本发明涉及级配碎石材料与施工参数测试领域，尤其涉及一种级配碎石含水率的测定方法。
背景技术：
：级配碎石作为一种柔性基层材料，是由不同粒径的集料根据级配要求并按照一定的质量比例配制而成，被广泛应用于道路工程领域。最大干密度和最佳含水率是进行级配碎石性能测试和施工的最基本参数，其中干密度的测试与含水率的测试密切相关，因此含水率的测试是级配碎石基本材料参数测试的关键。目前，级配碎石最佳含水率和最大干密度的测试主要是依据《公路土工试验规程》JTGE40-2007中的击实试验方法，该试验方法明确要求采用重型击实试验方法，利用内径为152mm的击实筒，分三层、每层98下进行击实，同时为了能够绘出含水率与干密度的抛物线曲线，需要不同预估含水率的级配碎石击实试样个数至少为5个。为了测定每一个击实试样的含水率与干密度，在进行击实试验时，JTGE40-2007规范要求用推土器推出筒内试件，从试件中心处取样测定含水率，且规定最大粒径约为20mm时，试样质量约250g，取样个数为1个；最大粒径约为40mm时，试样质量约为500g，取样个数为1个。按照上述规范要求进行含水率测定时，一方面由于级配碎石空隙率较大,级配碎石中的粗集料保水性能较差，而细集料保水性能较好，在试件击实过程中会导致水分的迁移，因此在试件中心取试样所测定的含水率并不能真实反映级配碎石试件的含水率；另一方面，在实际取样测试含水率时，难以做到按照既定的级配取样，取样时会导致粗集料占比较大或者细集料占比较大，因此所测含水率也并不能真实反映级配碎石试件的含水率，从而导致整个击实试验结果出现多驼峰曲线，给试验结果带来不确定性问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种级配碎石含水率的测定方法，提高测定结果的准确性，简化测定步骤，适于大规模应用。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种测定级配碎石含水率的方法，包括以下步骤：(1)破碎待测击实成型的级配碎石试件，得到破碎试样；(2)将所述步骤(1)得到的破碎试样分为n份；(3)将所述步骤(2)得到的每一份破碎试样干燥，得到干燥试样，根据式Ⅰ计算得到级配碎石的含水率：式I中，n为破碎试样的份数，n≥4；m为待测级配碎石试件的总质量；m1、m2、……mn为每一份破碎试样的质量；m1s、m2s、……mns为每一份干燥试样的质量；w为级配碎石的含水率。优选地，所述步骤(3)中干燥的温度为105～115℃。优选地，所述步骤(3)中干燥的时间为3～10h。优选地，所述步骤(3)中的干燥为烘干。优选地，所述式I中n≤7。优选地，所述步骤(1)中击实成型包括：采用三层法装料，每层分别击实。优选地，所述步骤(1)中破碎的方式为敲碎。优选地，所述步骤(1)中敲碎利用木锤或者橡皮锤。优选地，所述步骤(2)中破碎试样平均分为n份。本发明提供了一种测定级配碎石含水率的方法，破碎击实成型后的待测级配碎石试件，得到破碎试样，将得到的破碎试样分为n份，每一份破碎试样干燥后，计算得到各自的含水率，以每一份破碎试样质量占击实成型后待测级配碎石试件的质量比例为权重，计算不同干燥破碎试样含水率的加权平均数，计算结果作为此待测级配碎石试件的含水率。本发明提供的测定方法克服了现有技术中由于级配碎石具有较大的空隙率且无粘聚性，保水性能较差、导致水分的迁移，中心点处取样测定含水率并不具有代表性以及级配碎石取样时导致所取粗集料所占比例大或者细集料所占比例大，取样较少或取试样的不均匀程度造成的所测含水率并不能真实反映击实试件的含水率，从而导致整个击实试验结果出现多驼峰曲线，给试验结果带来不确定性问题。由说明书附图可知，利用本发明的测定方法得到的测定结果成抛物线形，提高了测定结果的准确性和可信度，且测定方法简便、快捷。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明实施例待测级配碎石的击实曲线图。具体实施方式本发明提供了一种测定级配碎石含水率的方法，包括以下步骤：(1)破碎待测击实成型的级配碎石试件，得到破碎试样；(2)将所述步骤(1)得到的破碎试样分为n份；(3)将所述步骤(2)得到的每一份破碎试样干燥，得到干燥试样，根据式Ⅰ计算得到级配碎石试件的含水率：式I中，n为破碎试样的份数，n≥4；m为待测级配碎石试件的总质量；m1、m2、……mn为每一份破碎试样的质量；m1s、m2s、……mns为每一份干燥试样的质量；w为级配碎石的含水率。本发明以击实成型的级配碎石为测定对象，在本发明中，所述步骤(1)中击实成型过程包括：采用三层法装料，每层分别击实；具体的，按照《公路土工试验规程》JTGE40-2007中的击实试验方法，利用内径为152mm的击实筒，分三层、每层98下进行击实，得到击实成型的级配碎石。得到击实成型的级配碎石后，本发明优选对所述击实成型得到的试件进行修整，在本发明实施例中优选利用修土刀沿着击实筒边缘刮平试样表面。得到击实成型的级配碎石后，本发明将所述击实成型的级配碎石破碎，得到破碎试样。在本发明中，对所述破碎的方式采用本领域技术人员熟知的破碎方式即可；在本发明实施例中破碎方式优选为利用木锤或者橡皮锤破碎敲碎，由于级配碎石粘结力极差，其强度形成主要是靠粗集料之间的内摩阻力，敲碎后会立即散开，不会破坏碎石原有结构。得到破碎试样后，本发明将所述破碎试样分为n份，n≥4，优选4≤n≤7，更优选为5≤n≤6；在本发明中，对破碎试样每份的质量没有任何要求，优选将破碎试样按照质量优选平均分为n份。得到分份的破碎试样后，本发明将每一份破碎试样干燥，得到干燥试样。在本发明中，所述干燥的温度优选为105～115℃，更优选为107～113℃，最优选为108～110℃；所述干燥的时间以破碎试样质量为恒重时为准，优选为3～10h，更优选为5～8h，最优选为6～7h。在本发明中，所述干燥方式没有任何的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥方式即可。在本发明中，干燥优选为烘干。在本发明实施例中，进行所述烘干时优选对破碎试样进行翻动，使破碎试样处于松散状态，防止在烘干过程中破碎试样结块，影响水分的散失。得到干燥试样，本发明根据每一份破碎试样的含水率以及每一份破碎试样在待测级配碎石中的权重计算级配碎石的含水率，计算公式如式Ⅰ：式I中，n为破碎试样的份数，n≥4；m为待测级配碎石试件的总质量；m1、m2、……mn为每一份破碎试样的质量；m1s、m2s、……mns为每一份干燥试样的质量；w为级配碎石的含水率。本发明提供了一种测定级配碎石含水率的方法，破碎击实成型后的待测级配碎石试件，得到破碎试样，将得到的破碎试样分为n份，每一份破碎试样干燥后，计算得到各自的含水率，以每一份破碎试样质量占击实成型后待测级配碎石试件的质量比例为权重，计算不同干燥破碎试样含水率的加权平均数，计算结果作为此待测级配碎石试件的含水率，克服了现有技术中由于级配碎石具有较大的空隙率且无粘聚性，保水性能较差、导致水分的迁移，中心点处取样测定含水率并不具有代表性以及级配碎石取样时导致所取粗集料所占比例大或者细集料所占比例大，取样较少或取试样的不均匀程度造成的所测含水率并不能真实反映击实试件的含水率，从而导致整个击实试验结果出现多驼峰曲线，给试验结果带来不确定性问题。由说明书附图可知，利用本发明的测定方法得到的测定结果成抛物线形，提高了测定结果的准确性和可信度，且测定方法简便、快捷。下面结合实施例对本发明提供的测定级配碎石含水率的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。根据工程所用的级配碎石集料规格要求选取石料，下述实施例采用石灰岩集料，所用集料规格和质量比例为：20-25mm:10-20mm:5-10mm:3-5mm:0-3mm＝26:8:30:10:26。待石料自然风干后，按照上述集料比例配制5个级配碎石试样，每份试样质量为5500g，然后在每个试样中分别加入不同的预估水分(按照3.0％、3.5％、4.0％、4.5％和5.0％递增)拌均匀后闷料一夜备用。本发明实施例中使用的击实筒体积为2177cm3，待测级配碎石干密度计算公式：ρd＝ρ/(1+w)，w为待测级配碎石的含水率，V为击实筒的体积。实施例1首先称量所用内径为152mm的击实筒质量为3250.0g，然后选取加入3.0％预估水分的待测级配碎石试样，并按照三层法装料，每层分别98下进行击实。击实完毕后，利用修土刀沿着击实筒边缘刮平级配碎石表面。最后称量击实筒与筒内试样总质量为8211.4g，得到待测级配碎石的质量为4961.4g。用推土器推出击实筒内级配碎石试件，放入浅盘敲碎，利用四分法快速分成四份，并分别编号为1、2、3和4，测定对应编号的破碎碎石试样质量分别为：1065.3g、1125.8g、1358.7g和1411.6g。把上述编号分别为1、2、3和4的四份破碎碎石试样均放入105℃的烘箱中，烘3个小时后，利用小铲子轻轻翻动上述所有编号的破碎碎石试样，以防止结块和影响水分的散失，然后再放入105℃的烘箱中，烘干2个小时后从烘箱中取出，自然冷却至室温后称量各对应编号试样的干燥质量，分别为：1036.6g、1098.4g、1323.9g和1376.2g。根据加权平均法计算待测级配碎石试件的含水率，计算过程如下：计算编号分别为1、2、3和4的四份破碎碎石试样对应的含水率分别为：2.77％、2.49％、2.63％和2.57％，对应编号的每一份破碎碎石试样占待测级配碎石试件质量比权重分别为21.47％、22.69％、27.39％和28.45％，计算得到待测级配碎石试件的含水率为2.61％。待测级配碎石的干密度计算过程如下：击实筒体积V＝2177cm3，待测级配碎石试件质量为4961.4g，得到试件湿密度为：ρ＝4961.4/2177＝2.279g·cm3。根据干密度计算公式：ρd＝ρ/(1+w)得到待测级配碎石试件干密度为：ρd＝2.279/(1+0.01*2.61)＝2.221g·cm3。实施例2首先称量所用内径为152mm的击实筒质量为3250.0g，然后选取加入3.5％预估水分的待测级配碎石试样，并按照三层法装料，每层分别98下进行击实。击实完毕后，利用修土刀沿着击实筒边缘刮平级配碎石表面。最后称量击实筒与筒内试样总质量为8251.3g，得到待测级配碎石的质量为5001.3g。用推土器推出击实筒内级配碎石试件，放入浅盘敲碎，利用四分法快速分成四份，并分别编号为1、2、3和4，测定对应编号的破碎碎石试样质量分别为：1265.3g、1232.3g、1320.7g和1183.0g。把上述编号分别为1、2、3和4的四份破碎碎石试样均放入115℃的烘箱中，烘3个小时后，利用小铲子轻轻翻动上述所有编号的破碎碎石试样，以防止结块和影响水分的散失，然后再放入115℃的烘箱中，烘6个小时后从烘箱中取出，自然冷却至室温后称量各对应编号试样的干质量，分别为：1228.9g、1195.0g、1283.9g和1146.9g。根据加权平均法计算待测级配碎石试件的含水率，计算过程如下：计算编号分别为1、2、3和4的四份破碎碎石试样对应的含水率分别为：2.96％、3.12％、2.87％和3.15％，对应编号的每一份破碎碎石试样占待测级配碎石试件质量比权重分别为25.30％、24.64％、26.41％和23.65％，据此计算得到待测级配碎石试件的含水率为3.02％。待测级配碎石的干密度计算过程如下：击实筒体积V＝2177cm3，待测级配碎石试件质量为5001.3g，得到试件湿密度为：ρ＝5001.3/2177＝2.297g·cm3。根据干密度计算公式：ρd＝ρ/(1+w)得到待测级配碎石试件干密度为：ρd＝2.297/(1+0.01*3.02)＝2.230g·cm3。实施例3首先称量所用内径为152mm的击实筒质量为3250.0g，然后选取加入4.0％预估水分的待测级配碎石试样，并按照三层法装料，每层分别98下进行击实。击实完毕后，利用修土刀沿着击实筒边缘刮平级配碎石表面。最后称量击实筒与筒内试样总质量为8306.4g，得到待测级配碎石的质量为5056.4g。用推土器推出击实筒内级配碎石试件，放入浅盘敲碎，利用四分法快速分成四份，并分别编号为1、2、3和4，测定对应编号的破碎碎石试样质量分别为：1362.3g、1209.6g、1196.5g和1288.0g。把上述编号分别为1、2、3和4的四份破碎碎石试样均放入110℃的烘箱中，烘3个小时后，利用小铲子轻轻翻动上述所有编号的破碎碎石试样，以防止结块和影响水分的散失，然后再放入110℃的烘箱中，烘3个小时后从烘箱中取出，自然冷却至室温后称量各对应编号试样的干质量，分别为：1225.4g、1184.8g、1271.5g和1141.0g。根据加权平均法计算待测级配碎石试件的含水率，计算过程如下：计算编号分别为1、2、3和4的四份破碎碎石试样对应的含水率分别为：3.26％、4.01％、3.87％和3.68％，对应编号的每一份破碎碎石试样占待测级配碎石试件质量比权重分别为26.96％、23.92％、23.66％和25.47％，据此计算得到待测级配碎石试件的含水率为3.69％。待测级配碎石的干密度计算过程如下：击实筒体积V＝2177cm3，待测级配碎石试件质量为5056.4g，得到试件湿密度为：ρ＝5056.4/2177＝2.323g·cm3。根据干密度计算公式：ρd＝ρ/(1+w)得到待测级配碎石试件干密度为：ρd＝2.323/(1+0.01*3.69)＝2.240g·cm3。实施例4首先称量所用内径为152mm的击实筒质量为3250.0g，然后选取加入4.5％预估水分的待测级配碎石试样，并按照三层法装料，每层分别98下进行击实。击实完毕后，利用修土刀沿着击实筒边缘刮平级配碎石表面。最后称量击实筒与筒内试样总质量为8286.9g，得到待测级配碎石的质量为5036.9g。用推土器推出击实筒内级配碎石试件，放入浅盘敲碎，利用五分法快速分成五份，并分别编号为1、2、3、4和5，测定对应编号的破碎碎石试样质量分别为：1000.1g、963.2g、896.5g、1102.3g和1074.8g。把上述编号分别为1、2、3、4和5的五份破碎碎石试样均放入107℃的烘箱中，烘2个小时后，利用小铲子轻轻翻动上述所有编号的破碎碎石试样，以防止结块和影响水分的散失，然后再放入107℃的烘箱中，烘3个小时后从烘箱中取出，自然冷却至室温后称量各对应编号试样的干质量，分别为：962.8g、924.6g、861.0g、1059.0g和1033.1g。根据加权平均法计算待测级配碎石试件的含水率，计算过程如下：计算编号分别为1、2、3、4和5的五份破碎碎石试样对应的含水率分别为：3.98％、4.18％、4.12％、4.09％和4.04％，对应编号的每一份破碎碎石试样占待测级配碎石试件质量比权重分别为19.88％、19.12％、17.80％21.88％、和21.34％，据此计算得到待测级配碎石试件的含水率为4.08％。待测级配碎石的干密度计算过程如下：击实筒体积V＝2177cm3，待测级配碎石试件质量为5036.9g，得到试件湿密度为：ρ＝5036.9/2177＝2.314g·cm3。根据干密度计算公式：ρd＝ρ/(1+w)得到待测级配碎石试件干密度为：ρd＝2.314/(1+0.01*4.08)＝2.223g·cm3。实施例5首先称量所用内径为152mm的击实筒质量为3250.0g，然后选取加入5.0％预估水分的待测级配碎石试样，并按照三层法装料，每层分别98下进行击实。击实完毕后，利用修土刀沿着击实筒边缘刮平级配碎石表面。最后称量击实筒与筒内试样总质量为8241.5g，得到待测级配碎石的质量为4991.5g。用推土器推出击实筒内级配碎石试件，放入浅盘敲碎，利用六分法快速分成六份，并分别编号为1、2、3、4、5和6，测定对应编号的破碎碎石试样质量分别为：803.2g、796.3g、901.3g、996.5g、738.5g和755.7g。把上述编号分别为1、2、3、4、5和6的六份破碎碎石试样均放入113℃的烘箱中，烘4个小时后，利用小铲子轻轻翻动上述所有编号的破碎碎石试样，以防止结块和影响水分的散失，然后再放入113℃的烘箱中，干燥4个小时后从烘箱中取出，自然冷却至室温后称量各对应编号试样的干质量，分别为：770.6g、762.5g、866.2g、953.5g、706.0g和721.6g。根据加权平均法计算待测级配碎石试件的含水率，计算过程如下：计算编号分别为1、2、3、4、5和6的六份破碎碎石试样对应的含水率分别为：4.23％、4.43％、4.05％、4.51％、4.60％和4.72％，对应编号的每一份破碎碎石试样占待测级配碎石试件质量比权重分别为16.09％、15.95％、18.06％、19.96％、14.80％和15.14％，据此计算得到待测级配碎石试件的含水率为4.41％。待测级配碎石的干密度计算过程如下：击实筒体积V＝2177cm3，待测级配碎石试件质量为4991.5g，得到试件湿密度为：ρ＝4991.5/2177＝2.293g·cm3。根据干密度计算公式：ρd＝ρ/(1+w)得到待测级配碎石试件干密度为：ρd＝＝2.293/(1+0.01*4.41)＝2.196g·cm3。表1为实施例1～5不同待测级配碎石试件的含水率和干密度测试结果。表1不同待测级配碎石试件的含水率和干密度测试结果实施例12345含水率/％2.613.023.694.084.41干密度/g·cm32.2212.2302.2402.2232.196根据实施例1～5待测级配碎石试件的含水率和干密度测试结果绘制击实曲线图，如图1。由图1可以看出，此种类型级配碎石的最佳含水率为3.69％，最大干密度为2.240g·cm3。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3