碎石磨光值试验方法存在的问题及对策.pdf

磨光值试验是粗集料在道路工程应用中一项重要的检测参数，但规范中的试验步骤繁琐，可操作性不强，导致试件制作废品率大、试验结果易出现较大偏差。对磨光值试验过程中试件制作部分的难点、重点进行了分析，运用不同方法制作了多个试件，并统计了每种方法的制作难易程度及报废率，总结出了一种难度小、成品率高的试件制作方法。关键词碎石；磨光值；试件制作；过程分析；改进措施0引言我国的高速公路总里程已位于世界前列，截至2 0 19年已突破5 0 0 万kmll，其中有5.3%为一级或高速公路。路面的抗滑性能是决定汽车能否安全行驶的重要因素之一，据相关研究表明,近三分之一的交通事故成因是路面抗滑性能不足2。因此,在高等级路面的材料检测中,集料磨光值在公路沥青路面施工技术规范JTGF40一2 0 0 4 中一直是必检项目之一,其能直观反映粗集料对轮胎磨损作用的抵抗力和路面的抗滑能力。公路工程集料试验规程JTGE42一2 0 0 5 4 对集料磨光值试验花费大量篇幅，共计35 条规范条款，详细描述试验过程，由此可见其复杂程度。磨光值试验可分为试验准备、试件制备和磨光值测试3个主要步骤，而试件制备是其中操作最为困难、人为因素影响最大的步骤。试件的质量直接决定试验的成功率及结果的可靠性。从规范具体条文出发，结合实际操作经验，对磨光值试件制作过程进行详细分析,并针对规范中难以操作的步骤提出有效的改进方法。1试验步骤JTGE42一2 0 0 5 4 中关于磨光值试件制备步骤经过总结可归纳为以下7 个步骤：选料、排料、吹砂、配置作者简介：郑浩然（19 9 8 一），男，本科，学士，助理工程师，公路水运工程助理试验检测师，从事建筑工程及道路工程的材料检测工作。环氧树脂砂浆、填充环氧树脂砂浆、养护和脱模。2试验方法存在的问题及其改进措施在试样制备的7 个步骤中，选料、排料、吹砂、配置环氧树脂砂浆、填充环氧树脂砂浆、脱模这6 个步骤在实际检测过程中存在可操作性不强、操作难度大等问题，为此通过不断实践对比，总结改进方法。2.1选料（1）规范要求。在选料方面，规范要求剔除针片状颗粒，取9.5 13.2 mm的集料用水洗净后置于温度1055 的烘箱中烘干。（2）问题分析。通常原料在剔除针片状颗粒之后，仍会存在较多比例不规则的颗粒，无法在接下来的排料步骤中达到排列紧密的要求。因此,在选料过程中要尽量选择大小均匀、形状接近立方体的规则颗粒用于制作试件。但由于碎石样品破碎工艺的差距，导致部分样品不能选出符合上述要求的颗粒。（3）改进措施。如果碎石中粒径13.2 mm以上的颗粒含量较多，可以采用“修角”方法将大颗粒砸碎成小块。具体方法如下：将集料较大、较平整的一面向下放在桌面上，该面即之后要进行试验的磨光面。用地质锤的尖头敲掉磨光面周围不规则的凸起部分，直到该面周围大致呈方形。此过程不可对磨光面本身进行敲击。对于更大粒径的集料，可以先用地质锤的平头砸碎成小块，再使用“磨角”方法，最后再将集料过筛，保证粒径在规范要求的范围内。如果碎石中大部分颗粒粒径都在9.5 13.2 mm范围内，可以采用“磨角”方法略微打磨不规则颗粒。具体方法如下：先确定一颗:19福建材2023年标准与检测集料的磨光面，用虎钳固定，同时用打磨机打磨磨光面周围不规则的凸起部分，直到该面周围大致呈方形。注意不可对磨光面进行打磨。将打磨后的集料过筛，保证粒径在规范要求的范围内（见图1 2）。上的细砂扫回凹槽内（见图3）。具体填砂方法为：拔出针筒活塞,用小勺向针筒内填入细砂，同时用手指抵住针口，不让砂流出。装填一定量的砂后，将针管放在集料间缝隙上，松开手指，让细砂从针口流出。当一处缝隙填满后，用手指重新抵住针口即可停止灌砂。此外，不同型号的针筒针口的大小不同，可通过使用不同型号的针筒找到细砂流出的合适速度。图1修角、磨角前的集料图2 修角、磨角后的集料2.2排料（1）规范要求。将9.5 13.2 mm集料颗粒尽量紧密地排列于试模中（大面、平面向下）。排料时应除去图3完成吹砂步骤后的试件高度大于试模的不合格颗粒。2.4王环氧树脂砂浆的配置（2）问题分析。之前已有研究证明，集料排列的（1）规范要求。规范中仅提供固化剂、环氧树脂紧密程度对磨光值的大小有较大影响 ：集料排列间和砂浆的掺配比例,环氧树脂：固化剂：干砂的质量隙过大会使磨光值降低。除此之外，过大的颗粒间隙比约为15：4：8 1。会使得试样即使经过吹砂处理，环氧树脂砂浆也经常（2）问题分析。市面上的AB胶就是最常见的环氧会从间隙中漏出。树脂和固化剂，但AB胶掺配比例为1：1,和规范建议（3）改进措施。在选料过程中对集料进行“修角”的比例相差很大，若按规范比例拌制，成型后试件无法“磨角”处理,再将修整过的集料排列到试模中,纵列可达到合适强度。排34 列。颗粒应尽量紧密排列,颗粒之间的间隙宜（3）改进措施。对比4 种比例的环氧树脂和固化保持在2 mm之内，能有效避免漏浆现象出现。剂拌制砂浆，同时干砂和胶（树脂和固化剂的总质量）2.3吹砂的质量比仍依照规范中的规定。用每种比例的砂浆各（1）规范要求。要求使用小勺将干砂填人集料间配置5 块试件，其调制比例、凝结时间和变形数量结果隙中，然后用洗耳球吹动干砂使之填充密实。最后用统计见表1。洗耳球吹动多余的砂，使砂与试模台阶大致齐平。用表1不同比例砂浆的可塑时间和变形数量统计洗耳球吹动干砂时不能碰动集料，制成的试样集料表环氧树脂和固面和试模台阶上均不能附着干砂。化剂比例（2）问题分析。小勺不易控制每次填砂的质量，4：13:1也不易把控砂的填充位置。在集料紧密排列的缝隙中2:1填砂容易使大部分砂砾覆盖在集料表面而非缝隙中。1:1除此之外，用洗耳球吹砂效率低，难以控制吹砂力道，从表1可知，树脂和固化剂质量比例在3：1及以上在吹走试模台阶上的砂时容易用力过猛，将细砂吹回时试件强度低，易变形，不能使用；树脂和固化剂质量到集料表面。比例在1：1时强度虽达到要求，但可塑性时间太少，不（3）改进措施。使用去针针筒进行填砂，再用洗易操作；当树脂和固化剂质量比为2：1时可以兼顾可耳球吹去集料表面的细砂，最后用小毛刷将试模台阶塑时间和强度要求，因此较为合适。在实际配置过程20脱模后变形的可塑性时间/min试件量/个15515115070福建材标准与检测第7 期（总第2 6 7 期）中，不同品牌的AB胶掺配比例可能有所不同。最终达到的目标是：固化剂应适量，避免成型的试件强度较低或砂浆在填充完毕前凝固。2.5填充环氧树脂砂浆（1）规范要求。将环氧树脂砂浆填充密实，不得碰动集料，然后用热油灰刀刮去多余填料，并将表面抹至与试模顶部平齐。（2）问题分析。填充环氧树脂砂浆时容易碰动集料，导致填砂流人集料底部，砂浆小颗粒较多、黏性大，增加刮平难度。（3）改进措施。从拌制砂浆、填充砂浆、刮平砂浆方面提出建议,降低该步骤的操作难度：预拌更多的环氧树脂砂浆,增加填充富余量。规范中推荐的单块试模的砂浆总质量为5 9.4 g，在此基础上可将各材料质量等比例放大1.5 倍（总质量约8 9.1g）。拌制完毕后迅速将所有砂浆均匀倒在试模中，使用油灰刀刀面向下压实砂浆，并保证力的方向始终垂直向下。使用尺寸大于试模宽度的油灰刀进行刮平；刮平砂浆时油灰刀从试模中部沿弧形轨道向两边刮平；刮平过程中倾斜油灰刀，使之与刮平方向形成锐角，在刮刀到达试模边缘时用力将多余砂浆推出试模。重复以上步骤，直至砂浆与试模顶部齐平。2.6脱模（1）规范要求。在养护后进行拆模，但拆模方法未详细叙述。（2）问题分析。在拆模时即使事前使用了隔离剂，试样仍有一定黏性，不能轻易从试模里取下，由于试样成品要保持一定的弧度形状，故在脱模时容易被破坏。（3）改进措施。采用改进措施后的脱模试件见图4。改进的脱模步骤如下：将木棒一头加工成略小于试件前端倒凸形截面的形状。将试件一端靠墙，图4 完成脱模步骤后的试件另一端用此木棒抵住。用铁锤轻轻敲击木棒后端，使木棒推动试件顺着试模的台阶向前滑出。在滑出1cm左右的长度后，为防止试件折断，撤去木棒，改为用手将剩下的试模推出。用3种不同的脱模剂（高效脱模喷雾剂、润滑油、肥皂水）各涂刷5 块试模，制作出15 块未脱模的试件。再用上述脱模方法对其进行脱模，最终结果见表2。表2 使用不同脱模剂完好脱模的试件个数脱模剂种类制作试件数量/个完好脱模试件数/个高效脱模喷雾剂5润滑油5肥皂水5从表2 中可知，涂刷润滑油的试模脱模成品率最低；脱模喷雾剂其次，成功率达4 0%；肥皂水的成功率最高，达到10 0%。因此，肥皂水为最合适的脱模剂。3结语经过实践对比，总结出以下5 种可以提升磨光值试件制作质量、降低制作难度的方法：采用“修角”“磨角”两种方法使颗粒更加规整，在排料过程中减少缝隙，避免漏浆。改进吹砂方法，用针筒填砂,用小毛刷清除试模台阶上的余砂。推荐砂浆中的环氧树脂与固化剂调配质量比为2：1。提出一种降低环氧树脂砂浆填充难度的操作流程。优化脱模方法，推荐肥皂水为脱模剂。运用这些方法能切实降低该试验的试件制作难度，减少试件在磨光过程中出现断裂和集料颗粒脱落的情况，进而为材料磨光值的准确测量增加保障7,使试验检测结果更加客观科学。参考文献1中华人民共和国交通运输部.2 0 19 年交通运输行业发展统计公报 R/OL(2020-05-12)2022-05-01.https:/ 0 19（4）：1.3交通部公路科学研究所.公路沥青路面施工技术规范;JTGF402004S.北京：人民交通出版社,2 0 0 4.4交通部公路科学研究所.公路工程集料试验规程;JTGE42一2005S.北京：人民交通出版社,2 0 0 5.5王宝松,刘俊,集料磨光值试验方法的分析及改进对策.公路交通技术,2 0 2 0（4）：1-7.6魏春贵.测定粗集料磨光值操作中易出现的问题分析及处理方法.交通运输部管理干部学院学报,2 0 0 4（2）：1.7吴斌,罗蓉,刘涵奇,等.粗集料磨光值试验方法的分析及改进.中外公路,2 0 16（5）：1-4.205:21