道路与桥梁工程用石料的技术性质

混凝土 2006-01-16

    一、水泥混凝土路面用粗集料压碎值

    水泥混凝土路面用粗集料的压碎值指标试验方法（JTJ058T0315—1994）与前述普通混凝土相同。

    二、沥青路面用粗集料压碎值

    沥青路面用粗集料压碎值指标的测定，根据现行规程（JTJ058T0316—2000）的规定，是将13.2～16mm的试样m0克，装入专用试样筒中，逐级施加400KN的荷载，卸荷后用孔径2.36mm的筛子过筛，称取通过2.36mm筛孔的全部细料重量计作m1，则压碎值指标按下式计算：

（4-3）
式中：

——集料压碎值（%）；
m0——试验前试样重量（g）；
m1——试验后通过2.36mm筛孔的细料重量（g）。

    三、道路用粗集料磨光值

    高等级公路对路面的抗滑性能有一定的要求，作为路面用的集料，在车辆轮胎的作用下，不仅要求具有高的抗磨耗性能，而且要求具有高的抗磨光性。根据现行规程（JTJ058T0321—94）的规定，集料的抗磨光性采用磨光值表示（简称PSV）。磨光值的测试方法是选取10～15mm的试样，密排于试模中，用环氧树脂砂浆固结成一整体，每组4个试件。加速磨光机的道路轮在试样表面以640±10r/min的速度旋转，先用30号金刚砂水磨3h，再用280号金刚砂水磨3h，用摆式摩擦系数仪测定摩擦系数值，经换算后得磨光值（详见试验部分）。

    集料的磨光值越高，表示抗滑性能越好。高速公路和一级公路的集料磨光值要求不小于42，普通公路不小于35。玄武岩、安山岩、砂岩和花岗岩的磨光值一般较高。几种常用集料的磨光值列于表4-9。

表4-9 常用岩石的磨光值
岩石名称		石灰岩	角页岩	斑岩	石英岩	花岗岩	玄武岩	砂岩
磨光值	平均值	43	45	56	58	59	62	72
磨光值	范围	30～70	40～50	43～71	45～67	45～70	45～81	60～82

    四、道路用粗集料冲击值

    集料抵抗多次连续重复冲击荷载作用的性能，称为抗冲击韧性，常用集料冲击值（LSV）表示。根据现行规程（JTJ058T0322—2000）的规定，集料冲击值的测试是采用方孔筛筛取9.5～13.2mm的试样m克，装入金属盛样器中，在冲击值试验仪中用冲击锤自380±5mm的高度自由落锤冲击15次，再用2.36mm的筛筛去被冲碎的细粒，称量筛余，计作m1，则冲击值指标LSV按下式计算：

    （4-4）
式中：
LSV——集料的冲击值（%）；
m——原试样重量（g）；
m1——试验后通过2.36mm的试样重量（g）。

    集料的冲击值越大，表明集料的抗冲击性能越差。高速公路和一级公路的值要求不大于28%，普通公路不大于30%。

   五、道路用粗集料磨耗值

    集料磨耗值用于评定抗滑表层的集料抵抗车轮撞击及磨耗的能力。根据现行规程（JTJ058T0323—2000）的规定，集料磨耗值采用道瑞磨耗机测定。将10～15mm的石子单层紧排于两个试模内（每个试模内不少于24粒），用环氧树脂砂浆固结成一整体，用石英砂磨料在磨盘上磨500转，称取磨耗前后的试样重量，按下式计算集料的磨耗值。

（4-5）
式中：
AAV——集料道瑞磨耗值；
m0——磨耗前试件的重量（g）；
m1——磨耗后试件的重量（g）；

——集料饱和面干密度（g/cm3）。

    集料磨耗值越高，表示集料的耐磨性越差。高速公路和一级公路抗滑面层用集料的磨耗值不大于14，普通公路不大于16。

    六、道路用集料磨耗性

    磨耗性是石料抵抗撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能。常用洛杉机法磨耗试验（JTJ058T0317—2000）和狄法尔法磨耗试验（砾石JTJ058T0318—1994，碎石JTJ058T0319—1994）两种方法（详见试验部分），用磨耗损失大小评价石料的抗磨耗性。磨耗损失按下式计算：

    （4-6）
式中：
Q——石料的磨耗率（%）；
m0 ——试验前石料的重量（g）；
m1 ——试验后石料在1.7mm（方孔筛）或2.0mm（圆孔筛）上的重量（g）。

    石料的磨耗率越大，表示石料的耐磨性能越差。

    七、道路用石料耐候性

    用于道路与桥梁工程的石料抵抗大气自然因素作用的能力称为耐候性。道路与桥梁工程由于都是暴露于大自然中无遮盖的建筑物，长期受到各种自然因素的作用。如温度升降引起的温度应力作用；干湿循环引起的风化作用；冰冻引起的膨胀破坏作用等等。其力学性能将逐渐下降。通常用抗冻性和坚固性两项指标来衡量石料的耐候性优劣。

    对于用于桥梁工程的石料，当月平均气温低于－10℃时，抗冻性试验必须合格，其中耐冻系数（冻融循环前后饱水抗压强度比）必须大于0.75。

    八、道路用石料的技术要求

    道路工程用石料根据造岩矿物的成分、含量以及组织结构分为四大岩类：

    Ⅰ. 岩浆岩类：如花岗岩、正长岩、辉长岩、辉绿岩、闪长岩、橄榄岩、玄武岩、安山岩、流纹岩等。
    Ⅱ. 石灰岩类：石灰岩、白云岩、泥灰岩等。
    Ⅲ. 砂岩和片麻岩类：石英岩、砂岩、片麻岩、石英片麻岩等。
    Ⅳ. 砾石类。

    根据石料的饱水抗压强度和磨耗率，各岩石类分为四个等级：

    1级：最坚硬的岩石；
    2级：坚硬的岩石；
    3级：中等强度的岩石；
    4级：较软的岩石。

    常用天然石料的主要技术指标见表4-10。

表4-10 常用天然石料的主要技术指标
岩石类别	主要岩石名称	石料等级	技术标准
			饱水强度（MPa）	磨耗率（%）
			饱水强度（MPa）	洛杉机法	狄法尔法
Ⅰ　岩浆岩类	花岗岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩等	1	＞120	＜25	＜4
		2	100～120	25～30	4～5
		3	80～100	30～45	5～7
		4		45～60	7～10
Ⅱ　石灰岩类	石灰岩、白云岩、泥灰岩等	1	＞100	＜30	＜5
		2	80～100	30～35	5～6
		3	60～80	35～50	6～12
		4	30～60	50～60	12～20
Ⅲ　砂岩和片麻岩类	石英岩、砂岩、片麻岩、石英片、麻岩等	1	＞100	＜30	＜5
		2	80～100	30～35	5～7
		3	50～80	35～45	7～10
		4	30～50	45～60	10～15
Ⅳ　砾石类		1		＜20	＜5
		2		20～30	5～7
		3		30～50	7～12
		4		50～60	12～20