一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法技术

本发明专利技术公开了一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法，属于道路工程试验领域，本发明专利技术要解决的技术问题为如何模拟集料在混合料中的实际嵌挤状况，反映全粒径范围内的集料破碎状况，同时减小在实际工程中集料在振动碾压下的受力状态的模拟的偏差，采用的技术方案为：该方法包括如下步骤：(1)、配制集料混合料；(2)、回筛集料混合料；(3)、确定试样质量m0；(4)、确定保温温度；(5)、称取质量为m0的集料混合料装入试筒并预压；6)、待测集料保温；(7)、动态加载；(8)、待测集料冷却及筛分；(9)、计算压碎值Q：压碎值Q为集料受力前后对应筛孔通过率差值的绝对值之和。

【技术实现步骤摘要】
一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法
本专利技术涉及道路工程试验领域，具体地说是一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法。
技术介绍
集料压碎值是衡量集料在荷载作用下抵抗破碎能力的重要指标，在公路工程中用于评价集料力学性能。现行JTGE42-2005《公路工程集料试验规程》中关于集料压碎值的试验方法存在如下不足：a、选用9.5mm-13.2mm粗集料作为试样，但实际工程中的集料破碎现象不仅仅发生在该粒径范围，而是几乎发生在混合料的全部粒径范围；b、特定粒径范围的集料难以模拟集料在混合料中的实际嵌挤状况，受力状态也必将不同；c、以2.36mm筛孔作为唯一的压碎值评价标准会导致如下情况：集料发生破碎，未碎至通过2.36mm筛孔，此部分破碎情况无法反映，但集料的细化会导致级配不稳定，最终影响工程质量控制；d、无法反应高温加热后的集料压碎值，大部分沥青混合料用集料需经过高温加热，高温后的集料抗破碎性能势必发生变化；e、试验过程难以模拟集料实际受力情况，现行试验方法要求在10min左右总荷载加至400kN，该过程易产生人工误差，且加载方式为挤压式，与实际工程中集料在振动碾压下的受力状态存在较大偏差。专利号为CN102147349A的专利文献公开了一种细集料压碎值的测定方法，包括：(1)取样，烘干，筛分成单粒径试样；(2)加热；(3)高温碾压；(4)筛分，计算细集料的压碎质量百分率。该技术方案提出将不同规格的细集料经加热后放置在一定尺寸的钢板上采用轮碾的方式测定细集料压碎值，虽然弥补了传统试验方法的部分不足，但是仍然无法模拟集料在混合料中的实际嵌挤状况，无法反映全粒径范围内的集料破碎状况，同时对实际工程中集料在振动碾压下的受力状态的模拟存在较大偏差。专利号为CN102967520A的专利文献公开了一种集料压碎值的测定方法，具体方法如下：取一定质量的风干或烘干的粒径大小在预定范围内的集料作为试样，测定装入第一试模预定高度所需的捣实状态集料质量，然后将质量相等的集料装入旋转压实仪试模中，将所述旋转压实仪试模加热至所需温度后放入旋转压实仪底座，施加荷载后将其从旋转压实仪底座取出后进行冷却，最后将所述旋转压实仪试模中的集料取出，过第一标准筛，测量得到通过所述第一标准筛的集料质量，最终根据公式计算当前试样中集料的压碎值。该技术方案提出视混合料类型将9.5mm-13.2mm的粗集料加热至不同温度，利用旋转压实仪测定集料压碎值，虽然弥补了传统试验方法的部分不足，但是仍然无法模拟集料在混合料中的实际嵌挤状况，无法反映全粒径范围内的集料破碎状况，同时对实际工程中集料在振动碾压下的受力状态的模拟存在较大偏差。综上所述，如何模拟集料在混合料中的实际嵌挤状况，反映全粒径范围内的集料破碎状况，同时减小在实际工程中集料在振动碾压下的受力状态的模拟的偏差是现有技术中急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是提供一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法，来解决如何模拟集料在混合料中的实际嵌挤状况，反映全粒径范围内的集料破碎状况，同时减小在实际工程中集料在振动碾压下的受力状态的模拟的偏差的问题。本专利技术的技术任务是按以下方式实现的，一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法，该方法包括如下步骤：(1)、配制集料混合料：按级配设计结果配制集料混合料；(2)、回筛集料混合料：采用标准筛对配置好的集料混合料进行回筛，记各筛孔通过率为P1、P2、P3...Pi，并筛除筛孔尺寸为i以下的集料；(3)、确定试样质量：将试样分多次(每次数量大致相同)均匀装入试筒，每次均将试样表面整平，放入万能压力机通过压头以0.2-0.5倍最大载荷值的预压压力预压10-45s，目的为保证混合料颗粒之间充分嵌挤接触，模拟混合料摊铺时摊铺机夯锤对其形成的初始压实，使最终的试样在试筒内的高度为混合料摊铺层的厚度，该试样质量记为m0；(4)、确定保温温度：根据混合料类型，待测集料在生产该混合料时所经历的最高温度为试样保温温度，可反映集料在经历最严苛使用过程后的抗破碎情况；(5)、称取质量为m0的集料混合料装入试筒并预压：将待测集料分多次(每次数量大致相同)均匀装入试筒，每次均将待测集料表面整平，放入万能压力机通过压头以0.2-0.5倍最大载荷值的预压压力预压10-45s，目的为保证混合料颗粒之间充分嵌挤接触，模拟混合料摊铺时摊铺机夯锤对其形成的初始压实，使最终的待测集料在试筒内的高度为混合料摊铺层的厚度；(6)、待测集料保温：将待测集料带筒置于环境箱保温2-8h；(7)、动态加载：以加载正弦波形、加载频率为25-65Hz、峰值荷载为400-800kPa对待测集料进行加载；(8)、待测集料冷却及筛分：将加载完成后的待测集料取出冷却到室温，采用标准筛筛分，记各筛孔通过率为P′1、P′2、P′3...P′i；(9)、计算压碎值Q：压碎值Q为集料受力前后对应筛孔通过率差值的绝对值之和，以混合料全粒径范围内的混合料破碎情况表征集料的压碎值，更加准确、严格，更能控制集料品质，保证工程质量，具体公式如下：Q＝|P1-P′1|+|P2-P′2|+|P3-P′3|+…+|Pi-P′i|。作为优选，所述步骤(2)中P1、P2、P3...Pi中的下角标1、2、3、…、i由大到小依次对应标准筛筛孔尺寸，其中，i＝2.36mm，即筛除2.36mm以下细集料，一般认为2.36以下细集料在混合料中不起骨架作用，故其基本不会受荷载作用发生破碎。更优地，所述步骤(3)和步骤(5)中试筒内径为150mm，壁厚为8mm，高度为200mm，压头直径为149mm，厚度为50mm，试筒通过套筒连接万能压力机。更优地，所述步骤(3)和步骤(5)中万能压力机的预压压力为0.3倍最大载荷值，预压时长为30s。作为优选，所述步骤(6)中环境箱可调温至300℃，控温精度0.1℃，保证待测集料、与待测集料接触的试验部件及试验过程均处在设定温度，最精确的反映温度对集料压碎值的影响。更优地，所述步骤(6)中环境箱保温时长5h。作为优选，所述步骤(7)中动态加载过程为：峰值荷载静压1min→正弦波载荷加载3min→峰值荷载静压1min，充分模拟压路机在初压、复压、终压过程中对混合料产生的静压及振动压实效果。更优地，所述步骤(7)中对待测集料的加载频率为45Hz，无间歇时间，峰值荷载为600kPa。本专利技术的混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法具有以下优点：(一)、本专利技术采用集料混合料作为试样，筛除基本不会发生破碎的2.36mm以下部分，能更好的模拟集料在混合料中的实际嵌挤状态，同时也能反映2.36mm以上所有集料抵抗破碎的能力；(二)、本专利技术以0.3倍最大荷载与压力预压集料至摊铺厚度的方式确定试样数量，充分模拟集料在实际摊铺厚度的嵌挤状态；(三)、选取目标集料生产沥青混合料过程中集料经历的最高温度为保温温度，保证待测集料与待测集料接触的试验部件及试验过程均处在设定温度，最精确的反映温度对集料压碎值的影响；(四)、荷载由万能试验机提供，加载波形为正弦波，加载频率45Hz，无间歇时间，峰值荷载600kPa，加载过程为：峰值荷载静压1min→正弦波加载3min→峰值荷载静压1min，充分模拟压路机在初压、复压、终压过程中对混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)、配制集料混合料：按级配设计结果配制集料混合料；(2)、回筛集料混合料：采用标准筛对配置好的集料混合料进行回筛，记各筛孔通过率为P1、P2、P3...Pi，并筛除筛孔尺寸为i以下的集料；(3)、确定试样质量：将试样分多次均匀装入试筒，每次均将试样表面整平，放入万能压力机通过压头以0.2‑0.5倍最大载荷值的预压压力预压10‑45s，使最终的试样在试筒内的高度为混合料摊铺层的厚度，该试样质量记为m0；(4)、确定保温温度：根据混合料类型，待测集料在生产该混合料时所经历的最高温度为试样保温温度；(5)、称取质量为m0的集料混合料装入试筒并预压：将待测集料分多次均匀装入试筒，每次均将待测集料表面整平，放入万能压力机通过压头以0.2‑0.5倍最大载荷值的预压压力预压10‑45s，使最终的待测集料在试筒内的高度为混合料摊铺层的厚度；(6)、待测集料保温：将待测集料带筒置于环境箱保温2‑8h；(7)、动态加载：以加载正弦波形、加载频率为25‑65Hz、峰值荷载为400‑800kPa对待测集料进行加载；(8)、待测集料冷却及筛分：将加载完成后的待测集料取出冷却到室温，采用标准筛筛分，记各筛孔通过率为P′1、P′2、P′3...P′i；(9)、计算压碎值Q：压碎值Q为集料受力前后对应筛孔通过率差值的绝对值之和，具体公式如下：Q＝|P1‑P′1|+|P2‑P′2|+|P3‑P′3|+…+|Pi‑P′i|。...

【技术特征摘要】
1.一种混合料全粒径范围集料压碎值动态测定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)、配制集料混合料：按级配设计结果配制集料混合料；(2)、回筛集料混合料：采用标准筛对配置好的集料混合料进行回筛，记各筛孔通过率为P1、P2、P3...Pi，并筛除筛孔尺寸为i以下的集料；(3)、确定试样质量：将试样分多次均匀装入试筒，每次均将试样表面整平，放入万能压力机通过压头以0.2-0.5倍最大载荷值的预压压力预压10-45s，使最终的试样在试筒内的高度为混合料摊铺层的厚度，该试样质量记为m0；(4)、确定保温温度：根据混合料类型，待测集料在生产该混合料时所经历的最高温度为试样保温温度；(5)、称取质量为m0的集料混合料装入试筒并预压：将待测集料分多次均匀装入试筒，每次均将待测集料表面整平，放入万能压力机通过压头以0.2-0.5倍最大载荷值的预压压力预压10-45s，使最终的待测集料在试筒内的高度为混合料摊铺层的厚度；(6)、待测集料保温：将待测集料带筒置于环境箱保温2-8h；(7)、动态加载：以加载正弦波形、加载频率为25-65Hz、峰值荷载为400-800kPa对待测集料进行加载；(8)、待测集料冷却及筛分：将加载完成后的待测集料取出冷却到室温，采用标准筛筛分，记各筛孔通过率为P′1、P′2、P′3...P′i；(9)、计算压碎值Q：压碎值Q为集料受力前后对应筛孔通过率差值的绝对值之和，具体公式如下：Q＝|P1-P′1|+|P2...

【专利技术属性】
技术研发人员：江照伟，杨永富，季正军，董昭，胡家波，李增光，林江涛，
申请(专利权)人：山东省交通科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37