公路工程中,集料的抗破碎能力与耐磨性能直接关系到路面结构层的强度与耐久性。粗集料压碎值试验与洛杉矶磨耗试验是评价集料力学性能的两项重要检测项目,其测定依赖规范的操作参数与合格的公路建筑仪器。本文由河北航信仪器围绕压碎值与洛杉矶磨耗试验的原理、关键参数与结果评定展开系统梳理,为公路集料质量控制提供参考。
一、压碎值试验的工程意义
粗集料压碎值反映集料在逐步增大的荷载作用下抵抗压碎的能力,是评价集料用于基层、垫层及沥青面层是否合格的重要指标。压碎值越小,表明集料抗压碎能力越强,越适合用于承受较大荷载的路面结构。压碎值不合格的集料在施工碾压与交通荷载下易破碎,导致级配变化与结构强度下降。
开展压碎值试验,可在集料进场与配合比设计阶段及时发现抗压碎性能不足的问题,从源头保障路面质量。
二、压碎值试验的原理与参数
压碎值试验通过将一定粒径范围的集料装入圆柱形试筒,用压柱在压力机上施加规定的荷载,测定集料在受压后的破碎程度,以压碎后通过规定筛孔的细颗粒质量占试样总质量的百分率作为压碎值。
依据《公路工程集料试验规程》(JTG 3432-2024),压碎值试验的加荷速率需控制在 0.25 kN/s±0.02 kN/s,总荷载稳定于 400 kN 并持荷 10 秒,随后卸载并筛分测定破碎颗粒比例。加荷速率的准确性直接影响压力传递与集料破碎程度,因此规范控制加荷速率是试验成败的关键。压力机应具备稳定的加荷控制能力与准确的力值测量,确保参数符合规程要求。
三、洛杉矶磨耗试验的原理与参数
洛杉矶磨耗试验用于评价粗集料抵抗摩擦、撞击与研磨等综合耐磨耗的能力。试验将一定数量与粒级的集料与规定数量的钢球一同装入磨耗机滚筒,按规定的转速旋转规定圈数,使集料在滚筒内经钢球撞击与相互摩擦而磨耗,最后以磨耗损失的质量百分率作为洛杉矶磨耗率。
依据 JTG 3432-2024 与相关标准,洛杉矶磨耗试验要求磨耗机转速控制在 30~33 r/min,累计旋转 500 圈,圈数误差不超过 ±3 圈。磨耗率越小,表明集料耐磨性能越好。转速与圈数的精确控制、钢球数量与规格的准确配备,是保证试验结果可比的基础。
四、针片状颗粒对集料性能的影响
针片状颗粒指集料中长宽或厚宽比例明显偏大的颗粒,其含量过高会降低集料与粘结料的接触面积、削弱骨架结构,影响路面抗变形能力。针片状颗粒含量是集料级配与质量控制的重要指标之一,需按规定方法检测并控制其含量在允许范围内。
检测针片状颗粒通常采用规准仪或卡尺法,按粒径分级判定颗粒是否属于针片状,累计求得针片状颗粒含量。规准仪规格与操作方式应符合规程要求,保证判定的一致性。
五、仪器要求与量程精度
压碎值试验依赖压力机,其加荷速率控制与力值精度直接影响试验结果;洛杉矶磨耗试验依赖磨耗机,其转速稳定性、滚筒规格与钢球配置决定磨耗效果。选配公路建筑仪器时应关注设备量程、精度与标准符合性,确保加荷、转速等参数能够准确满足规程要求。
压力机与磨耗机应定期检定校准,确认力值示值、转速显示与计时功能准确可靠。试验前后应检查压柱、试筒、钢球与滚筒的状态,发现磨损超标及时更换,避免设备因素影响结果。
六、结果计算与评定
压碎值结果以破碎后过筛细颗粒质量百分率表示,洛杉矶磨耗率以磨耗损失质量百分率表示。试验结果应按规程要求进行平行测定与平均,并与技术规范规定的指标限值对标,判定集料是否满足相应结构层的要求。
当结果接近限值或平行试样离散较大时,应复核取样代表性、试验操作与设备状态,必要时重新取样测定,确保质量判定准确。
结语
粗集料压碎值与洛杉矶磨耗试验是公路集料质量控制的重要检测项目,加荷速率、转速圈数与量程精度等参数的控制直接决定结果的可靠性。河北航信仪器建议检测机构严格按 JTG 3432 等现行规程执行试验参数,选配合格的公路建筑仪器并做好检定维护,为公路路面工程质量提供可靠的集料力学性能数据。


