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一種集料壓碎值的測定方法

文檔序號:5963319閱讀:1344來源:國知局
專利名稱:一種集料壓碎值的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及道路工程領(lǐng)域,尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)荷載下的集料壓碎值的測定方法。
背景技術(shù)
集料壓碎值用于衡量集料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力,是衡量集料力學(xué)性能的指標(biāo),以評價其在公路工程中的適用性。大量試驗及工程實踐表明,傳統(tǒng)的集料壓碎值測定方法有如下缺點I)不能真實模擬集料的受力方式集料在施工過程及使用過程中更多的是承受碾壓荷載,傳統(tǒng)的試驗方法則是垂直擠壓方式評價其力學(xué)性能。2)不能反映各種溫度下的集料力學(xué)性能拌合和施工都要求集料達(dá)到相應(yīng)的高 溫環(huán)境,最高達(dá)到200攝氏度的高溫,不同巖性的集料在0-200攝氏度的環(huán)境下并不呈現(xiàn)一直增加或一致減小的抗壓碎能力,傳統(tǒng)常溫集料的試驗方法不能評價集料在不同溫度環(huán)境下的力學(xué)性能,也就不能評價集料在施工和使用過程中的力學(xué)性能。3)試驗過程不易控制壓力機在IOmin達(dá)到500KN的壓力,容易產(chǎn)生人為誤差?,F(xiàn)行規(guī)范《公路工程集料試驗規(guī)程》JTG E42-2005中的試驗方法用標(biāo)準(zhǔn)篩篩選9. 5mm 13. 2mm粒徑的粗集料3000g,烘干冷卻至室溫填入到標(biāo)準(zhǔn)試桶中,在壓力機上以IOmin達(dá)到400KN的荷載后穩(wěn)壓5s,將壓過后的集料過2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩,把2. 36mm篩以下細(xì)料質(zhì)量與試驗前的粗料質(zhì)量的比值作為壓碎值。要求壓碎值不大于某一個指標(biāo)評價其是否可以用于道路工程中,但是通過壓碎值檢驗的集料由于各種原因在道路施工和使用過程中出現(xiàn)了壓碎的情況。由于集料受壓方式、溫度與實際有偏差,傳統(tǒng)的集料壓碎值測定方法只能評價出烘干后冷卻至常溫的集料在擠壓荷載方式下抵抗壓碎的力學(xué)性能。開發(fā)能合適評價集料用于道路工程的力學(xué)性能的壓碎值測定方法是亟須的?,F(xiàn)有技術(shù)中,錢樹波等人在《高溫壓碎值實驗探索》一文中提出了將裝好集料的試模放入190±5°C烘箱中加熱6h以上,再按照規(guī)程中的方法進(jìn)行。并建議壓碎值表面層不大于24%,其它層不大于28%。葛折圣、蘇興國等人公開了《一種細(xì)集料壓碎值的測定方法》,將篩選的細(xì)集料均勻放至30cmX30cm鋼板上,在烘箱中180±5°C加熱6h以上,碾壓輪也預(yù)熱180°C,然后將鋼板放在碾壓平臺上碾壓,也是通過碾壓后集料通過下限篩孔的集料與原有集料的質(zhì)量比來評價細(xì)集料的高溫碾壓壓碎值。雖然現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)彌補了一些傳統(tǒng)方法的缺點,但仍然存在著以下的問題(I)只考慮了集料用于熱拌浙青混合料時的力學(xué)性能,忽略了集料用于其他類型浙青混合料時的力學(xué)性能。(2)《高溫壓碎值試驗探索》中仍然采用傳統(tǒng)的擠壓施加荷載的方式,與實際道路集料承受的加壓方式不一致。(3)《一種細(xì)集料壓碎值的測定方法》考慮了輪碾的施載方式,但其主要是評價細(xì)集料的力學(xué)性能,而實際道路荷載的承受主要是靠骨架的粗集料來完成,即細(xì)集料的壓碎值不能反映道路工程中集料的力學(xué)性能。
(4)《一種細(xì)集料壓碎值的測定方法》中輪碾的方式不能保證集料受力的均勻。因此,針對以上問題,本發(fā)明提供一種在旋轉(zhuǎn)荷載下的集料壓碎值的測定方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種集料壓碎值的測定方法,解決現(xiàn)有技術(shù)中集料壓碎值的測定方法不能反映集料在各種溫度下的力學(xué)性能以及集料的受力方式采用輪碾的方式不能保證集料受力均勻的問題。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種集料壓碎值的測定方法,該方法包括以 下步驟SI :將集料風(fēng)干或烘干,篩取粒徑大小在預(yù)定范圍內(nèi)的集料作為試樣;S2:將當(dāng)前試樣分多次均勻裝入第一試模中至預(yù)定高度,每次均將試樣表面整平,用金屬棒的半球面端從集料表面上均勻搗實;最后用金屬棒作為直刮刀將表面仔細(xì)整平,稱取得到第一試模中試樣質(zhì)量Hltl,然后將相同質(zhì)量的集料按照同樣的方式裝入旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中;S3:若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于冷拌浙青混合料的集料,直接執(zhí)行下一步;若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于溫拌浙青混合料的集料,則將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至第一預(yù)定溫度,執(zhí)行下一步;若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于熱拌浙青混合料的集料,則將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至第二預(yù)定溫度,執(zhí)行下一步;S4:將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模放入旋轉(zhuǎn)壓實儀底座,施加荷載后將其從旋轉(zhuǎn)壓實儀底座取出進(jìn)行冷卻;S5 :將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料取出,過第一標(biāo)準(zhǔn)篩,測量得到通過所述第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量%,按下式計算當(dāng)前試樣中集料的壓碎值Q=Iii1Zm0式中,Q為集料壓碎值,單位%,! 為壓前試樣質(zhì)量,單位設(shè),!^為通過第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量,單位g。其中,將所述步驟SI中的試樣分成質(zhì)量相等的多組,用于集料壓碎值測定試驗的平行試驗。其中,所述第一試模是與旋轉(zhuǎn)壓實儀試模形狀和底面積、高度均相同的容器或者是旋轉(zhuǎn)壓實儀的試模。進(jìn)一步,所述預(yù)定高度為100mm,搗實次數(shù)為25次。其中,所述步驟SI中,當(dāng)集料需要烘干時,烘箱溫度不得超過100°C,烘干時間不超過4h。其中,所述試樣粒徑大小的預(yù)定范圍為9. 5mm 13. 2mm,每組質(zhì)量為3000g,第一標(biāo)準(zhǔn)篩為2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩。其中,所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模尺寸如下內(nèi)徑、總高度、有效高度和最小試樣高度分別為 150mm、279mm、250mm 和 50mm。進(jìn)一步,所述步驟S3中第一預(yù)定溫度為150°C,第二預(yù)定溫度為180°C,加熱時間均為4 6h。進(jìn)一步,所述步驟S4中設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實儀的荷載為O. 7MPa,總旋轉(zhuǎn)次數(shù)為300次。(三)有益效果本發(fā)明提供的集料壓碎值的測定方法,通過對集料施加旋轉(zhuǎn)荷載,真實的模擬了集料用于道路工程中的受力方式,保證了集料在試驗過程中的受力與路面施工過程中相似,且規(guī)定了集料在不同溫度水平的試驗方法,有利于更好地評價集料用于道路工程的力學(xué)性能。


圖I為本發(fā)明提供的集料壓碎值的測定方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的集料壓碎值的測定方法的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。這些實施方式僅用于說明本發(fā)明,而并非對本發(fā)明的限制。如圖I所示為本發(fā)明提供的集料壓碎值的測定方法的流程圖,具體包括以下步驟SI :將集料風(fēng)干或烘干,篩取粒徑大小在預(yù)定范圍內(nèi)的集料作為試樣;所述步驟SI中,所取試樣根據(jù)集料粒徑大小和預(yù)定高度,相應(yīng)增減試樣質(zhì)量。在本實施方式中,將風(fēng)干或烘干的集料過13. 2_標(biāo)準(zhǔn)篩和9. 5_標(biāo)準(zhǔn)篩,取試樣粒徑大小在
9.5mm 13. 2mm的預(yù)定范圍內(nèi)的集料。當(dāng)集料需要烘干時,烘箱溫度不得超過100°C,烘干時間不超過4h。S2:將當(dāng)前試樣分多次均勻裝入第一試模中至預(yù)定高度,每次均將試樣表面整平,用金屬棒的半球面端從集料表面上均勻搗實;最后用金屬棒作為直刮刀將表面仔細(xì)整平,稱取得到第一試模中試樣質(zhì)量Hltl,然后將相同質(zhì)量的集料按照同樣的方式裝入旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中;集料的狀態(tài)分為自然堆積狀態(tài)、振實狀態(tài)和搗實狀態(tài),自然堆積狀態(tài)與集料在路面狀態(tài)不一致,振實狀態(tài)和搗實狀態(tài)基本與集料在路面的狀態(tài)一致,但振實設(shè)備要求高,一般及現(xiàn)行規(guī)程用搗實狀態(tài),這是一種比較簡單實用的方法。集料在搗實狀態(tài)下的排列與實際路面中集料的排列近似,為了更真實的模擬集料在公路工程中的力學(xué)性能,所以采用以上方法測定裝入第一試模預(yù)定高度的集料質(zhì)量。所述第一試模是與旋轉(zhuǎn)壓實儀試模形狀和底面積、高度均相同的容器或者是旋轉(zhuǎn)壓實儀的試模。所述預(yù)定高度為100mm,搗實次數(shù)為25次;特此說明,搗實一次是指金屬棒從一定高度自由落下,再提起到原來的高度。25次是使集料達(dá)到搗實狀態(tài)所需的次數(shù),預(yù)定高度是靠多次裝入集料搗實形成的。最后一次稍高出試模,搗實25次后,多余的會溢出,然后用溢出的小集料填平凹處,最后用金屬棒作為直刮刀將表面仔細(xì)整平。根據(jù)集料粒徑大小,選擇旋轉(zhuǎn)壓實儀試模尺寸。在本實施方式中,集料粒徑大小為9. 5mm 13. 2mm,選擇試模尺寸如下內(nèi)徑、總高度、有效高度和最小試樣高度分別為150mm、279mm、250mm 和 50mmo
S3:若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于冷拌浙青混合料的集料,直接執(zhí)行下一步;若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于溫拌浙青混合料的集料,則將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至第一預(yù)定溫度,執(zhí)行下一步;若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于熱拌浙青混合料的集料,則將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至第二預(yù)定溫度,執(zhí)行下一步;其中,用于熱拌浙青混合料的集料需要加熱至180°C,用于溫拌浙青混合料的集料需要加熱至150°C,加熱時間均為4 6h,即步驟S3中第一預(yù)定溫度為150°C,第二預(yù)定溫度為1800C οS4 :將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模放入旋轉(zhuǎn)壓實儀底座,施加荷載后將其從旋轉(zhuǎn)壓實儀底座取出進(jìn)行冷卻;在本實施方式中,設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實儀的載荷為O. 7MPa,總旋轉(zhuǎn)次數(shù)為300次。之所以優(yōu)選荷載為O. 7Mpa、總旋轉(zhuǎn)次數(shù)為300次,是因為O. 7MPa是我國設(shè)計路面標(biāo)準(zhǔn)車對路面的荷載,300次是路面壓實到密度不能再大的壓實次數(shù),即路面最大密度對應(yīng)的次數(shù)。 本發(fā)明根據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計荷載,規(guī)定了荷載數(shù)值,考慮超載或輕荷載情況,也可以設(shè)定其他荷載,總旋轉(zhuǎn)次數(shù)不變。S5:將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料取出,過第一標(biāo)準(zhǔn)篩,測量得到通過所述第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量%,按下式計算當(dāng)前試樣中集料的壓碎值Q=Iii1Zm0式中,Q為集料壓碎值,單位%,! 為壓前試樣質(zhì)量,單位設(shè),!^為通過第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量,單位g。所述步驟S5中,第一標(biāo)準(zhǔn)篩的選擇與試樣粒徑大小的預(yù)定范圍有關(guān),在本實施方式中,當(dāng)試樣粒徑大小的預(yù)定范圍為9. 5mm 13. 2mm時,第一標(biāo)準(zhǔn)篩為2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩。將所述步驟SI中的試樣分成質(zhì)量相等的三組,用于集料壓碎值測定試驗的平行試驗。在本實施方式中,每組集料取3000g供試驗用。所述步驟S2到S6為本實施方式的平行試驗中每一組集料壓碎值的測定方法的具體步驟。本實施方式中利用三組粒徑大小的預(yù)定范圍和質(zhì)量均相同的試樣完成本試驗,目的是做平行試驗,提高試驗結(jié)果的代表性,所以三組試樣僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明提供的集料壓碎值的測定方法,反應(yīng)了不同溫度下的集料力學(xué)性能,基于本發(fā)明原理的其他溫度范圍也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi);本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)壓實儀對集料施加荷載,模擬路面施工過程碾壓受力狀態(tài)和溫度環(huán)境,檢測集料壓碎值指標(biāo)能夠更為真實的評價集料用于公路工程中的力學(xué)性,有益于篩選優(yōu)良的集料,保證良好的道路質(zhì)量。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和替換,這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種集料壓碎值的測定方法,其特征在于,該方法包括以下步驟 Si:將集料風(fēng)干或烘干,篩取粒徑大小在預(yù)定范圍內(nèi)的集料作為試樣; S2:將當(dāng)前試樣分多次均勻裝入第一試模中,每次均將試樣表面整平,用金屬棒的半球面端從集料表面上均勻搗實;最后用金屬棒作為直刮刀將表面仔細(xì)整平直至達(dá)到第一試模預(yù)定高度,稱取得到第一試模中試樣質(zhì)量IV然后將相同質(zhì)量的集料按照同樣的方式裝入旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中; 53:若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于冷拌浙青混合料的集料,直接執(zhí)行下一步;若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于溫拌浙青混合料的集料,則將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至第一預(yù)定溫度,執(zhí)行下一步;若所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料是用于熱拌浙青混合料的集料,則將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至第二預(yù)定溫度,執(zhí)行下一步; 54:將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模放入旋轉(zhuǎn)壓實儀底座,施加荷載后將其從旋轉(zhuǎn)壓實儀底座取出進(jìn)行冷卻; 55:將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料取出,過第一標(biāo)準(zhǔn)篩,測量得到通過所述第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量Hi1,按下式計算當(dāng)前試樣中集料的壓碎值 Q=Hi1Zm0 式中,Q為集料壓碎值,單位%,Hitl為壓前試樣質(zhì)量,單位g,mi為通過第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量,單位g。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,將所述步驟SI中的試樣分成質(zhì)量相等的多組,用于集料壓碎值測定試驗的平行試驗。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述第一試模是與旋轉(zhuǎn)壓實儀試模形狀、底面積和高度均相同的容器或者是旋轉(zhuǎn)壓實儀的試模。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述預(yù)定高度為100mm,搗實次數(shù)為25次。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述步驟SI中,當(dāng)集料需要烘干時,烘箱溫度不得超過100°c,烘干時間不超過4h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述試樣粒徑大小的預(yù)定范圍為9. 5mm 13. 2mm,每組質(zhì)量為3000g,第一標(biāo)準(zhǔn)篩為2. 36mm標(biāo)準(zhǔn)篩。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模尺寸如下內(nèi)徑、總高度、有效高度和最小試樣高度分別為150mm、279mm、250mm和50mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述步驟S3中第一預(yù)定溫度為150°C,第二預(yù)定溫度為180°C,加熱時間均為4 6h。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集料壓碎值的測定方法,其特征在于,所述步驟S4中設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實儀的荷載為O. 7MPa,總旋轉(zhuǎn)次數(shù)為300次。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集料壓碎值的測定方法,具體方法如下取一定質(zhì)量的風(fēng)干或烘干的粒徑大小在預(yù)定范圍內(nèi)的集料作為試樣,測定裝入第一試模預(yù)定高度所需的搗實狀態(tài)集料質(zhì)量,然后將質(zhì)量相等的集料裝入旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中,將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模加熱至所需溫度后放入旋轉(zhuǎn)壓實儀底座,施加荷載后將其從旋轉(zhuǎn)壓實儀底座取出后進(jìn)行冷卻,最后將所述旋轉(zhuǎn)壓實儀試模中的集料取出,過第一標(biāo)準(zhǔn)篩,測量得到通過所述第一標(biāo)準(zhǔn)篩的集料質(zhì)量,最終根據(jù)公式計算當(dāng)前試樣中集料的壓碎值。本發(fā)明提供的集料壓碎值的測定方法,真實的模擬了集料用于道路碾壓中的受力方式和溫度狀況,有利于更好地評價集料用于道路工程的力學(xué)性能。
文檔編號G01N5/00GK102967520SQ20121047885
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者李闖民, 陳赟, 周文, 劉陽, 鄧泰, 肖玉榮 申請人:長沙理工大學(xué)
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