四只容量瓶，两只盛蒸馏水，两只盛细集料并加水，平行实验，并未按照实

验要求的采用同一只容量瓶先后试验，引起了实验的误差；

3.尽管实验结果误差超限，但通过此次试验，该实验的试验原理我们已经掌握。

实验名称: 细集料堆积密度和空隙率试验

实验目的

测定砂自然状态下堆积密度、振实密度及空隙率。

仪器和材料

() 密度测试仪

由标准漏斗和容量筒组成，如图所示。容量筒的内径，净高，筒壁厚，筒底厚，容积约为。

() 其他

称量、感量的台秤，能控温在℃±℃范围的烘箱，铝制料勺，直尺和浅盘。

实验步骤

() 试样制备

用浅盘取试样约，在温度℃±℃的烘箱内烘干至恒温，取出冷却至室温，分成大致相等的两份备用。

() 试验步骤

①堆积密度

将试样装入漏斗中，使试样流入容量筒中，漏斗出料口距容量筒口应为左右，试样装满并超出容量筒筒口后，用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称取质量。

②振实密度

取试样一份，分两层装入容量筒，装完一层后，在筒底垫放一根直径的钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各下，然后再装入第二层。第二层装满后用同样方法颠实，但筒底所垫钢筋的方向应与颠实第一层的放置方向垂直。第二层装完并颠实后，加料直至试样超出容量筒筒口，然后用直尺将多余的试样沿筒口中心线像两个相反方向刮平，称其质量。

数据计算和分析

两次试验数据如下表

集料的堆积密度、振实密度以及空隙率计算公式为：

式中：——容量筒的质量，；

——容量筒和堆积体积集料的总质量，；

——容量筒和振实体积集料的总质量，；

——容量筒的体积，；

——砂的堆积密度或振实密度，；

——砂的表观密度，。

（）堆积密度：

空隙率：

（）振实密度：

空隙率：

结论

该细集料试样堆积密度为，空隙率；振实密度为，空隙率。实验名称: 细集料的筛分试验

实验目的

测定细集料（天然砂、人工砂、石屑）的颗粒级配及粗细程度。对水泥混凝土用细集料可采用干筛法，如果需要也可采用水洗法筛分；对沥青混合料及基层用细集料必须采用水洗法筛分。仪器和材料

()标准筛

孔径为、、、、、、和的方孔筛，筛盖和筛底盘各一个（注：此次试验中无筛）。

()摇筛机（此次试验中采用人工筛分）

()其他

称量、感量不大于的天平，能控温℃±℃的烘箱，浅盘和软、硬毛刷等。

实验步骤

()试样准备

将取来样品筛大于的颗粒，在潮湿状态下充分拌匀，用四分法缩分至每份不少于的试样两份，在℃±℃的烘箱内烘干至恒量，冷却至室温备用。

()试验步骤

水泥混凝土用砂

准确称取烘干试样()，精确至，置于套筛的最上面一个筛中，一般为筛，按照筛孔大小顺序在清洁的搪瓷盘上逐个进行手筛，直至每分钟的筛出量不超过试样总质量的时为止，将筛出的颗粒并入下一号筛，并和下一号筛中的试样一起过筛。按此顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。称量出各号筛的筛余试样的质量，准确至。所有各筛的分计筛余量与底盘中剩余量的总量与筛分前的试样总量相比，相差不得超过，否则须重新试验。

沥青路面用细集料（天然砂、人工砂和石屑）

①准确称取烘干试样，精确至。

②将试样置于一个洁净容器中，加入足够的洁净水，使细粉悬浮在水中，但不得有集料颗粒从水中溅出。用筛和筛组成套筛，仔细将容器中混有细分的悬浮液徐徐倒出，经过套筛流入另一容器中，但不得将集料倒出。重复这个步骤，直至倒出的水洁净为止。

③将容器中的集料倒入搪瓷盘中，用少量水冲洗，使容器上粘附的集料颗粒全部进入搪瓷盘。将筛子反过来，用少量水将筛内的集料冲洗进搪瓷盘中。将搪瓷盘连同集料一起置于℃±℃的烘箱内烘干至恒量，称取干燥试样质量，准确至。与之差即为通过筛的粉料质量。

④将已经洗去颗粒的干燥集料置于套筛的最上面一个筛中，一般为筛，进行集料的筛分操作，有关步骤同水泥混凝土用砂的筛分步骤。

数据计算和分析

()各号筛的筛余试样的质量

记录各号筛的筛余试样的质量数据如表所示。

表细集料筛分试验数据记录表

()计算级配参数

计算各号筛的分计筛余百分率、累计筛余百分率和通过百分率，准确至，得到结果如表所示。

表细集料级配参数计算表

()绘制级配曲线

根据各筛通过百分率的平均值绘制筛分曲线图，如图所示。

图细集料筛分曲线图

级配曲线平顺圆滑不间断，因而可以判断，该集料由大到小且各级粒径的颗粒都有，各级颗粒按照一定的比例搭配，故该集料属于连续级配。

()计算集料的细度模数

细度模数的计算公式为：

因此，该细集料的细度模数

结论

该集料属于连续级配，且细度模数为，属于中砂。

实验名称：石油沥青的针入度试验

实验目的

沥青针入度是在规定温度（℃）和规定时间（）内，附加一定重量的标准针（）垂直贯入沥青试样中的深度，单位为，通过针入度的测定掌握不同沥青的粘稠度以及进行沥青标号的划分。仪器和材料

（）针入度仪：凡能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动，并能指示针贯入深度准确至都仪器均可使用。针和针连杆组合件总质量为±，另附±砝码一只，试验总质量为±。当采用其它试验条件时，应在试验结果中注明。仪器设有放置平底玻璃保温皿的平台，并有调节水平的装置，针连杆应与平台相垂直。仪器设有针连杆制动按钮，使针连杆可自由下落。针连杆易于装拆，以便检查其质量。仪器还设有可自由转动与调节距离都悬臂，其端部有一面小镜或聚光灯泡，借以观察针尖与试样表面接触情况。当为自动针入度仪时，各项要求与此项相同，温度采用温度传感器测定，针入度值采用位移计测定，并能自动显示或记录，且应对自动装置的准确性经常校验。为提高测试精密度，不同温度的针入度试验宜采用自动针入度仪进行。

（）标准针：标准针由硬质淬火的不锈钢制成，洛氏硬度～,表面粗糙度为μ～μ，针及针杆总质量±，针杆上应打印有号码标志，针应设有固定用装置盒（筒），以免碰撞针尖，每根针必须附有计量部门的检验单，并定期进行检验。

（）盛样皿：金属制，圆柱形平底。小盛样皿的内径，深（适用于针入度小于）；大盛样皿内径，深（适用于针入度～）；对针入度大于的试样需使用特殊盛样皿，其深度不小于，试样体积不少于。（）恒温水槽：容量不少于，能保持温度在试验温度的℃范围内。水槽中应设有一带孔的搁架，位于水面下不得少于，距水槽底不得少于处。

（）平底玻璃皿：透明玻璃制的平底玻璃皿，容量不少于，深度不少于。内设一个不锈钢三脚支架，能使盛样皿稳定。

（）其他：测温范围℃～℃、分度℃的玻璃温度计。熔化试样用的金属皿或瓷柄皿。加热用电炉或砂浴、石棉网、三氯乙烯溶剂等。

实验步骤

（）准备工作

将恒温水槽调节到试验要求的温度℃，或其他需要的试验温度，保持稳定。

将预先除去水分的沥青试样在砂浴或密闭电炉上小心加热，不断搅拌以防止局部过热，加热温度不得超过预估的软化点℃。加热时间不得超过，用筛孔的筛子滤除沥青中的杂质。加热搅拌过程中避免试样中混入空气泡。

根据预计沥青的针入度选择盛样皿，保证试样在盛样皿中的高度超过针入度。将试样倒入盛样皿，使其在℃室温冷却（小试样皿），在冷却过程中应防止灰尘落入试样皿。然后将盛样皿移入维持在规定温度试验温度℃的恒温水浴中，恒温时间。

调节针入度仪至水平状态，检查针连杆和导轨，以确认无水和其他外来物，无明显摩擦。用三氯乙烯核其他合适的溶剂清洗标准针，用干棉花将其擦干，把针插入针连杆中插紧。按试验条件放好砝码。

（）试验步骤

到恒温时间后，取出盛样皿，放入水温控制在试验温度℃的平底玻璃皿中的三脚架上，试样表面以上的水层深度不少于。

将盛有试样的平底玻璃皿置于针入度仪的平台上慢慢放下连杆，使针尖刚好与试样接触。必要时用放置在合适位置的光源反射来观察。拉下刻度盘的连杆，使与针连杆顶端相接触。调节针入度仪刻度盘使指针指零。

采用自动针入度仪时，计时与标准针落下贯入试样同时开始，至时自动停止。

拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，此时刻度盘指针所指的读数，精确至，即为试样的针入度。（）试验要求

同一试样平行试验至少次，各测定点之间及测定点与盛样皿边缘之间的距离不应小于。每次测定前应将平底玻璃皿放入恒温水浴，每次测定应换一根干净的试针或取下试针用三氯乙烯擦干净，再用干净的棉花擦干。

数据计算和分析

（）针入度

同一试样次平行试验结果的最大值和最小值之差在表的允许偏差范围内时，计算三次试验结果的平均值，取至整数作为试验结果，以为单位。若差值超过表的数值，试验重做。

表针入度试验允许差值要求

应报告标准试验温度（℃）、其他试验温度时的针入度，以及由此求得的针入度指数、当量软化点和当量脆点，计算针入度指数回归公式的相关系数等。

（）重复性与再现性

当试验结果<（）时，重复性试验的允许差为（），再现性试验的允许差为（）。

当试验结果（）时，重复性试验的允许差为平均值的，再现性试验的允许差为平均值的。试验数据：

结论

该沥青试样的针入度值为（）。

实验名称：沥青的软化点试验（环球法）

姓名：学号

实验目的

（）“环球法”软化点是将沥青浇注在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，试样在溶液中以（±）℃／的速度加热，当试样受热后，逐渐软化至钢球使试样下垂达规定距离（）

时的温度，以℃表示。

（）本方法适用于测定道路石油沥青、煤沥青、液体石油沥青经蒸馏和乳化沥青蒸发后残留物等材料的软化点。

仪器和材料

（）软化点试验仪

环与球软化点仪由钢球、试样环、钢球定位环、金属支架和烧杯组成，见图。球直径为，质量为，表面光滑。

试样环由黄铜或不锈钢制成，形状与尺寸见图。钢球定位环由黄铜或不锈钢制成，能使钢球定位于试样中央。

试验支架由两根连接立杆和层平行金属板组成，分别为上盖板、中层板和下底板。中层板上有两个圆孔，以供放置试样环，与下底板之间的距离为。在连接立杆上距中层板顶面处，刻有一液面指示线。

烧杯是由耐热玻璃制作的无嘴高型烧杯，容积约，直径不小于，高度不小于，其上口应与上盖板相配合。（）加热炉具

装有温度调节器的电炉或其他加热炉具。

（）其他图软

化点试验仪（单位）

刻度℃、分度℃的全

浸玻璃温度计只，刻度℃、

分度℃的全浸玻璃温度计只。新煮沸过的蒸馏水。恒温水槽、试模底

板、平直刮刀、甘油滑石粉隔离剂等与延度试验相同。

图试样环

实验步骤

（）准备工作

将试样环置于涂有隔离剂的试模底板上。采用与针入度试验相同方法准备好沥青试样，将试样徐徐注入试样环内至略高出环面为止。如预估软化点在℃以上时，应将试样环与试模底板预热至℃。试样在室温条件下冷却后，用热刀刮去高出环面上的试样，使与环面平齐。

（）试验步骤

预估软化点不高于℃的试样

将盛有试样的试样环与试模底板同置于盛水的℃℃恒温水槽内至少。或将试样环水平地安放在试验架中层板的圆孔中，然后放在烧杯中，在℃℃下恒温。

烧杯内注入新煮沸并冷却至约℃的蒸馏水，使水面略低于立杆上的液面指示线。

从恒温水槽中取出试样环放置在金属支架中层板的圆孔中，套上钢球定位环，把整个支架放在烧杯内，调整水面至连杆上的液面指示线标记，保持水温℃℃，支架上任何部分均不得有气泡。将温度计由上层板中心孔垂直插入，使温度计端部测温头与试样环下面平齐。

将盛有水和支架的烧杯移放至有石棉网的加热炉具上，然后将钢球放在钢球定位环中间的试样上，立即加热，使烧杯内的水温度在内调节至恒定上升速度℃℃。在加热过程中，应使试样环的平面在全部加热时间内完全处于水平状态，记录每分钟的上升温度，如果温度的上升速度超出规定范围时，则应重新进行试验。

试样受热软化下坠至与下层底板表面接触时，立即读取温度，精确至℃，即为试样的软化点。取平行测定两个结果的算术平均值作为测定结果。

预估软化点高出℃的试样

将盛有试样环与试模底板同置于装有℃℃甘油的恒温槽内至少，同时将金属支架、钢球、钢球定位环等也放入。在烧杯内注入预先加热至℃的甘油，其液面略低于立杆上的液面指示线。从恒温水槽中取出试样环，按照上述方法进行测定，精确至℃。

数据计算和分析

测试结果精确度要求

同一试样平行试验次，当次测定值的差值符合重复性试验精度要求时，取其平均值作为软化点试验结果，精确至℃。

当试样软化点<℃时，重复性试验的允许差为℃，再现性试验的允许差为℃。

当试样软化点℃时，重复性试验的允许差为℃，再现性试验的允许差为℃。

试验数据：

结论

该沥青试样的软化点为℃。

实验名称：沥青混合料马歇尔稳定度和流值测定试验姓名：学号

实验目的

沥青混合料稳定度试验是将沥青混合料制成圆柱形试件，在稳定度仪上测定其稳定度和流值，以这两项指标来表征其高温时的稳定性和抗变形能力。

根据沥青混合料的力学指标（稳定度和流值）和物理常数（密度、空隙率和沥青饱和度等），以及水稳定性（残留稳定度）和抗车辙（动稳定度）检验，即可确定沥青混合料的配合比组成。仪器和材料

（）沥青混合料马歇尔试验仪

马歇尔试验仪应符合国家标准《沥青混合料马歇尔试验仪》（）的技术要求。

对于高速公路和一级公路的沥青混合料宜采用自动马歇尔试验仪，用计算机或记录仪记录荷载——位移曲线，并具有自动测定荷载与试件垂直变形的传感器、位移计，能够自动显示或打印试验结果。对于标准马歇尔试件，试验仪的最大荷载不小于，读数准确度，加速速率应保持，钢球直径，上下压头曲度半径为。当采用大型马歇尔试件时，试验仪的最大荷载不小于，读数准确度，上下压头曲度内径为，上下压头间距。

（）恒温装置

能保持水温于测定温度℃的恒温水槽，深度不少于。烘箱。

（）真空饱水容器

由真空泵和真空干燥器组成。

（）其他、

感量不大有的天平，分度℃的温度计，卡尺或试件高度测定器，棉纱、黄油等。

实验步骤

（）准备工作

测量试件直径和高度，在十字对称的个方向量测量试件的高度，测点应距试件边缘，准确至，并以平均值作为试件的高度。如果标准试件高度不符合±、大型试件的高度不符合±的要求，或两侧高度差大于时，此试件应作废。

按前述方法测定试件的各项物理指标。

将恒温水槽调节至要求的试验温度，对粘稠石油沥青混合料或烘箱养生的乳化沥青混合料为℃±℃，对空气养生的乳化沥青混合料为℃±℃。将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温～（标

准试件）或（大型试件）。试件应垫起，离容器底部不小于。

（）试验步骤

将马歇尔试验仪的上下压头放入烘箱中达到同样温度。将上下压头从烘箱中取出，擦拭干净内面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。

在上压头的球座上放妥钢球，并对准荷载测定装置（应力环或传感器）的压头。

当采用自动马歇尔试验仪时，将自动马歇尔试验仪的压力传感器与计算机或记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例，并调整记录笔的零点。

当采用压力环和流值计时，将流值计安装在导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将流值计读数调零。调整压力环中百分表，对零。

启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为±。计算机或记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线，并将数据自动存入计算机。

当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取应力环中百分表读数及流值计的流值读数。从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不应超过。

数据计算和分析

（）试件的稳定度与流值

采用自动马歇尔试验仪测定

采用自动马歇尔试验仪测定时，将计算机

采集的数据，或记录仪自动记录的荷载——

变形数据绘制成压力——试件变形曲线，见

图。按照图所示的方法，在切线方向延长曲

线与横坐标相交于，将作为修正原图马

歇尔试验结果的修正示意图点，从起量取相应荷载最大值时的变形作为流值，以计，准确至。最大荷载即为马歇尔稳定度，以计，准确至。

采用压力环河流值表测定

当用压力环和流值表测定时，根据压力环表标定曲线，将压力环中百分表的读数换算为荷载值，即试件的稳定度，以计，准确至。由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形，即为试

件的流值，以计，准确至。

（）试件的浸水残留稳定度

根据试件的浸水马歇尔稳定度和标准马歇尔稳定度，可按下式计算试件的浸水残留稳定度。

式中：——试件的浸水残留稳定度，；

——试件浸水后的马歇尔稳定度，；

——试件按标准试验方法测得的马歇尔稳定度，。

（）试件的真空饱水残留稳定度

根据试件的真空饱水残留稳定度和标准稳定度，可按下式计算试件真空饱水残留稳定度。

式中：——试件的真空饱水残留稳定度，；

——试件真空饱水后浸水后的马歇尔稳定度，；

——试件按标准试验方法测得的马歇尔稳定度，。

（）试验数据：

（）马歇尔试验结果

目标配合比按沥青油石比分别为、、、、，做马歇尔试验，空隙率的计算马歇尔试件密度采用毛体积相对密度，最大理论密度采用真空实测法，不同油石比的马歇尔各项试验指标见下表：

（）选定油量

沥青混凝土沥青用量选定图