试验检测工程师考试资料

2007年试验检测工程师考试大纲及解答 （材料） 1 土工试验(1)土的三相组成及物理性质指标换算了解：土的形成过程。 土是由地壳表面的岩石经过物力风化 化学风化和生物风化作用之后的产物。岩石暴露在大气中，受到温度变化的影响，体积经常发生膨胀和收缩，不均匀的膨胀和收缩使之产生裂缝，同时长期经受风 霜 雨和雪的侵蚀以及动植物的破坏，逐渐由整块岩石崩解成大小不等和形状不同的碎块，这个过程叫物理风化。物理风化只改变岩石颗粒的大小和形状，不改变颗粒的成分。物理风化后形成的碎块与氧气 二氧化碳和水接触，经过化学变化，变成更细的颗粒并且成分也发生改变，产生与原来岩石成分不同的矿物，这个过程叫做化学风化。在此基础上，加之生物活动的参与，从而产生有机质的积聚，经过这些风化作用所形成的矿物颗粒堆积在一起，其间贯穿着孔隙，孔隙间存在着水和空气。这种松散的固体颗粒（有时还会含有有机质） 水和气体的集合体即是土。熟悉：土的三相组成；土的物理性质指标及指标换算。 土是由土颗粒（固相）水（液相）及气体（气相）三种物质组成的集合体。 土的密度 土颗粒的比重（或土粒密度） 土的含水量 干密度 饱和密度 浮密度 孔隙比 孔隙率 饱和度指标换算：上述土的三相比例指标中，土粒比重G、含水量和重度三个指标是通过试验测定的。在测定这三个基本指标后，可以导得其余各个指标常用图2-21所示三相图进行各指标间关系的推导，令w=1gf/cm3，令Vs=e，V1e，Ws=VsG=G，WwWs=G,W=G(1+)。常用图2-21所示三相图进行各指标间关系土的三相比例指标换算公式如下：掌握：含水量试验；密度试验；相对密度试验 含水量试验 （烘干法） 一、定义土的含水量是在105-110下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示，本法是测定含水量的标准方法。二、适用范围 粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。三、主要仪器设备烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105-110的其他能源烘箱，也可用红外线烘箱天平：感量0.01g。 称量盒（定期调整为恒质量）四、计算公式 含水量（湿土质量干土质量）/干土质量 100 注：计算至0.1。五、允许差值本试验须进行二次平行测定，取其平均算术平均值，允许平行差值应符合如下规定含水量（） 允许平行差值（） 5以下 0.3 40以下 1 40以上 2密度试验（灌砂法）一、目的与使用范围 本试验适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面土路基土的各种材料的压实层的密度和压实度，也使用于路清表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：（1）、当基料的最大粒径小于15mm，测定层的厚度不超过150mm时，宜采用直径100mm的小型灌砂筒测试。（2）、当最大粒径等于或大于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用直径150mm的大型灌砂筒测试。二、仪器与材料灌砂筒、金属标定罐、基板、量砂（粒径0.300.60mm或0.250.50mm清洁干燥均匀砂2040g）三、方法与试验步骤1、标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量。2、标标定量砂的单位质量（g/cm3）3、将盛有量砂（M5）的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中空内，直到砂不在流。取下灌砂筒，称取量筒内砂的质量（M6），准确至1g。4、称取试坑中全部材料的总质量Mw。5、从挖出的全部材料中取有代表性的样品，测定其含水量（，）。用小灌砂筒测定时，细粒土不小于100g，中粒土不小于500g;用大砂筒，相应的细粒土不小于200g，中粒土不小于1000g，粗粒土或无机结合料稳定材料，不少于2000g，称其质量（Md）。6、将基板放在试坑上，灌砂筒放在基板中间，打开灌砂筒开关，直至砂不再流动，称取量筒内砂的质量（M4）。7、如清扫干净的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作，试洞挖好后直接对准放在试坑上，不需要放基板，打开筒的开关，最后称取剩余砂的质量（M4）。四、计算1、填满试坑所用砂的质量： 灌砂时试坑上放基板时： Mb=M1M4-(M5-M6) 灌砂时试坑上不放基板时： Mb=M1M4-M2Mb-填满试坑的砂的质量（g）M1-灌砂前灌砂筒内的砂的质量（g）M2-灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）2、试坑材料的湿密度：wMw*s/MbMw-试坑中取出的全部材料质量，（g）s-量砂的单位质量，（g/cm3） 3、试坑材料的干密度d：d=w/（1+0.01）-试坑材料的含水量，当为无机结合料稳定土时：d=Md*s/Mb五、报告各种材料的干密度均准确至0.1g/cm3。相对密度：试验步骤1、取试样一份装入干净的搪瓷盘中，注入洁净的水，水面至少高出试样2cm，轻轻搅动土样，使附着在土样上的气泡逸出。2、将吊篮挂在天平的吊钩上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔为止，将天平调零。3、调节水温在1525范围内。将试样移入吊篮中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，维持不变。称取土样的水中质量（mw）。4、提起吊篮，稍稍滴水后，将试样倒入浅搪瓷盘中，或直接将土样倒在拧干的湿毛巾上。5、立即在保持表干状态下，和负温取土样的表干质量（mf）。 6、将土样置于浅盘中，放入1055的烘箱中烘干至恒重。取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取土样的烘干质量（ma）。7、对同一规格的土样应平行试验两次，取平均值作为试验结果。计算b=ma/(mf-mw)b土样的毛体积相对密度mf试样的表干质量mw试样的水中质量ma试样的烘干质量b=b*T或b=(b-T)*wb土样的毛体积密度（g/cm3）T试验温度T时水的密度T度验温度T时的温度修正系数（2）土的粒组划分及工程分类了解：粒度 粒度成分及其表示方法；司笃克斯定律。 土粒的大小称为粒度。 土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分比表示），它可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。 表示方法有：表格法 累计曲线法 三角形坐标法熟悉：土粒级配指标：Cu Cc；土粒大小及粒组划分。 不均匀系数 Cud10/d60 曲率系数（或称级配系数）Ccd302/d10d60 土粒大小及粒组划分于P108 图411粒组划分图掌握：土的工程分类及命名（现行公路土工试验规程）；颗粒分析试验。 （1）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024-85） 建设地基基础设计规范（GB-50007-2002）和岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）的土的工程分类。 （2）公路路基设计规范（JTJ 013-95）公路路基土的分类。 （3）水利电力部土工试验规程（SL 237-1999）的土的工程分类。 （4）交通部公路土工试验规程（JTJ 051-93）的土的工程分类。 现行公路土工试验规程 土的工程分类（简称“分类”） 适用于公路工程用土的鉴别 定名和描述，以便对土的性状作定性评价；应以土颗粒组成特征 土的塑性指标：液限，塑限和塑性指标 土中有机质存在情况作为土分类依据；本“分类”应按筛分法（T 0115-93）确定各粒组的含量；按液限塑限联合测定法（T 0118-93）确定液限和塑限；按规程中的2.4.8判别有机质存在情况。 颗粒分析试验：筛分法一、适用范围 适用于分析粒径大于0.074mm的土。二、主要仪器设备 标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径 为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。 天平：称量5000g，感量5g； 称量1000g，感量1g； 称量200g，感量0.2g。三、试样 从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样： 小于2mm颗粒的土100-300g。 最大粒径小于10mm的土300-900g。 最大粒径小于20mm的土1000-2000g。 最大粒径小于40mm的土2000-4000g。 最大粒径大于40mm的土4000g以上。四、计算公式 按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数： X=(A/B)100 式中：X小于某粒径颗粒的质量百分数，； A小于某粒径的颗粒质量，g； B试样的总质量，g。当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总质量的百分数：X=(a/b)p100 式中：a通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量，g； b通过2mm筛的土样中所取试样的质量，g； p粒径小于2mm的颗粒质量百分数。 关于不均匀系数的计算： Cu=d60/d10 式中：Cu不均匀系数； d60限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60的粒径，mm； d10有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10的粒径，mm；比重计法 一、适用范围 本法适用于分析粒径小于0.074mm的土。二、主要仪器设备 比重计：（1）甲种比重计：刻度单位以摄氏20时，每1000 ml悬液内所含土质量的克数表示，刻度为550，最小分度值为0.5。 （2）乙种比重计：刻度单位以摄氏20时悬液的比重表示，刻度为 0.9951.020，最小分度值为0.0002。 量筒：容积为1000ml，内径为60mm，高度为35010mm，刻度为01000ml。 细筛：孔径为2mm，0.5mm，0.25mm; 洗筛：孔径为0.074mm。 天平：称量100g，感量0.1g； 称量100g（或200g），感量0.01g。 温度计：测量范围050，精度0.5。 洗筛漏斗：上口径略大于洗筛直径，下口直径略小于量筒直径。 煮沸设备：电热板或电砂浴。搅拌器：底板直径50mm，孔径约3mm。三、试样比重计分析土样应采用风干土。土样充分碾散，通过2mm筛（土样风干可在烘箱内以不超过50温度鼓风干燥）。求出土样的风干含水量，并按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。准确至0.01g.m=ms(1+0.01w)式中：m-风干土质量，g； ms-比重计分析所需干土质量，g； w-风干土的含水量，。四、计算公式小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下列公式计算：1甲种比重计2X=100Cg(Rm+Rt-Cd)/ms式中：X-小于某粒径的土质量百分数，； ms-试样质量（干土质量），g； Cg-比重校正值 Mt温度校正值； Cd-分散剂校正值； Rm-甲种比重计读数。3乙种比重计4X=100VCg(Rm-1)+mt-Cdw20式中：V-悬液体积（1000ML）； w2020时水的密度，g/cm3 Rm-乙种比重计读数。（3）土的相对密实度及界限含水量了解：天然稠度试验。熟悉：相对密实度Dr的基本概念及表达：黏性土的界限含水量（液限wl 塑限wp 缩限ws）；塑性指标Ip 液性指数Il。砂土在天然状态的紧密程度用相对密实度Dr表示。Dr =（emaxe）/（emaxemin）土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量称为液限wl 土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量称为塑限wp达某一含水量后，土集体不再收缩，这个界限含水量称为缩限ws 液限与塑限之差值，称为塑性指标Ip =wl wp 表示天然含水量与界限含水量关系的指标即液性指标Il =（wwp）/（wl wp）掌握：砂土相对密实度测试；界限含水量试验标准贯入试验是用标准的锤重（63.5kg）,以一定的落距（76cm）自由下落所提供的锤击能，把以标准贯入器打入土中，记录贯入器贯入土中30cm的锤击数N（或N63.5）。贯入击数反应了天然土层的密实程度。（4）土的动力特征与击实试验了解：击实的工程意义；击实试验原理。 在工程建设中，经常遇到填土压实、软弱地基的强夯和换土碾压等问题，常采用既经济又合理的压实方法，使土变得密实，在短期内提高土的强度以达到改善土的工程性质的目的。击实是指采用人工或机械对土施加夯压能量（如打夯 碾压 振动碾压等方式），是土颗粒重新排列紧密，对于粗粒土因颗粒的紧密排列，增强了颗粒表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力。对细粒土则因为颗粒间的靠紧而增强粒间的分子引力，从而使土在短时间内得到新的结构强度。熟悉：土的击实特性；影响压实的因素。 含水量对整个压实过程的影响；击实功对最佳含水量和最大干密度的影响；不同压实机械对压实的影响；土粒级配的影响。掌握：击实试验。 一、目的 本试验分轻型击实和重型击实。小试筒适用于粒径不大于25mm的土，大试筒适用于粒径不大于38mm的土。 二、仪器设备 标准击实仪：分轻重型两种。 天平：感量：0.01g。 台秤：称量10kg，感量5g。 园孔筛：孔径38mm、25mm、19mm、5mm各1个。拌和工具：400mm600mm、深70mm的金属盘、土铲。三、计算公式 干密度湿密度/（1+0.001） 式中：含水量，。(5)土体压缩性指标及强度指标。了解：压缩原理；有应效力原理；与强度有关的工程问题；三轴压缩试验；黄土湿陷试验。 压缩原理：测定土的湿密度、含水率，计算土样干密度、初始孔隙比，并用此密度、含水率条件下 的试样进行压缩试验，根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线），确定土的 压缩系数、压缩模量，评价土体的压缩性 与强度有关的工程问题： 土体的压缩变形主要是由于孔隙的减小所引起的，饱和土的压缩需要一定时间才能完成的，饱和土的孔隙中全部充满水，要使孔隙减小，就必须使土中的水部分挤出，亦即土的压缩与孔隙中水挤出使同时发生的。土中水部分挤出需要一定时间，土的颗粒越粗，孔隙越大，则透水性越大，因而土中的水挤出和土体的压缩越快，粘土颗粒很细，则需要很长时间。首先使土作为材料构成的土工构筑物的稳定问题，其次是土作为工程构筑物的环境问题，即土压力问题，再次则是土建筑物地基的承载力问题。三轴压缩试验 ：不固结不排水剪（UU试验） 固结不排水剪（CU试验） 固结排水剪（CD试验）熟悉：室内压缩试验与压缩性指标；先期固结压力pc 与土层天然固结状态判断；强度指标c CBR的概念。 土样连同金属环刀装于容器内，在无侧胀条件下对土样分级施加竖向压力，测记每级压力下不同时间的土样竖向变形（压缩量）ht 以及压缩稳定时的变形量h，据此计算并绘制不同压力p时的htt曲线和hp关系曲线或者孔隙比e与压力p的关系曲线。土的压缩系数a；土的压缩模量Es；压缩指数Cc。 C 指土的粘聚力 指土的内摩擦角 CBR 指承载比 掌握：固结试验；直接剪切试验；无侧限抗压试验；承载比（CBR）试验；回弹模量试验。 直接剪切试验：直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移，测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪，该仪器的主要部件由固定的上盒和活动的下盒组成，试样放在盒内上下两块透水石之间。试验时，由杠杆系统通过加压活塞和透水石对试件施加某一垂直压力，然后等速转动手轮对下盒施加水平推力，使试样在上下盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，剪应力的大小可借助与上盒接触的量力环的变形值计算确定。通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切 破坏时的剪应力。然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力c。根据试验时的剪切速率和排水条件不同，直接剪切试验可分为：快剪、固结快剪和慢剪 三种方法。试验方法的选择，原则上应该尽量模拟工程的实际情况，如施工情况，土层排水 条件等(学生试验一般采用快剪方法)。对同一种土至少取4个试样，分别在不同垂直压力下剪切破坏，一般可取垂直压力为100、200、300、400kPa，将试验结构绘制成如图所示的抗剪强度f和垂直压力之间关系，试验结果表明，对于粘性土f-基本上成直线关系，该直线与横轴的夹角为内摩擦角，在纵轴上的截距为内聚力c。对于无粘性土，f与之间关系是通过原点的一条直线。为了近似模拟土体在现场受剪的排水条件，直接剪切试验可分为快剪、固结快剪和固结慢剪三种方法:快剪试验是在试样施加竖向压力后，立即快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。固结快剪是允许试样在竖向压力下充分排水，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。慢剪试验则是允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，以缓慢的速率施加水平剪应力使试样剪切破坏。直接剪切仪具有构造简单，操作方便等优点，但它存在若干缺点，比如剪切面限定，不是沿土样最薄弱的面剪切破坏；不能严格控制排水条件等。无侧限抗压强度试验：1、 目的和适用范围：无侧限抗压强度是试件在无侧向压力的条件下，抵抗轴向压力的极限强度。用于测定饱和软粘土的无侧限抗压强度及灵敏度。2 仪器设备：应变控制式允许膨胀压缩仪、切土盘、 重塑筒、百分表、 其它：天平(感量0.1g)、秒表、卡尺、直尺、削土刀、钢丝锯、塑料布、金属垫板、凡士林等。3、试样 将原状土样按天然层次放在桌上，在切土盘的上下盘之间，再用削土刀切削直至达到要求的直径为止。取出试件，按要求的高度削平两端。端面要平整，且与侧面垂直，上下均匀。试件直径和高度应与重塑筒直径和高度相同，一般直径为40毫米，高为10厘米。试件直径与高度之比应大于2，按软土的软硬程度采用2.0-2.5。4、试验步骤：（1）、将切削好的试件立即称量，准确至0.1g。同时取切削下的余土测定含水量。用卡尺测量其高度及上、中、下各部位直径，按下式计算其平均直径D0：D0=(D1+2D2+D3)/4（2） 在试件端抹一薄层凡士林。（3）、将制备好的试件放在允许膨胀压缩仪下加压板上，转动手轮，使其与上加压板刚好接触，调测力计百分表读数为零点。（4）、以轴向应变1%-3%/min的速度转动手轮(6-12r/min)，使试验在8-20min内完成。（5）、 应变在3%以前，每0.5%应变记读百分表读数一次应变达3%以后，每1%应变记计百分表读数一次。（6）、当百分表达到峰值或读数达到稳定，再继续剪3%-5%应变值即可停止试验。如读数无稳定值，则轴向应变达20%的即可停止试验。（7）、试验结束后，迅速反转手轮，取下试件，描述破坏情况。（8）、 若需测定灵敏度，则将破坏的后的试件去掉表面凡士林，再加少许土，包以塑料布，用手捏搓，破坏其结构，重塑为与重塑前尺寸相等，然后立即重复本规程至步骤进行试验。5 结果整理 （1）计算轴向应变、试件平均断面积、以轴向应力为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制应力-应变曲线。以最大轴向应力作为无侧限抗压强度。若最大轴向应力不明显，取轴向应变15%处的应力作为该试件的无侧根抗压强度qu。（5）、 按公式计算灵敏度。（CBR）试验：（1）试样准备：将具有代表性的风干试料，用木碾捣碎，但应尽量注意不使土或粒料的单个颗粒破碎。土团均应捣碎至通过5毫米的筛孔。用38毫米筛筛除大于38毫米的颗料，并记录超尺寸颗粒的百分数，将已过筛的试料按四分法分成4份。每份质量6千克，供击实试验和制试件之用。在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。（2） 称试筒本身质量(m1)，将试筒固定在底板上，将垫块放入筒内，并在垫块上放一张滤纸，安上套环。（3） 将1份试料，按II-2规定的层数和每层击数，求试料的最大干密度和最佳含水量。（4）将其余3分试料，按最佳含水量制备3个试件，将一份试料平铺于金属盘内，按事先计算得的该份试料应加的水量均匀地喷洒在试料上。拌匀后密闭浸润备用。制每个试件时，都要取样测定试料的含水量。注:需要时，可制备三种干密度试件。如每种干密度试件制3个，则共制9个试件。每层击数分别为30、50和98次，使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度，这样，9个试件共需试料约55千克。（5）、 将试筒放在坚硬的地面上，按规定的分层和击数进行试样的击实，第一层击实完后，将试样层面“拉毛”，然后再装入套筒，重复上述方法进行其余每层试样的击实，大试筒击实后，试样不宜高出筒高10毫米。（6）、 卸下套环，用直刮刀沿试筒顶修平击实的试件，表面不平整处用细料修补。取出垫块，称试筒和试件的质量(m2)。（7） 泡水测膨胀量的步骤如下：(1)在试件制成后，在试件顶面的放一张好滤纸，并在上安装附有调节杆的多孔板，在多孔板上加4块荷载板。(2)将试筒与多孔板一起放入槽内(先不放水)，并用拉杆将模具拉紧，安装百分表，并读取初读数。(3)向水槽内放水，使水自由进到试件的顶部和底部。在泡水期间，槽内水面应保持在试件顶面以上大约25毫米，通常试件要泡水4昼夜。(4)泡水终了时，读取试件上百分表的终读数，并计算膨胀量。(5)从水槽中取出试件，倒出试件顶面的水，静置15min，让其排水，然后卸去附加荷载和多孔板、底板和滤纸，并称量(m3)，以计算试件的湿度和密度的变化。回弹模量试验：1、按照击实试验的方法制备试样。根据工程的要求选择轻型和重型法视最大粒径用小筒或大筒进行击实试验，得到最佳含水量和最大干密度。然后用最佳含水量用上述试筒击实制备试件。 2、安装仪器3、欲压:用最大的预定单位压力p进行欲压，含水量大雨塑限的土，p=50100Kpa,含水量小于塑限的土，p=100200Kpa。欲压进行1次，每次欲压1分钟，欲压之后调整承载板位置，让试件恢复变形，4、测定回弹模量。将预定单位回弹模量分为46份，作为每一及加载的压力，每级加载时间为1分钟，记录千分表读数，同时卸载让试件恢复变形，卸载1分钟时再次记录千分表读数，同时施加下一及荷载，如此逐级加载卸载并记录千分表读数，直到最后一级的荷载，为了使试验曲线开始的部分比较准确、第一，第二级荷载可用每一份的一半。试件的最大压力可以略大于预定的压力。土的承载比试验（室内） 一、适用范围 试样的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过38mm。二、结果整理 1.一般采用灌入量为2.5mm时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（CBR）: 即： CBR=(P/7000)*100 同时计算灌入量为5mm时的承载比：CBR=(P/10500)*100 式中： CBR-承载比，； P-单位压力，kpa。如灌入量为5mm时的承载比大于2.5mm时的承载比，则试验要重做。如结果仍然如此则采用2.5mm时的承载比。 2.试件的湿密度公式：p=(m2-m1)/2177 式中：p-试件的湿密度，g/cm3 m1-试筒和试件的合质量，g m2-试筒的容积，cm3 试件的干密度公式：pd=p/(1+0.01w) 式中：pd-试件的干密度，g/cm3 w-试件的含水量 三、精度要求如根据3个平行试验结果计算得的承载比变异系数Cv大于12，限额去掉一个偏离大的值，取其余2个结果的平均值。如Cv小于12，且3个平行试验结果计算的干密度偏差小于0.03g/cm3，则去掉一个偏离大的值，取其2个结果的平均值。（6）土的化学性质试验及水理性质试验了解：膨胀试验；收缩试验；毛细管水上升高度试验。掌握：酸碱度试验；烧失量试验；有机质含量试验；渗透试验。 （7）土样的采集及制备了解：土样的采集 运输 保管掌握：土样和试样制备。2 集料（1）粗集料的基本概念了解：集料的定义；标准筛的概念。 集料是粒径不同的碎石 砾石等粒状材料的总称，在混凝土中起骨架及填充作用。 对集料颗粒大小的划分和相应筛分试验都要依靠标准筛来进行，标准筛由一组多个不同大小孔径的套筛组成。熟悉：集料划分方法；粗细集料最大粒径和公称最大粒径。 用于水泥混凝土的粗细集料分界尺寸是4.75mm，而用于沥青混合料时该界限为2.36mm，粒径大于该分界尺寸（包括该尺寸）的颗粒是粗集料，其余则是细集料。 集料最大粒径指集料100都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸。 集料公称最大粒径指集料可能全部通过或允许有少量筛余（筛余量不超过10）的最小标准筛筛孔尺寸。（2） 粗集料密度了解：粗集料（涉及石料和细集料）的各种密度定义。 表观密度是 粗集料在规定条件下单位表观体积里（指矿质实体体积和闭口孔隙体积之和）的质量。 毛体积密度是 在规定条件下，单位毛体积（包括集料自身实体体积 闭口孔隙体积 和开口孔隙体积之和）粗集料的质量。表干密度是 在规定的条件下，单位毛体积里粗集料的表干质量。堆积密度是 粗集料按照一定的方式装填于一定容器中，包括集料自身实体体积、孔隙（闭口和开口之和）以及颗粒之间的孔隙体积在内的单位体积下的质量。熟悉：密度常用量纲；不同密度适用条件。 表干密度，表观密度，毛体积密度，堆积密度，空隙率。掌握：表观密度和毛体积密度的试验操作方法 结果计算（1） 将待测试样用4.75mm的标准筛过筛，然后用四分法缩分成所需的质量，具体用量符合规定要求，留两分待用。针对沥青路面用粗集料，应对不同规格的集料分别测定，并要求每份试样应保持原有的级配。（2） 将待测试样浸泡水中一段时间后，小心漂洗干净，漂洗四防止颗粒损失。（3） 取一份试样放入盛水器皿中，注入清水，使水面高出试样至少20mm，搅动石料，排除其上的气泡。在室温下保持浸水24H.（4） 将吊篮浸入溢流水槽中，控制水温在1525的范围。水槽的水面高度由溢口调节，试验过程始终保持在同一位置。天平调零。（5） 将试样转入吊篮，在水面维持不变的状态下，称取集料在水中质量Mw.（6） 提起吊篮稍加滴水后，将试样全部到入瓷盘或直接倒在柠干的湿毛巾上。用柠干的湿毛巾轻轻擦拭集料颗粒表面的水，直到表面看不到发亮的水迹，使石料处在饱和面干状态。当集料颗粒较大时，也可逐颗擦干。整个过程不得有试样颗粒丢失。（7） 立即在天平上称出集料在饱和面干时的质量Mf。（8） 将称重后的试样转入瓷盘中，放入1055的烘箱中烘干恒重。取出在干燥器中冷却至室温，称取试样的烘干质量Ma。（9） 每个试样平行试验两次，取平均值作为试验的结果。表观相对密度 a=Ma/(Ma-Mw) 毛体积密度 b=Ma/(Mf-Mw)(3)粗集料吸水性和耐候性了解：吸水性和耐候性定义。 熟悉：砂石材料孔隙率对耐候性的影响。（4）粗集料颗粒形状了解：针片状颗粒对集料应用所造成的影响。 测定大于4.75mm的碎石或卵石中针 片状颗粒的总含量，用于评定粗集料的形状，推测抗压碎能力，以评定其工程性质。熟悉：针对两种不同应用目的针片状颗粒的定义方法。 以规准仪法测水泥混凝土用粗集料针片状颗粒含量 以游标卡尺法测沥青混合料用粗集料针片状颗粒含量掌握：适用不同目的针片状颗粒检测操作方法以及影响试验的重要因素。 水泥混凝土用粗集料针片状颗粒的试验方法：（1）将待测风干试样采用四分法缩分成规定的检测用量，称重m0 。（2）采用标准套筛将试样分成不同粒级。（3）不同粒级的颗粒首先通过目测，将不可能是针状或片状的颗粒挑出，对怀疑为针片状的颗粒逐一对应于规准仪相应的位置进行鉴定。凡长度大于针状水准仪上相应的间距者，判为针状颗粒；片状同上测定。全部鉴定结束后，称出由各粒级挑出的针状和片状颗粒的总质量m1 （4）Qe（）(m1 / m0 ) 100。 沥青混合料用粗集料针片状颗粒的试验方法：（1）采用随机取样的方式，对每一种规格的粗集料按要求备样。（2）按分料器法或四分法选取1kg左右的试样。对每一种规格的粗集料，应按不同的公称粒径，分别取样检验。（3）待测集料用4.75mm的标准筛过筛，取筛上部分供试验用，称取试样的总质量m0 准确至1g，试样数量不少于800g,并不少于100颗。（4）对选定的试样颗粒，先用目测的方法挑出接近立方体的颗粒，将剩余部分初步看成针 片状颗粒，随后用卡尺作进一步的甄别。（5）观察欲测定的颗粒，找出一相对平整且面积较大的面作为基准面（即底面），然后用游标卡尺逐一测量该集料颗粒的厚度（即底面到颗粒的最高点t）,长度l ，将l/t3的颗粒挑出，判定为针片状或片状颗粒的总质量m1 （6）Qe（）(m1 / m0 ) 100影响因素：沥青路面对粗集料针片状颗粒要求更为严格，因此不能用规准仪替代游标卡尺判定沥青混合料粗集料的形状。不同粒级的颗粒要对应于规准仪相应的孔宽和间距来判定，不可错位。找准颗粒基准面，再测量其厚度和长度相应尺寸。（5）粗集料力学性质了解：各力学性质的定义及力学性质内容 压碎值作为衡量石料强度的一项指标，是指在连续施加荷载的试验条件下，集料抵抗压碎的能力，以此来评价路用粗集料的相对承载力。 磨耗性是评价集料抵抗撞击 摩擦作用的能力，现行采用洛杉矶磨耗试验法。 冲击值指集料抵抗连续重复冲击荷载作用的性能指标。 磨耗值指标用来评定表层路面中的集料抵抗车轮磨耗的能力，采用道瑞磨耗试验。 磨光值指有较高的承载能力，较高的耐磨光性，能满足长期使用时的告高速行驶车辆对路面抗滑性的要求。熟悉：每种力学性质试验结果计算及检测结果含义。 压碎值Cru（）(m1/m0)*100 磨耗性Qab（）（m1m2）/m1*100掌握：各项试验的操作内容 步骤及影响试验结果的关键因素；注意分别适用于水泥混凝土或沥青混合料粗集料时的各项试验操作方法上的特点和区别。 洛杉矶磨耗试验：（1）将进行试验将测的集料洗净烘干备用。 （2）对所使用的集料，根据实际情况按照规定的粒级组成配制每次试验用材料。 （3）分级称量称取总质量m1 ,将准备好的试样和钢球放入磨耗机筒总，加盖密封。调整仪器记数器至零位，对水泥混凝土设定转动次数500转，开动磨耗机，以3033r/min转速转动规定的次数。 （4）转动结束后，倒出试样，用1.7mm方孔筛过筛，并用水冲洗留在筛上的试样。将大于1.7mm的颗粒集中起来并烘干恒重m2。水泥混泥土用粗集料针片状颗粒含量试验用规准仪法。本方法适用于测定水泥混凝土使用的5mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。本方法测定的针片状颗粒，是指利用专用的规准仪测定的粗集料颗粒的最小厚度(或直径)方向与最大长度(或宽度)方向的尺寸之比小于一定比例的颗粒。本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状和抗压碎的能力，以评定其在工程中的适用性。沥青混合料用粗集料针片状颗粒含量试验用游标卡尺法。本方法适用于测定除水泥混凝土外的沥青混合料、各种基层、底基层的4.75mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。本方法测定的针片状颗粒，是指用游标卡尺测定的粗集料颗粒的最小厚度(或直径)方向与最大长度(或宽度)方向的尺寸之比小于1:3的颗粒，有特殊要求采用其它比例时，应在试验报告中注明。本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状和抗压碎的能力，以评定其在工程中的适用性。（6）粗集料压碎试验了解：压碎试验的目的。 测定粗集料抵抗压碎能力，间接评价其相应承载能力和强度，以评定集料在公路工程中的适应性。熟悉：两种适用不同范围压碎试验的操作区别。掌握：压碎试验操作步骤。（1） 风干试样用13.2mm和9.5mm标准筛过筛，取9.513.2mm的试样三组各3000g待用。（2） 每次试验时，按大致相同的数量将试样分三层装入金属量筒中，整平，每层用金属棒在整个层面均匀捣实25次。最后用金属棒将多出部分刮平，称取量筒中试样质量m0，以此质量作为每次压碎试验的试样用量。（3） 试筒安放在底板上，将确定好的试样分三层倒入压碎值试模，并按同样方法捣实，最后将顶层试样整平。（4） 将承压压拄压在试样上，注意摆平，勿挤压桶壁。随后放在压力机上。（5） 控制压力机操作，均匀地施加荷载，在10min时加载到400KN.达到要求的荷载后，稳压5s，然后卸载。（6） 将桶内试样倒出，全部通过2.36mm的筛，需筛到1min内无明显筛出物为止。（7） 称取通过2.36mm筛孔的颗粒质量m1 （7）粗集料洛杉矶磨耗试验了解：洛杉矶磨耗试验目的。 用于测定规定条件下粗集料抵抗摩擦 撞击的能力。掌握：洛杉矶试验操作步骤，试验结果所表达的含义。 （1）将进行试验检测的集料洗净烘干备用。 （2）对所使用的集料，根据实际情况下按照下表规定的粒级组成配制每次试验用材料。其中水泥混凝土用集料宜采用A级粒度；当用于沥青路面及各种基层 底基层的粗集料时，表中的16mm筛孔也可用13.2mm筛孔代替。 （3）分级称量（准确至5g），称取总质量m1，将准备好的试样和钢球放入磨耗机筒中，加盖密封。 （4）转动结束后，倒出试样，用1.7mm方孔筛过筛，并用水冲洗留在筛上的试样。随后将大于1.7mm的颗粒集中起来并烘干恒重m2 。 Q磨（）【（m1m2）/ m1】100 Q磨粗集料的磨耗损失， m1试验前装入筒中的试样质量g m2试验后筛上洗净烘干的试样质量g（8）粗集料道瑞磨耗试验和磨光试验 了解：二项试验的目的。 磨耗值指标用来评定表层路面中的集料抵抗车轮磨耗的能力，采用道瑞磨耗试验 用于评定抗滑表层所用粗集料抵抗车轮撞击和磨耗的能力。 集料磨光值是利用加速磨光机集料，并以摆式摩擦系数仪测定集料磨光后的磨光系数值，以评定抗滑表层用集料的抗磨光性。 熟悉：道瑞磨耗试验和磨光试验结果的联系和区别；二项试验操作步骤和试验结果所表达的含义。 磨光试验： 1试验准备 试验前应对摆式仪进行检查标定。 将集料过筛，取10mm15mm的颗粒料用水洗净后置于温度为1055摄氏度的烘箱中烘干。 将试模拼装并涂上肥皂水(或脱模剂)后烘干。将洁净干砂(0.1mm0.3mm)置烘箱中烘干。 配填入料：将固化剂(793)与环氧树脂(6101)按质量比例1:41:5拌和均匀，然后再将此项粘结剂与干砂(0.1mm0.3mm)按质量比例1:41:4.5拌和均匀后即为填料。一般一个粒料试模中填料量约为环氧树脂9.0g，固化剂2.4mL及干砂48g。 2 试件配备 排料：将备好的集料颗粒(10mm15mm)排列(大面、平面向下)于试模中，并尺量排列紧密。需要时，小粒径的石料也可进行磨光试验，但粒径应大于5mm，且制件各工序应更加仔细。 吹砂：用小勺将干砂(0.1mm0.3mm)填入已排妥的粒料间隙中，并用洗耳球先轻轻吹动干砂，使之填充密实。然后再只去多余的砂，使砂与试模中台阶齐平。注意，吹动干砂时，不得碰动粒料；粒料表面应无干砂覆盖。将吹妥砂的试模和干砂一起置于温度为40摄氏度的烘箱中预热。 制件：取出烘箱中吹好砂的试模，用小油灰刀将拌好的环氧树脂砂浆填入试模中，并尺量使其填充密实。填充砂浆时不应碰动粒料。然后，用热油灰刀在试模上刮去多余的填料，并在试模表面上反复抹平，使其与试模口齐平。一次制备试件以610个为宜，试件表面有松动或脱落的集料时，试件应作废。制好试件后用钢号码打下相应的号码，以便区别及查找。养护：将已填好填料的试模置温度为30摄氏度的烘箱中烘4h，然后升温至80摄氏度再恒温3h，夏季时，在室温下放置24h亦可。拆模：养护后拆模取出试件；油灰刀配制砂浆容器等用毕后应及时用丙酮清洗；试模拆除后也应清理干净，以便下次再用。3试验步骤1 安装试件。将同一种集料的四个试件分为一组，编号为14、58、912，标准试件编号为1314等，并按表1顺序将试件安装于道路轮上，每两块试件间应置一块橡胶石棉垫片，最后一块试件应紧紧挤入轮槽中，以达到各个试件挤紧之目的。然后，顺序旋紧螺丝，必要时可让在道路轮端板上加垫木板，用锤轻轻敲打，以保证装紧试块，在磨光过程中不致使试件松动或断裂。注：标准试件：即用绿帘石化安山岩制作的试件，标准试件的磨光值应为4652之间，每一轮在1号和8叫位置安装标准试件。试件安装顺序表 表1道路轮序号1234567891011121314试件编号13458711014311122694 磨光试件。将道路轮安装在试验机的轮轴上，使橡胶轮的轮幅完全压着露出的集料表面。然后，盖上机盖，接通水源及打开金刚砂(30号)储料斗中调节闸板。开启电源后，磨光机开始运转，溜砂量控制在30g/min5g/min，流水量以恰好带走金刚砂为宜，出料口有砂滞留可不处理。3h后关掉电源，取下储砂斗，清除斗中、溜砂槽及底座上的积砂后换装280号金刚砂。然后重新开机，溜砂量调整控制在3g/min0.5g/min，流水量也应作相应调整，再使试件磨光3h后停止试验。轮胎在磨光试验120h(即20轮次)后应作废。换用新轮后应按正常试验预磨6h，以便使金刚砂能嵌入轮胎表面。5 测定磨光值，取下道路轮后取出试件，用水将试件上的金刚砂洗净，再用摆式仪测定试件摩擦系数值，度盘读数除以0.6即为集料磨光值。试件的测定方向应与“行车方向”一致。4个试件磨光值之差不得大于5个摆值，若有超出者，需重新测量，若仍大于5个摆值，则该组试件应作废。注：测定路面摩擦系数时，摆式仪是按滑动长度为126mm时计算的位能损失，然后计算出度盘刻度，在作磨光值测定时，其滑动长度仅76mm，故计算磨光值时应为度盘度数除以0.6。 6 同一试样至少进行平行试验4次，若标准试件的平均值PSV均标在4652范围内，则试样的测试有效，可取同一组试样4个值的平均值，并按表2换算磨光值作为试验结果。道瑞磨耗试验： 1试验准备 试样准备 按T0301的方法取样。将试样筛分，取10mm15mm(或方孔筛9.5mm13.2mm)的部分用于制作试件。 试样在使用前应清洗除尘，并保持表面干燥状态。加热干燥时，加热时间不得超过4h，加热温度不得超过110摄氏度，且必须在做试件前将其冷却至室温。 试件制作 试模准备。清洁试模，然后拧紧端板螺钉；在试模内表面用细毛刷涂刷少量肥皂水，将试模放在烘箱内烘干。 排料。用镊子夹起石料，将其排列在试模内以单层排放，且较平的面放在模底；试模中应排放尽可能多的粒料，在任何情况下石料颗粒都不得少于24粒，石料颗粒须具有代表性。 吹砂。石料颗粒之间的间隙要用细砂(0.1mm0.3mm)充填，充填高度均为石料颗粒高度的3/4，充填时先用调剂匙均匀散布，然后再用洗耳吹实找平，并吹去多余的砂。拌制环氧树脂砂浆。先将环氧树脂和固化剂搅匀，然后加入0.1mm0.45mm干砂拌和均匀，砂浆按环氧树脂；固化剂：细砂=1g:0.25mL:3.8g的比例配制。2块试件约需环氧树脂30g，固化剂7.5mL，干细砂114g。填模成型。将拌制好的环氧树脂砂浆填入试模，尺量填充密实，但注意不可碰动排好的石料，然后用烧热的油灰刀在试模表面来回刮抹，使砂浆表面平整。 养生。在垫板的一面涂上肥皂水，然后将填好砂浆的模子倒放在垫板上(以防砂浆渗到石料表面)。常温下的养生时间一般为24h。 拆模。拧松端板螺钉，卸下2个端板，用橡皮锤轻敲将试件取出。用刮刀或砂纸去除多余的砂浆，用细毛刷清除松散的砂。2试验步骤分别称出2块试件的质量(m1),准确至0.1g。在操作之前应使机器在溜砂状态下空转一圈，以便