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    砂石集料试验标准

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    T0321—2024粗集料磨光值试验

    2026-03-09 09:56:51 已有 25 人浏览 作者:网站管理员

    文章引用JTG 3432—2024《公路工程集料试验规程》中T0321—2024粗集料磨光值试验

    1目的与适用范围

    本方法适用于测定粗集料的磨光值,以评价表面层用粗集料的抗车轮磨光性能。

    2仪具与材料

    2.1加速磨光试验机:结构示意如图T0321-1所示,应安放在固定的基座上。

    图T0321-1加速磨光试验机示意图

    1-荷载调整系统;2-调整臂;3-道路轮;4-橡胶轮;5-微粉贮料斗;6-粗砂贮料斗;7-供水系统;8-机体;9-试件

    2.1.1道路轮:具有夹紧装置,用于安装14块试件;外径406mm±3mm(以安装14块试件后颗粒表面形成的外圆轮廓为基准),宽度44.5mm±1mm;磨光时转速为320r/min±5r/min。

    2.1.2橡胶轮:可拆换的两个实心橡胶轮,直径200mm±3mm,宽44mm±2mm。橡胶轮表面初期硬度为69IRHD±3IRHD,按《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第2部分:便捷式橡胶国际硬度计法》(GB/T531.2)测定。橡胶轮应作明显标记,用于磨粗砂的橡胶轮标记为C,用于磨微粉的橡胶轮标记为X。

    2.1.3道路轮和橡胶轮的安装:通过荷载调整系统,使橡胶轮施加于道路轮的总荷载为725N±10N,并在磨光过程中保持恒定。橡胶轮在道路轮带动下能够绕轴自由旋转,其轴与道路轮的轴平行。道路轮与橡胶轮的旋转平面重合,并满足以下要求:

    (1)两轮的旋转平面倾角不超过0.33°(200mm偏差不超过1mm)。

    (2)两轮中间的旋转平面距离不超过0.8mm。

    2.1.4粗砂供给系统:在靠近道路轮与橡胶轮接触点之前,按照规定的速度,将粗砂和水直接供应在道路轮上,使其连续、稳定而均匀分布在橡胶轮和试件接触表面。

    2.1.5微粉供给系统:在靠近道路轮与橡胶轮接触点之前,按照规定的速度,将微粉和水直接供应到道路轮上,使其连续、稳定而均匀分布在橡胶轮和试件接触表面。

    2.1.6试模:金属试模应该使得制作的试件满足图T0321-2形状,其纵向弯曲,外侧面曲率半径203mm±1.5mm、弧面长度90.6mm±0.5mm,内侧面曲面尺寸与道路轮尺寸相同;宽度44.5mm±0.5mm,厚度为16mm±0.5mm(对于4.75~9.5mm粒级为13mm±0.5mm)。一套为28副试模。

    图T0321-2试模及试件尺寸示意图(尺寸单位:mm)

    2.1.7试模盖:金属试模盖,外侧面为平面,内侧面与试模表面形状匹配,曲率半径189mm±0.5mm,其尺寸稍大于试模尺寸。试模盖上应钻有多个小孔。

    2.2指针式摆式摩擦系数测定仪:示意如图T0321-3所示。

    天检牌TD964-2型摆式摩擦系数试验仪

    天检牌TD964-2型摆式摩擦系数试验仪



    图T0321-3指针式摆式摩擦系数测定仪示意图

    1-紧固把手;2-释放开关;3-弹簧片或毡垫;4-连接螺母;5-定位螺丝;6-提升柄;7平衡锤;8-并紧螺母;9-滑溜块;10-橡胶片;11-止滑螺丝;12-试件固定器;13-卡环;14-水准泡;15、20-升降把手:16-立柱;17-底座;18-底板;19-调平螺栓;21-大刻度盘(126mm滑溜长度);22-指针;23-小刻度盘(76mm滑溜长度);24-转向节螺盖;25-调节螺母

    2.2.1摆及滑溜块:摆(包括滑溜块)总质量为1500g±30g,其质心位于摆杆的轴线上,且质心距离摆的旋转轴心距离为410mm±5mm。滑溜块安装在摆的端部,并固定在具有中心旋转轴的刚性基座上;滑溜块能够绕轴自由旋转,下端部向上活动范围应不少于10mm;提升柄提起滑溜块时,滑溜块上提的高度应不少于6.5mm;滑溜块(含橡胶片和铝质支承板)质量为20g±5g。

    注:滑溜长度126mm±1mm时,采用宽橡胶片,此时滑溜块(含橡胶片和铝质支承板)质量为32g±5g。

    2.2.2滑溜块的安装:合理安装滑溜块,满足以下要求:

    1调整摆,使在摆运动到最低点时(如图T0321-4),仅橡胶片的工作面边缘与水平面接触,接触点处橡胶片底面与水平面夹角为26°±3°,此时橡胶片工作边缘与水平面接触点处于摆杆轴线延伸线上,且与摆的旋转轴心距离为510mm±5mm。

    图T0321-4摆在最低点处时橡胶片、摆及试件表面的相对位置示意图

    1-试件表面;2-橡胶片底面与试件表面的夹角;3-橡胶片;4-举升柄;5-摆杆;6-橡胶片工作边缘轨迹在摆运动到最低点时,滑块通过弹簧施加压力压在试件表面,此时名义静压力为22.2N±0.5N,同时滑块上相应静态应力变化率不超过0.2N/mm。

    2.2.3指针:指针(不包括垫圈)质量不大于85g,名义长度为300mm±1mm。

    2.2.4刻度盘:含两个刻度盘。小刻度盘(F盘)的刻度为0~100、大刻度盘(C盘)的刻度为0~150。其中小刻度盘对应滑溜长度为76mm±1mm,适合本方法测定粗集料磨光值;大刻度盘对应滑溜长度为126mm±1mm,适合室内外测定表面摩擦系数。刻度线位于大刻度盘外侧圆弧上,大刻度盘圆弧半径标称值为305mm(控制标准305mm±1mm)。0刻度线为摆轴安装孔中心线以下10.16mm处(控制标准10mm±1mm);刻度盘分度值为2个单位,每2个单位按照式(T0321-1)进行标定。

    F=mgX/PDL×Z×100  (T0321-1)

    式中:F——刻度盘上摩擦值;

    m——摆的质量,为1.5kg±0.03kg;

    X——摆的质心到摆的旋转轴心距离,为410mm±2mm;

    P——弹簧施加的名义静压力,为22.2N±0.5N;

    D——滑溜长度,F盘为76mm,C盘为126mm;

    L——大刻度盘半径,为305mm;

    g——当地重力加速度,为9.8m/s²;

    Z——大刻度盘上圆弧边缘刻度线至0刻度线的垂直距离(mm)。

    2.2.5橡胶片;橡胶片的宽度(与摆的摆动方向垂直)、长度(摆的摆动方向一致)和厚度为(31.75±0.5)mm×(25.4±0.5)um×(6.35±0.5)mm,其初始硬度和回弹值应符合表T0321-1的技术要求。橡胶片工作边缘为直角,棱角分明;橡胶片无磨料、油等污染,使用过程中不得用手直接接触橡胶片工作边缘。

    注:滑溜长度126mm±1mm时,采用宽橡胶片,此时尺寸为(76.2±0.5)mm×(25.4±0.5)mm×(6.35±0.5)mm。

    表T0321-1橡胶片的技术要求

    参数

    温度(℃)

    0

    10

    20

    30

    40

    回弹值(%)

    43~49

    58~65

    66~73

    71~77

    74~79

    硬度(IRHD)

    55±5

    注:回弹值按《硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10IRHD~100IRHD)》(GB/T6031)测定;硬度按《硫化橡胶回弹性的测定》(GB/T1681)测定,测定温度为23℃。

    2.3数字式摆式摩擦系数测定仪

    天检牌TD969-1型电脑摆式摩擦系数测定仪

    TD969-1型电脑摆式摩擦系数测定仪


    1-释放开关;2-定位螺丝;3-提升柄;4-平衡锤;5-并紧螺母;6-滑溜块;7-橡胶片;8-止滑螺丝;9-紧固把手;10-弹簧片或毡垫;11-角度传感器;12-连接螺母;13、22-升降把手;14-卡环;15-试件固定器;16立柱;17-水准泡;18-温度传感器;19-调节螺母;20-转向节螺盖;21-数字表盘;23-调平螺栓;24-底座;25=底板

    2.3.1摆及滑溜块:同2.2.1。

    2.3.2滑溜块的安装:同2.2.2。

    2.3.3数字表盘:可输入测点编号,自动计算、存储和显示摆值、角度及温度修正后的结果。该能够实现滑溜长度为76mm±1mm和滑溜长度为126mm±1mm两种条件下的摩擦值测定,其中零位时摆杆轴线与水平面夹角为1.9°±0.2°。滑溜长度76mm±1mm的摩擦值范围为0100个单位,滑溜长度76mm±1mm的摩擦值范围为0~150个单位。显示分度值为0.1个单位;每2个单位按式(T0321-2)进行检验:

    F=mgX/PD×sinθ×100    (T0321-2)

    式中:θ一摆与零位的夹角(°)。

    2.3.4橡胶片:同2.2.5。

    2.4天平:感量不大于称量质量的0.1%。

    2.5烘箱:鼓风干燥箱,恒温105℃±5℃和40℃±5℃,并满足T0302中2.4要求。

    2.6试验筛:孔径为13.2mm、9.5mm、4.75mm、0.3mm方孔筛,并满足T0302中2.1要求。

    2.7温度计:量程0~100℃,分度值0.1℃;量程0~200℃,分度值1℃。

    2.8滑溜长度量尺:长度76mm。

    2.9槽型钢直尺(图T0321-6),其尺寸可根据加速磨光机结构调整。

     

    图T0321-6槽型钢直尺示意图(尺寸单位:mm)

    2.10刷子:细刷两把,直径约为3mm;硬毛刷一把

    2.11一次性杯子,不少于2kg配重、抹刀、洗耳球等。

    2.12磨光值集料标准样品:标准样品的磨光值标称值应为40~45,精度为±5。

    注:标准样品应由专业单位生产,料源明确,进行严格质量控制,标称值等性质指标稳定,同时提供证书,给定磨光值标称值PSV,、上限PSV和下限PSV标准样品标称值应经交通运输部公路科学研究院进行定值。

    2.13磨料:粗砂为30号棕刚玉,微粉为380号绿碳化硅。磨料只允许使用一次,不得重复使用,且使用前应105°℃±5℃烘天、冷却至室温。

    2.14粘结剂:可选用树脂(低收缩率的聚合物树脂或快凝型环氧树脂)和固化剂,使用前按比例搅拌均匀。为调整粘结剂的稠度,可掺加少量填料。

    2.15细砂:天然砂用清水淘洗,并全部通过0.3mm筛,105℃±5℃烘干为洁净、干燥的砂。

    2.16溶剂:丙酮和煤油混合物(体积比为90:10),用于清洗试验后的仪器。

    2.17隔离剂:防止粘结剂与试模粘结在一起,可用硅油脱模剂或液体汽车上光剂等。

    2.18柔性薄片:塑料片或橡胶片。

    2.19摩擦系数标准样品:带有斜边和磨光边缘的浮法玻璃板,摩擦系数标称值为3~15,精度为±3;经过处理的陶瓷板,摩擦系数标称值为25~40,精度为±3;抛光薄膜,摩擦系数标称值为50~75,精度为±3。标准样品表面无污染、无划痕,尺寸为不小于150mm×100mm×10mm。

    注:标准样品应由专业单位生产,料源明确,进行严格质量控制,标称值等性质指标稳定,同时提供证书,给定摩擦系数标称值及其上限、下限。标准样品标称值应经交通运输部公路科学研究院进行定值。

    2.20摩擦系数标定固定器:铝制,用于固定摩擦系数标准样品。

    图T0321-7摩擦系数标定固定器

    2.21计时器:量程不少于48h,精度0.1s

    2.22试验用水:自来水。

    2.23其他:浮法玻璃板,尺动为不小于200mm×100mm×10mm。

    3试验准备

    3.1磨光机

    3.1.1每年应清理、润滑道路轮和橡胶轮的转轴,每年检查道路轮的转速、每个橡胶轮作用在道路轮上的总荷载。

    3.1.2每年校准道路轮和橡胶轮的相对位置标定。

    1采用槽型钢直尺、塞尺和游标卡尺等,以道路轮边缘作为基准,按图T0321-8测定D₁~D₃、l₁、l₂。

    槽型钢直尺

    橡胶轮道路轮

    图T0321-8槽型钢直尺标定两轮相对位置示意图示意

    2两轮中间的旋转平面距离应满足式(T0321-3)要求:

    (D3+D2+l1)/2-(D1+l2/2)≤0.8     (T0321-3)

    3每转动道路轮120°,测定1次D₂、D₃;3个位置共测定3次。取D₂、D₃三次测定值的平均值分别记为D₂、D₃;取D₃三次测定值的最大值和最小值分别记为max(D₃)、min(D₃)。

    4两轮的旋转平面倾角应满足式(T0321-4)和式(T0321-5)要求:

    D₃-D₂|≤1          (T0321-4)

    max(D₃)-min(D₃)≤2           (T0321-5)

    3.1.3每半年检查水流速。

    3.1.4每次磨光之前应检查粗砂和微粉流速。

    3.1.5每次磨光之前,磨光机、道路轮、磨料及磨光用水应在20℃±5℃室温条件下恒温120min以上。

    3.2橡胶轮

    3.2.1每一个新橡胶轮应有检验报告,同时应标注生产日期。

    3.2.2当橡胶轮不用时,在20℃±5℃条件下避光存放。

    3.2.3每个新橡胶轮在应用之前,应进行预磨:

    1按照第4节方法用标准集料制作2块标准试件;用非标准集料制作12块试件,或者采用以前磨光过的12块试件。

    2将14块试件安装在道路轮上,按照第5节方法,进行粗磨(C轮)、细磨(X轮)、浸泡;取出浸泡的标准试件,按照第6节方法测定标准试件磨光值,计算2块标准试件磨光值的平均值。

    3若2块标准试件磨光值之差大于5,或者磨光值平均值低于PSVbmin,此橡胶轮应废弃。若2块标准试件磨光值平均值大于PSVbmax,按照以上步骤重新制作2块标准试件及以上12块非标准试件,继续磨光、测定磨光值,直至2块标准试件磨光值平均值介于PSVbmin~PSVbmaxo

    3.2.4对于预磨好的橡胶轮,进行标记。采用粗砂磨光的标记为C,采用微粉磨光的标记为X,同时用箭头标注旋转方向。

    3.2.5橡胶轮每年或每磨光达20组(标记为X橡胶轮为25组)试件时,应检查尺寸和磨损情况,按照以上3.2.3方法用标准试件检查性能。

    3.2.6磨光试验中出现下列情况时,应及时更换橡胶轮:

    1橡胶轮因磨损尺寸不满足要求,或出现表面不均匀磨损。

    2橡胶轮使用或存放超过生产日期2年。

    3磨光值试验中标准试件磨光值低于PSVb:n-1连续出现2次。

    3.2.7每次磨光之前,橡胶轮应在20℃±5℃室温条件下恒温120min以上;当橡胶轮存放温度低于15℃时,磨光前应在20℃±5℃条件下恒温24h以上。

    3.2.8每年检查1次橡胶轮尺寸。

    3.3摆式摩擦系数测定仪

    3.3.1每年进行摆式摩擦系数测定仪的标定,包括摆(包括滑溜块)、滑溜块和指针的质量,摆质心至摆旋转轴心的距离,设定弹簧有效张力等。

    3.3.2每次磨光值测定之前,摆式摩擦系数测定仪、湿润用水应在20℃±2℃室温条件下恒温120min以上。

    3.3.3每次磨光值测定前,应检验橡胶片底面与试件表面的夹角。

    3.3.4每次测定之前、测定之后,采用摩擦系数标准样品进行标定。浮法玻璃板标准样品、陶瓷板直接固定在固定器上测定摩擦系数。薄膜要求按图T0321-9采用胶带黏贴在玻璃板上,再直接测定摩擦系数。按第6节方法测定摩擦系数,其中喷洒蒸馏水或去离子水润湿标准样品表面。当检测值与标准样品标称值及其控制精度时,需要调整摩擦系数仪进行重新检验;若检验仍然不满足要求,需要重新检查、设定摆式仪,或更换橡胶片。

    图T0321-9薄膜标准样品固定示意图(尺寸单位:mm)

    1-胶带粘贴区域;2-玻璃板;3-玻璃板表面粘贴的薄膜;4-摆动方向;5-摩擦系数测试区域

    3.4橡胶片

    3.4.1每一个新橡胶片应有检验报告,同时应标注生产日期。

    3.4.2橡胶片应在不超过15℃温度条件下袋中密封、避光存放。

    3.4.3新的橡胶片在使用之前应进行工作边缘预摩擦:

    1从密闭容器中取2块按3.6准备的校准试件。

    2将新橡胶片安装到摆式摩擦系数测定仪上,取出一块校准试件,按照6.4.1~6.4.4方法使橡胶片工作边缘在干燥的标准试件表面摆动5次;然后喷洒水湿润试件表面,再次使橡胶片工作边缘在试件表面摆动20次,每摆动一次均需喷洒水湿润一次。

    3取第二块校准试件,按照以上同样方法对新橡胶片第工个工作边缘进行预摩擦。

    3.4.4每次进行磨光值测定前,应进行橡胶片工作边缘的校准:

    1选择数块校准试件,放入20℃±2℃恒温水中,将试件磨光表面向下浸泡30~120min。

    2从水中取出1块校准试件,按照第6节方法测定磨光值,记录最后3次读数,取其平均值作为校准试件磨光值。

    3当校准试件磨光值不小于PSV1,且其值与该校准试件最近一次记录的磨光值之差介于-2~+1时,则该橡胶片工作边缘满足要求。

    4当校准试件磨光值不小于PSV..:1,但其值与该校准试件最近一次记录的磨光值之差超出-2~+1时,则应检查摩擦系数仪、橡胶片工作边缘或试验操作是否出现问题。

    5当校准试件磨光值小于PSV-1时,重新取1块校准试件进行校准,如果磨光值仍然小于PSV.-1,则该橡胶片应予以废弃。

    6用校准试件校准橡胶片的另一个工作边缘。若橡胶片的两个工作边缘任何一个不满足要求,应更换新的橡胶片。

    7用过的校准试件,当其磨光值不小于PSVbm:in时,可重新记录磨光值,风干、密封留存为校准试件。

    3.4.5磨光试验中出现以下情况之一时,应及时更换橡胶片:

    1存放或使用时间超过生产日期1年;

    2橡胶片的工作边缘出现磨圆或刻痕,或不满足2.2.5要求;

    3采用校准试件校准不能满足3.4.4要求。

    3.4.6每次磨光值测定之前,橡胶片应在20℃±5℃室温条件下恒温120min以上;当橡胶片存放温度低于15℃时,则应在20℃±5℃条件下恒温24h以上。

    3.4.7每测定1组14个试件,需要检查橡胶片底面与试件表面的夹角。

    3.5标准试件

    在每次检测样品制备试件,用2.12中集料标准样品按照第4节方法制备4块标准试件,并与检测样品制备试件同时测定磨光值。

    3.6校准试件

    按照6.4.8留存的标准试件,或按照3.4.4留存用过的标准试件,用于橡胶片校准或预摩擦。

    3.7磨料

    每批磨料,应分别检验粗砂、微粉的材质和级配。

    4试件制备

    4.1将样品用9.5mm、13.2mm试验筛充分过筛,取9.5~13.2mm粒级颗粒缩分试样一份,剔除针、片状颗粒,表面过于粗糙或过于光滑的颗粒,不规则或高度大于试模厚度的颗粒。将试样浸泡在水中,借助金属丝刷将试样颗粒表面洗刷禾净,经多次漂洗至水清澈为止。沥干,40℃±5℃烘干至表面干燥。

    注:试验不应采用室内破碎机破碎集料样品进行试验。

    4.2拼装好试模,注意使端板与模体齐平(使弧线平滑);逐个选取集料颗粒,将最大平面朝下、单层紧密排满试模底部;颗粒应随机摆放,不宜太有规律摆放。每块试件可含19~31颗集料。

    a)正确排放b)不正确排放

    图T0321-10排料示意图

    4.3将细砂填入试模集料颗粒间隙中,至集料颗粒高度2/3~3/4处。用细刷或洗耳球轻吹使之填充密实,去除试件表面粘附的细砂,但注意不得扰动集料颗粒。在试模露出的内壁、顶部边缘,端板,以及试模盖内壁用细刷轻涂隔离剂;隔离剂不要涂抹太多,且不得被集料吸收。

    4.4按比例将树脂和固化剂在一次性纸杯中搅拌,制备粘结剂。粘结剂应有合适的稠度,能够在集料颗粒之间自由流动。粘结剂稠度不宜太低而浸透入细砂或将细砂粘结到试件表面,此时可加入适量填料,降低流动性;当粘结剂稠度太高时,可加入丙酮进行稀释,增加流动性。将粘结剂填入试模至稍有溢出,立即用试模盖盖住试模,挤压试模盖从孔中挤出多余的粘结剂。用小刀将试模边缘多余的粘结剂去除。

    4.5在试模盖上加2kg配重或采用夹具固定试件,防止粘结剂固结过程中试件变形。

    4.6当粘结剂固结、冷却后(一般为拌和30min后)将试件从试模中取出。用硬刷刷、水冲洗去除试件上松散的细砂;试件磨光之前应室温下放置30min以上。若试件表面有粘结剂、尖锐突起,颗粒松动,或厚度不满足要求,应废弃。

    4.7每种集料应制备4块试件。在挑选的试件侧面或底部进行标识。

    4.8脱模后及时清理试模等。

    5磨光试验

    5.1在磨光之前,试件、磨光机及磨料及磨光用水应在20℃±5℃不少于2h;在磨光整个过程中室温应控制在20℃±5℃。

    5.2试件安装

    5.2.1道路轮每次磨光时应放置14块试件,其中包括2块标准试件;每一种集料一次磨光2块试件,因此一次可磨光6种检测集料共12块试件。

    5.2.2用记号笔在12块集料试件弧形侧边上依次作1~12标记,同一种集料的2块试件为相邻两个编号;标准试件编号为13、14号。

    5.2.3按表T0321-2的序号将试件排列在道路轮上,其中1号位和8号位为标准试件。在所有试件同一侧用箭头标注方向,箭头方向应与道路轮的旋转方向相反。试件的磨光表面应形成连续的集料颗粒带,直径为406mm的圆周,橡胶轮在试件表面应无碰撞或打滑情况。为避免磨光过程中试件断裂或松动,试件之间、试件与道路轮之间、夹紧装置之间加垫一片或数片柔性薄片。

    表T0321-2试件在道路轮上的排列次序

    位置号

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    14

    试件编号

    13

    9

    3

    7

    5

    1

    11

    14

    10

    4

    8

    6

    2

    12

    5.2.4道路轮一次磨光14块试件为一组,每次试验要求磨光两组。一个道路轮上一次磨光用集料样品达不到6种时,不够的试件可采用已经磨光过的试件替代。但对每一种待检测的集料,应分两组磨光,每组2块试件。

    5.3粗磨

    5.3.1准备好粗砂,装入粗砂贮料斗,磨光机底座下放一积砂盘。关闭调节流量阀,储水罐加满水。

    5.3.2调节粗砂和水流速:按动粗砂调速按钮,待粗砂溜出稳定后,用接料斗在出料口接住2min内溜出粗砂量,称取粗砂质量,计算粗砂流速应为27g/min±3g/min;否则应进行调整。调节流量计控制水流速,使得粗砂和水正好连续、稳定而均匀分布在试件表面全宽度上,可按粗砂相同流速控制。

    5.3.3把标记C的橡胶轮安装在磨光机上,且安装方向与橡胶轮预磨时方向一致;转动荷载调整手轮,使橡胶轮完全压在试件表面,并使施加的总荷载为725N±10N,且在磨光过程中保持恒定。

    5.3.4按下电源开关,道路轮以320r/min±5r/min速度运转,并带动橡胶轮运转,同时立即打开贮料斗和供水控制闸,按动粗砂调速按钮、调节流量计控制粗砂和水流速达到要求。

    5.3.5在磨光到60min±5mnn和120min±5min时,自动中止磨光,清除积砂盘中的粗砂,同时检查试件是否夹紧。在总磨光时间达到180min±1min或总转数达到57600转时,终止磨光。

    5.3.6当磨光结束后,应立即转动荷载调整手轮,卸下橡胶轮。将橡胶轮冲洗干净,在低于25℃条件下避光存放。

    5.3.7用水冲洗磨光机和试件,去除所有残留的粗砂(必要时从道路轮上取下试件冲洗)。

    5.3.8粗磨后试件可立即进行细磨。如果预估在一天内一次性无法完成磨光、浸泡和测试磨光值的整个试验过程,则在粗磨之后中断,将试件放在20℃±2℃水中浸泡至第二天再进行细磨、浸泡和磨光值的测试。

    5.4细磨

    5.4.1准备好微粉,装入微粉贮料斗。关闭调节流量阀,储水罐加满水。

    5.4.2调节微粉和水流速:按动微粉调速按钮,待微粉溜出稳定后,用接料斗在出料口接住2min内溜出微粉量,称取质量,计算微粉流速应为3g/min±1g/min;否则应进行调整。水流速应使得微粉和水正好连续、稳定而均匀分布在试件表面全宽度上,可按两倍微粉流速±1mL/min控制。

    5.4.3安装标记X的橡胶轮,按照5.3.3~5.3.4进行磨光。在总磨光时间达到180min±1min或总转数达到57600转时,终止磨光;中途不中断。

    5.4.4当磨光结束后,应立即转动荷载调整手轮,卸下橡胶轮。将橡胶轮冲洗干净,在低于25℃条件下避光存放。

    5.4.5清理磨光机。

    5.5磨光值测定前试件的处理

    5.5.1试件完成磨光后,从道路轮上卸下试件,用硬毛刷刷、水冲洗,清除表面及颗粒缝隙中的磨料。

    5.5.2试件完成清洗后,立即放入20℃±2℃恒温水中,将试件磨光表面向下浸泡30~120min。浸泡完成之后,立即从水中取出测定磨光值。在测定磨光值之前,试件不得干燥。

    6磨光值测定

    6.1在试验前摆式摩擦仪、橡胶片和喷水壶中水应在20℃±2℃环境条件下恒温2h以上,试验过程中环境温度应控制在20℃±2℃。进行正式试验之前,先按照3.4.4校准橡胶片。

    6.2将摆式摩擦仪放置在水平台上,松开紧固把手,转动升降把手使摆升高并能自由摆动,然后锁紧紧固把手,转动调平螺栓,使水准泡居中。

    6.3将摆固定在右侧悬臂上,使摆处于水平位置。把指针拨至右端与摆杆贴紧(数字式摆式摩擦系数测定仪无指针,不需要此步骤)。右手按下释放开关,使摆向左带动指针摆动,当摆达到最高位置后刚开始下落时,用左手将摆杆接住,此时指针应指零。若指针不指零,通过拧紧或放松调节螺母进行调整,重复前述步骤,直至指针指零,调零允许误差为±1。对于数字式摆式摩擦系数测定仪,应拧紧或放松调节螺母进行调整,直至显示初始角度为1.9°±0.2°;数字式摆式摩擦系数测定仪将保存此初始角度。

    6.4试件磨光值测定

    6.4.1将试件固定在试件固定器的固定槽内,试件侧面标记的箭头方向应与磨光值测定时摆的摆动方向一致。让摆处于悬空、自然下垂静止状态,调整试件及试件固定器,使试件中线与橡胶片中线、摆杆轴线中线对中,并满足下列要求:

    1在试件宽度方向上,试件中线与橡胶片中线的对中偏差不大于±2mm(图T0321-11)。

    2在试件长度方向上,试件中线与摆杆轴线中线的对中偏差不大于±1mm(图T0321-12)。

    图T0321-11在试件宽度方向上试件中线与橡胶片中线的对中偏差(尺寸单位:mm)

    A-试件宽度的一平;B-试件中线与橡胶片中线的对中最大偏差±2mm。

    摆自由下垂时摆杆轴线中线偏右        摆自由下垂时摆杆轴线中线偏左

    图T0321-12在试件长度方向上试件中线与摆杆轴线中线的对中偏差(尺寸单位:mm)

    6.4.2让摆处于自然下垂状态,松开紧固把手,转动升降把手使摆下降,并提起举升柄使摆向左侧移动,然后放下举升柄使橡胶片工作边缘轻轻触地,在紧靠接触点侧边摆放滑溜长度量尺,使量尺左端对准接触点;再提起举升柄使摆向右侧移动,然后放下举升柄使橡胶片工作边缘轻轻触地,检查接触点是否与滑溜长度量尺的右端齐平。若齐平,则说明滑溜长度符合76mm±1mm的要求。左右两次橡胶片工作边缘应以刚刚接触试件表面为准,不可借摆的力量向前滑溜。

    6.4.3若橡胶片两次触地与滑溜长度量尺两端不齐平,调整摆的高度,重复6.4.2步骤使滑溜长度达到76mm±1mm。

    6.4.4将摆固定在右侧悬臂上,使摆处于水平位置。把指针拨至右端与摆杆贴紧(数字式摆式摩擦系数测定仪无指针,不需要此步骤)。用喷水壶喷洒清水润湿试件和橡胶片表面。注意在试验过程中,试件应一直保持湿润。按下释放开关使摆滑过试件表面,当摆达到最高位置后下落时,用左手接住摆杆,读取指针所指(F盘)位置上的值,准确到1个单位。对于数字式摆式摩擦系数测定仪,直接读取数字表盘上显示值,准确到0.1个单位。

    6.4.5一块试件重复测试5次,每次测试均需要喷洒清水润湿试件表面。记录最后3次读数,取3次读数的平均值作为该试件磨光值(PSV对于标准试件记为PSV),精确至0.1个单位。当连续测定时读数不断增加,且超过1个单位,则可能滑溜长度在增加,重新调整滑溜长度再测试。5个值中最大值与最小值的差值不得大于3。

    6.4.6按试件编号13、1、10、3、5、12、8顺序测定第一组中的7块试件的磨光值;然后换个橡胶片的工作边缘,按试件编号7、11、6、4,9、2、14顺序测定第一组中的另外7块试件的磨光值。

    6.4.7按以上6.4.1-6.4.6步骤测定第二组14个试件的磨光值;试验过程中采用同一橡胶片。

    6.4.8当标准试件磨光值满足7.2要求时,可留存为校准试件。4块标准试件分别记录PSy,风干后,标识、密封保存。

    7结果整理

    7.1计算每组2块标准试件的磨光值算术平均值和4块标准试件的磨光值算术平均值,精确至0.1个单位。4块标准试件的磨光值算术平均值记为PSVbra。

    7.2标准试件的每组磨光值算术平均值应介于PSVbmn~PSVbma,且两组间的磨光值算术平均值之差不大于5,否则所有被测集料试件试验结果无效。

    7.3计算每组2块被测集料试件的磨光值算术平均值和每种被测集料4块试件的磨光值算术平均值,精确至0.1个单位。每种被测集料4块试件的磨光值算术平均值记为PSV。

    7.4被测集料试件的两组间磨光值算术平均值之差应不大于5,否则该被测集料试验结果无效。

    7.5被测集料的磨光值PSV按式(T0321-6)计算,取整数:

    PSV=PSVra+PSV₆-PSVbra

    式中:PSV——集料的磨光值;

    PSV——被测集料4块试件磨光值的算术平均值;

    PSV₆——标准集料磨光值标称值,按2.12确定;

    PSVbra——4块标准试件的磨光值算术平均值。

    8报告

    8.1试验项目名称和执行标准。

    8.2样品的编号、名称、产地和规格。

    8.3接样日期、样品描述。

    8.4试验日期、样品缩分方法。

    8.5主要仪器设备的名称、型号及编号。

    8.6标准集料来源、磨光值标准值。

    8.7样品磨光值、标准试件磨光值试验结果。

    8.8要说明的其他内容。

    条文说明

    1《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF-40)中沥青混合料表面层集料磨光值技术要求分为36、38、40、42。而欧盟《Aggregates for bituminous mixtures and surface treatments for roads,airfields and other trafficked areas》(EN13043)沥青混合料用集料磨光值要求范围为44~68,例如德国分为48~54,法国分为50~56,英国为50~65。由此可见我国与欧盟的粗集料磨光值差异较大,欧盟磨光值比我国磨光值要高。这种差异并不是说我国磨光值标准低、集料磨光性能不好,而主要是由于我国与欧盟试验方法不同。磨光值试验较为复杂,需经过磨光、浸泡和摩擦系数测定各环节,仪器、材料、制件、操作和各个环节条件对试验结果影响较大,其中欧盟和我国最大差异在于试验用粗集料规格、磨料类型。欧盟要求采用7.2~10mm粒级的颗粒,一块试件36~46颗集料;而我国采用9.5~13.2mm粒级的颗粒,一块试件19~31颗集料。欧盟要求采用天然金刚砂粗砂和天然金刚砂微粉,而我国采用人造棕刚玉粗砂和人造绿碳化硅微粉,而且欧盟磨料偏细、偏连续级配。

    对比分析下表T0321-4和表T0321-5中标准集料磨光值,可见不同试验方法测定值的差异。表T0321-4中1999、2009年欧盟标准《Tests for mechanical and physical properties of aggregates Part 8:Determination of the polished stone value》(EN1097-8)采用TRL控制的玄武岩母岩标准集料的磨光值为52.5,而表T0321-5中2017年澳大利亚标准《Methods fo rsampling and testing aggregates Method 40:Polished aggregate friction value-Vertical road-wheel machine》(AS1141.40)采用TRL相同来源的玄武岩母岩标准集料的磨光值为46,两者相差高达6.5。澳大利亚采用6.8~9.5mm粒级的颗粒,一块试件35~50颗集料,与中国相比,澳大利亚要求的集料粒径更加接近欧盟。澳大利亚磨料为碳化硅和熔融氧化铝粉末,其材质和粗细程度与欧盟也有差异。

    表T0321-3英国早期标准中标准集料的规定

    标准号

    BS812-114:1975

    BS812-114:1989

    标准集料情况

    莱斯特郡Enderby石场的标准集料,PSV平均值为48~54

    仅认可来自于英国萨默塞特郡WESSEX公

    司的标准集料,PSV平均值为52.5,波动范围52.5±3

    磨光值结果处理

    按表换算

    PSVn+52.5-PSV

    表T0321-4欧盟标准中标准集料的规定

    标准号

    EN1097-8:1999、2009

    EN1097-8:2016

    标准集料一般性要求

    PSY标准值介于50-60

    PSV标准值介于50~60

    实际标准集料情况

    英国道路研究所TRL控制的玄武岩

    标准集料,PSV标准值为52.5,波动范围52.5±3

    德国慕尼黑工业大学TUM控制的花岗岩标准集料,PSV标准值为56,波动范围56±5

    磨光值结果处理

    PSVm+52.5-PSVb

    PSVm+56-PSV

    表T0321-5澳大利亚标准中标准集料的规定

    标准号

    AS1141.40:1999

    AS1141.40:2017

    标准集料一般性要求

    Panmure标准集料

    PSV标准值介于50~55

    实际标准集料情况

    澳大利亚道路研究协会ARRB控制的维多利亚Panmure石场的玄武岩标准集

    料。PSV标准值为51,波动范围为51±3

    1.澳大利亚道路研究协会ARRB控制的维

    多利亚Panmure石场的玄武岩标准集料(目前已经枯竭)。磨光后PSV标准值为51,波动范围为51±3;

    2.英国道路研究所TRL控制的玄武岩标准集料。PSV标准值为46,波动范围为46±3

    磨光值结果处理

    PSVm+51-PSVm

    PSVm+PSV,-PSV


    2.2、2.3根据《公路路基路面现场测试规程》(JTG3450),将摆式摩擦系数仪分为两种,即指针式摆式摩擦系数测定仪和数字式摆式摩擦系数测定仪,其中指针式摆式摩擦系数测定仪即为原摆式仪。

    2.12磨光值标准集料是磨光试验精度的重要保障,标准集料要求为专业单位生产、产地来源明确、目标值稳定。

    原规程中规定标准集料磨光值标称值为49、实测范围为46~52,此范围主要是借鉴了《Testingaggregates—Part114:Methodfordeterminationofthepolished-stone》(BS812—114)中标准集料磨光值范围,即48~54。根据该磨光值范围,我国最早确定的标准集料母岩为一种绿帘石化安山岩,但是几十年过去了,其岩矿发生了变化,现已不再满足磨光值46~52的要求,更不满足标称值49的要求。

    无论是BS812—114规定的标准集料磨光值48~54,还是欧盟EN1097-8规定的标准集料磨光值50~60,其范围均处于欧盟EN13043规定的沥青路面粗集料磨光值44~64中间。根据英国TRL和澳大利亚AAPA的技术报告,标准集料磨光值主要是用于控制磨光过程的一致性,标准集料选择原则是使其磨光值处于工程典型集料PSV值范围的中值。我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)中技术要求为36~42,而我国集料磨光值范围为36~44,44以上非常少,49及以上就更少见了,因此原规程标准集料磨光值46~52明显比我国典型集料磨光值偏高。原规程在借鉴BS812—114过程中没有考虑不同试验方法的测定值差异,标准集料磨光值要求过高,不利于磨光值标准集料的生产和质量控制。

    我国典型集料磨光值范围为36~45,本次修订规定磨光值试验标准集料磨光值为40~45,这个范围集料约占我国典型集料的30%。

    3.2橡胶轮预磨后,应采用标准试件检验满足要求为止。

    3.4每次试验之前,应采用校准试件进行橡胶片的校准;校准不合格的橡胶片应废弃。

    4.1表面层集料磨光性能试验中其表面状态对测试结果有影响,一般要求试验过程中保持干燥,但是不得采用高温烘干,因此规定40℃±5℃条件下烘干至表面干燥。对于T0323道瑞试验,也调整了集料烘干温度。

    4.4原规程规定试件制备采用环氧砂浆,其流动性较差,固化时间长,因此调整为树脂粘结剂,流动性好,容易填充、固化时间短。

    7.3粗集料的磨光值结果按式(T0321-6)计算时,需采用标准集料标准值。表T0321-3、表T0321-4中,对于BS812各版本、EN1097-8的1999、2009版本,均采用TRL控制的标准集料,其标准值为52.5,因此其公式中采用52.5值;而EN1097-82016年之后调整为TUM控制标准集料,其标准值56,因此公式中52.5调整为56。再例如表T0321-5中,AS1141.40的1999和2009年版本规定Panmure标准集料,标准值为51,因此公式中采用51;而2017年版对于标准集料不固定,因此其公式中不再采用定值。本规程2005版原方法公式中规定定值49,这个值是针对我国最早江苏沭阳特定的绿帘石化安山岩标准集料,目前该料源集料已经发生了变化,同时我国实际实践中标准集料并没有指定、受控。可见原规程方法中的“标准集料”并非真正的标准集料,因此公式中49这个值是非常不准确的。

    在我单位整理过程中有可能会出现部分错误,仅供参考,建议购买正版试验标准。

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