粗集料壓碎值檢驗不同方法標(biāo)準(zhǔn)的分析與應(yīng)用

李萼雄

四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610030

1 引言

粗集料壓碎值（“壓碎值”也稱為“壓碎指標(biāo)”，本文不作區(qū)分）是按規(guī)定方法測得的石料抵抗壓碎的能力，以壓碎試驗后小于規(guī)定粒徑的石料質(zhì)量百分率表示，是衡量石料力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)。該項指標(biāo)在我國歷來受到特別重視，工程建設(shè)領(lǐng)域不同行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、規(guī)程）對粗集料壓碎值檢驗方法都有各自的規(guī)定。這些規(guī)定存在不同程度的差異，在實際工作中，可能因使用方法標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)而造成工作失誤。為此，對粗集料壓碎值檢驗不同方法標(biāo)準(zhǔn)進行比較，有助于其在工程建設(shè)管理中的正確應(yīng)用。

2 粗集料壓碎值檢驗現(xiàn)行不同方法標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別

工程建設(shè)領(lǐng)域涉及粗集料壓碎值檢驗的現(xiàn)行方法標(biāo)準(zhǔn)主要有：《建設(shè)用卵石、碎石》（GB/T 14685-2011）［1］、《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 52-2006）［2］、《水工混凝土砂石骨料試驗規(guī)程》（DL/T 5151-2014）［3］、《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）［4］。這些規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程）的適用范圍及其粗集料壓碎值檢驗方法的比較情況如表1。對各規(guī)范之間的異同分析如下：

（1）適用范圍

GB/T 14685-2011 是適用于建設(shè)工程領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)，是基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)，但是不適用于水工建筑物；JGJ 52-2006、DL/T5151-2014 分別適用于住建行業(yè)（房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程）、電力行業(yè)的水泥混凝土；JTG E42-2005 不僅適用于公路工程水泥混凝土，也適用于公路工程瀝青混合料和路面基層。

（2）試樣粒徑

為了以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進行比較，粒徑規(guī)格均以方孔篩來衡量。GB/T 14685-2011、JGJ 52-2006 均規(guī)定壓碎值試驗的試樣粒徑在9.5～19.0mm之間，即取樣風(fēng)干后篩除大于19.0mm及小于9.5mm的顆粒；DL/T 5151-2014規(guī)定試樣粒徑為10～20mm；而JTG E42-2005則規(guī)定試樣粒徑為9.5～13.2mm，與其它規(guī)范存在較明顯的差異，其粒徑更加小而單一。通常，單一粒徑的集料壓碎更嚴(yán)重，便于考驗不利情況的抗壓碎能力。從試樣粒徑的不同來分析，JTG E42-2005 更多地考慮了瀝青路面所用集料特點，而其它規(guī)范針對的是水泥混凝土所用集料情況。

（3）試樣處理

除JTG E42-2005 以外，其余規(guī)范均規(guī)定壓碎值試驗的試樣均需剔除針片狀顆粒。同樣條件下，剔除針片狀顆粒的試樣壓碎值比未剔除者要小。剔除針片狀顆粒后，集料加工因素被弱化，壓碎值更側(cè)重于反映集料的料源特性即石料本身的性能。

（4）試樣數(shù)量

上述規(guī)范對試樣數(shù)量的規(guī)定略有差別。JTG E42-2005 規(guī)定以專用金屬筒的體積來控制每次試驗的試樣數(shù)量，其質(zhì)量通常為2700～3000 g；而其它規(guī)范則以質(zhì)量（3000g）或裝料的高度來控制試樣數(shù)量。

（5）壓碎值測定儀

JTG E42-2005規(guī)定：圓筒內(nèi)徑150mm，壓頭直徑149mm；其它規(guī)范則規(guī)定：圓筒內(nèi)徑152mm，壓頭直徑150mm。各規(guī)范規(guī)定的設(shè)備尺寸基本相同。

（6）裝料方式

GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 對裝料方式的規(guī)定完全一致，要求分2 層裝料，每裝完一層試樣后，底盤下墊放直徑10mm 圓鋼，按住試筒左右交替顛擊地面各25 下；DL/T5151 規(guī)定也是分2 層裝料，但在底盤下不用墊放圓鋼，而是直接提起、松落，兩邊交替各25 次；JTG E42-2005 則規(guī)定分3 層裝料，每層均用金屬棒從石料表面上均勻搗實25 次。

（7）加荷方式

加荷方式的不同體現(xiàn)在以下方面：總荷載、加荷速率、卸荷前是否穩(wěn)壓一定時間。GB/T 14685-2011、JGJ 52-2006 均規(guī)定加荷到200kN，并穩(wěn)壓5s，DL/T5151-2014 規(guī)定總荷載與前兩者一致，但不穩(wěn)壓。此外，這三者對加荷速率的規(guī)定略有區(qū)別（在1kN/s左右）。JTG E42-2005與其它規(guī)范存在顯著的不同，規(guī)定在約600s 內(nèi)均勻加荷到400kN，其總荷載提高到了2 倍。

（8）加荷后過篩孔徑

除DL/T5151-2014 規(guī)定采用2.5 mm 方孔篩對加荷后的試樣過篩外，其余規(guī)范均規(guī)定采用2.36mm 方孔篩。

3 現(xiàn)行不同方法標(biāo)準(zhǔn)的綜合比較

關(guān)于現(xiàn)行的粗集料壓碎值檢驗方法，GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 幾乎相同；DL/T 5151-2014 在試樣粒徑、加壓后過篩孔徑、裝料方式上與前兩者略有區(qū)別；而JTG E42-2005 與其它規(guī)范存在明顯的差異，最顯著的不同是其總荷載大，此外，其試樣粒徑小而單一，且試樣不經(jīng)剔除針片狀顆粒處理。按照J(rèn)TG E42-2005所得壓碎值數(shù)值比按其它規(guī)范方法測試值明顯增大，石料的壓碎值拉得更開?？傮w上，JTG E42-2005 更多地照顧了瀝青路面的使用習(xí)慣，而其它規(guī)范則著眼于水泥混凝土用集料的特點。

4 不同方法測試值之間換算關(guān)系的分析與應(yīng)用

（1）公路水泥混凝土和瀝青路面用粗集料壓碎值試驗方法的分析

為分析公路水泥混凝土和瀝青路面用粗集料壓碎值試驗方法，特追溯現(xiàn)行《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）對舊規(guī)程的修訂情況，這有助于進一步掌握壓碎值檢驗方法。JTG E42-2005 是對已廢止的舊規(guī)程《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTJ 058-2000）［5］修訂而來。舊規(guī)程（JTJ 058-2000）對于水泥混凝土和瀝青路面用粗集料壓碎值的測試方法做了不同的規(guī)定，其測試方法編號分別為T0315、T0316。修訂后的新規(guī)程將兩種測試方法統(tǒng)一起來，以瀝青路面用粗集料壓碎值試驗方法（T0316）為基礎(chǔ)，廢除了水泥混凝土用粗集料壓碎值試驗方法（T0315）。T0316 的優(yōu)點是壓碎值拉得開，便于區(qū)分石料的抗壓碎性能，另外壓碎值指標(biāo)對瀝青路面及基層的重要性遠(yuǎn)大于水泥混凝土膠凝材料，當(dāng)時認(rèn)為應(yīng)該更多的照顧瀝青路面的習(xí)慣。曾采用15 種不同品種的石料分別按原規(guī)程T0315、T0316 試驗方法進行了詳細(xì)的對比研究［4］，發(fā)現(xiàn)二者之間有非常好的相關(guān)性，其換算關(guān)系為：

（y 為按T0315 方法測試值，x 為按T0316 方法測試值）

該規(guī)范修訂時，我國瀝青路面表面層多用公稱最大粒徑13.2mm 的集料，在將上述兩種方法統(tǒng)一時，特將試樣粒徑由原來的13.2～16.0mm 調(diào)整為9.5～13.2mm，也是考慮了當(dāng)時瀝青路面工程的實際情況。

（2）現(xiàn)行不同方法測試值之間換算關(guān)系的應(yīng)用探討

通過比較分析，舊規(guī)程《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTJ 058-2000）中水泥混凝土用粗集料壓碎值試驗方法（T0315）與GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 的規(guī)定基本相同。前述換算關(guān)系似可擴展至現(xiàn)行的這幾個規(guī)范間使用：

（y 為按GB/T 14685-2011 或JGJ 52-2006 方法測試值，x為按JTG E42-2005 方法測試值）

但是，現(xiàn)行的《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）對粗集料壓碎值試樣粒徑規(guī)定為9.5～13.2mm，這與舊規(guī)程中T0316 方法規(guī)定的試樣粒徑（13.2～16.0 mm）有所不同，因此，該換算關(guān)系推廣使用可能存在一定的偏差，可在此基礎(chǔ)上開展進一步的研究。

5 結(jié)語

關(guān)于粗集料壓碎值檢驗方法，除有國家標(biāo)準(zhǔn)外，住建、公路、電力等不同領(lǐng)域也有各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在實際應(yīng)用中，需要結(jié)合不同行業(yè)的特點，按照項目設(shè)計要求或相關(guān)行業(yè)規(guī)定，選用適宜的方法標(biāo)準(zhǔn)開展檢驗，對集料質(zhì)量進行恰當(dāng)?shù)脑u判，從而為工程用料的生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制起到有力的保障作用。此外，不同方法標(biāo)準(zhǔn)間的差異，可能造成實際使用中的不便或困擾，建議標(biāo)準(zhǔn)制訂（修訂）時除考慮行業(yè)領(lǐng)域的特點外，也宜最大限度地兼顧與國家標(biāo)準(zhǔn)等的一致性。