公路工程集料試驗規程有關計算?摘要：本文詳細闡述了公路工程集料試驗規程中涉及的各類計算方法，包括集料密度、級配、含泥量、泥塊含量等指標的計算，通過對這些計算方法的深入理解和準確應用，有助于確保公路工程集料的質量符合相關標準要求，為公路工程的順利建設提供堅實保障。一、引言集料是公路工程中不可或缺的材料，其質量直接影響到路面的性能和耐久性。公路工程集料試驗規程涵蓋了一系列試驗項目，每個項目都有相應的計算方法來評定集料的質量特性。準確掌握這些計算方法對于控制集料質量、指導工程施工具有重要意義。二、集料密度計算（一）表觀密度1.定義與公式表觀密度是指集料在規定條件下，單位表觀體積（包括集料實體體積和閉口孔隙體積）的質量。計算公式為：\[\rho_{a}=\frac{m_{0}}{V_{0}}\times\frac{\rho_{w}}{\rho_{w}m_{2}+m_{1}}\]其中，\(\rho_{a}\)為表觀密度（\(g/cm^{3}\)）；\(m_{0}\)為烘干試樣的質量（\(g\)）；\(V_{0}\)為試樣的表觀體積（\(cm^{3}\)）；\(\rho_{w}\)為水的密度，通常取\(1g/cm^{3}\)；\(m_{1}\)為試樣、容量瓶和水的總質量（\(g\)）；\(m_{2}\)為容量瓶和水的總質量（\(g\)）。2.計算步驟將集料試樣烘干至恒重，稱取烘干試樣質量\(m_{0}\)。向容量瓶中注入一定量的水，稱取容量瓶和水的總質量\(m_{2}\)。將烘干試樣緩慢放入容量瓶中，使水充分浸沒試樣，水面上升至接近容量瓶刻度線。用滴管調整水面至容量瓶刻度線，稱取試樣、容量瓶和水的總質量\(m_{1}\)。根據上述公式計算表觀密度。（二）毛體積密度1.定義與公式毛體積密度是指集料在規定條件下，單位毛體積（包括集料實體體積、閉口孔隙體積和開口孔隙體積）的質量。計算公式為：\[\rho_{b}=\frac{m_{0}}{V_{b}}\]其中，\(\rho_{b}\)為毛體積密度（\(g/cm^{3}\)）；\(m_{0}\)為烘干試樣的質量（\(g\)）；\(V_{b}\)為試樣的毛體積（\(cm^{3}\)）。2.計算方法對于規則形狀的集料，可通過測量其尺寸計算毛體積。對于不規則形狀的集料，通常采用蠟封法。將烘干試樣用石蠟密封，稱取蠟封試樣質量\(m_{1}\)，然后將蠟封試樣放入水中，稱取蠟封試樣在水中的質量\(m_{2}\)。根據以下公式計算毛體積\(V_{b}\)：\[V_{b}=\frac{m_{1}m_{2}}{\rho_{w}}\]最后根據公式計算毛體積密度。（三）堆積密度1.定義與公式堆積密度是指集料在規定條件下，單位堆積體積的質量。計算公式為：\[\rho_{s}=\frac{m_{0}}{V}\]其中，\(\rho_{s}\)為堆積密度（\(g/cm^{3}\)）；\(m_{0}\)為烘干試樣的質量（\(g\)）；\(V\)為試樣的堆積體積（\(cm^{3}\)）。2.測定與計算采用容量筒測定集料的堆積體積。將集料裝滿容量筒，刮平表面，稱取容量筒和集料的總質量\(m_{1}\)，然后倒出集料，稱取容量筒質量\(m_{2}\)，則堆積體積\(V=m_{1}m_{2}\)。根據公式計算堆積密度。三、集料級配計算（一）篩分試驗1.篩分結果整理通過篩分試驗，將集料按不同粒徑范圍分成若干篩孔尺寸的顆粒組，記錄各篩孔上的篩余量。2.計算分計篩余百分率分計篩余百分率是指各篩孔上的篩余量占試樣總質量的百分率，計算公式為：\[a_{i}=\frac{m_{i}}{m_{0}}\times100\%\]其中，\(a_{i}\)為第\(i\)號篩的分計篩余百分率；\(m_{i}\)為第\(i\)號篩的篩余量（\(g\)）；\(m_{0}\)為試樣總質量（\(g\)）。3.計算累計篩余百分率累計篩余百分率是指該號篩及大于該號篩的各篩孔上的分計篩余百分率之和，計算公式為：\[A_{i}=\sum_{j=i}^{n}a_{j}\]其中，\(A_{i}\)為第\(i\)號篩的累計篩余百分率；\(n\)為篩孔總數。4.計算通過百分率通過百分率是指小于某號篩的累計篩余百分率，計算公式為：\[P_{i}=100A_{i}\]其中，\(P_{i}\)為第\(i\)號篩的通過百分率。5.繪制級配曲線以篩孔尺寸為橫坐標，累計篩余百分率或通過百分率為縱坐標，繪制集料級配曲線，直觀反映集料的粒徑分布情況。（二）級配參數計算1.不均勻系數不均勻系數反映集料顆粒大小的不均勻程度，計算公式為：\[C_{u}=\frac{d_{60}}{d_{10}}\]其中，\(C_{u}\)為不均勻系數；\(d_{60}\)為累計篩余百分率為\(60\%\)時的粒徑；\(d_{10}\)為累計篩余百分率為\(10\%\)時的粒徑。2.曲率系數曲率系數反映集料級配曲線的彎曲程度，計算公式為：\[C_{c}=\frac{d_{30}^{2}}{d_{60}\timesd_{10}}\]其中，\(C_{c}\)為曲率系數；\(d_{30}\)為累計篩余百分率為\(30\%\)時的粒徑。四、含泥量計算（一）試驗方法采用淘洗法測定集料中的含泥量。將一定質量的集料試樣放入淘洗容器中，注入適量的水，充分攪拌后，使泥粉懸浮于水中，然后通過濾網將水和泥粉分離。（二）計算方法含泥量是指集料中粒徑小于\(0.075mm\)的顆粒含量，計算公式為：\[Q_{n}=\frac{m_{1}}{m_{0}}\times100\%\]其中，\(Q_{n}\)為含泥量（\%\)；\(m_{1}\)為試驗后烘干試樣中小于\(0.075mm\)顆粒的質量（\(g\)）；\(m_{0}\)為試驗前烘干試樣的質量（\(g\)）。五、泥塊含量計算（一）試驗步驟將經過含泥量試驗的集料，用孔徑為\(2.36mm\)的篩子過篩，篩上物即為泥塊。將泥塊破碎后，再用\(2.36mm\)篩子篩分，取篩上物烘干至恒重。（二）計算公式泥塊含量是指集料中泥塊的質量占烘干試樣總質量的百分率，計算公式為：\[Q_{k}=\frac{m_{2}}{m_{0}}\times100\%\]其中，\(Q_{k}\)為泥塊含量（\%\)；\(m_{2}\)為試驗后烘干試樣中泥塊的質量（\(g\)）；\(m_{0}\)為試驗前烘干試樣的質量（\(g\)）。六、針片狀顆粒含量計算（一）試驗鑒別采用規準儀法鑒別集料中的針片狀顆粒。將集料通過不同孔徑的規準儀，凡顆粒長度大于針狀規準儀上相應間距者，為針狀顆粒；顆粒厚度小于片狀規準儀上相應厚度者，為片狀顆粒。（二）計算方法針片狀顆粒含量是指針片狀顆粒的質量占烘干試樣總質量的百分率，計算公式為：\[Q_{p}=\frac{m_{3}}{m_{0}}\times100\%\]其中，\(Q_{p}\)為針片狀顆粒含量（\%\)；\(m_{3}\)為試驗后烘干試樣中針片狀顆粒的質量（\(g\)）；\(m_{0}\)為試驗前烘干試樣的質量（\(g\)）。七、堅固性計算（一）試驗過程將一定質量的集料試樣浸泡在硫酸鈉溶液中，經過多次循環烘干、浸泡過程，觀察集料的質量損失情況。（二）計算指標堅固性用質量損失率表示，計算公式為：\[Q_{s}=\frac{m_{0}m_{1}}{m_{0}}\times100\%\]其中，\(Q_{s}\)為堅固性質量損失率（\%\)；\(m_{0}\)為試驗前烘干試樣的質量（\(g\)）；\(m_{1}\)為試驗后烘干試樣的質量（\(g\)）。八、結論公路工程集料試驗規程中的各項計算方法是評定集料質量的重要依據。