粗集料压碎值检验不同方法标准的分析与应用

李萼雄

四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610030

1 引言

粗集料压碎值（“压碎值”也称为“压碎指标”，本文不作区分）是按规定方法测得的石料抵抗压碎的能力，以压碎试验后小于规定粒径的石料质量百分率表示，是衡量石料力学性质的指标。该项指标在我国历来受到特别重视，工程建设领域不同行业的技术标准（规范、规程）对粗集料压碎值检验方法都有各自的规定。这些规定存在不同程度的差异，在实际工作中，可能因使用方法标准不当而造成工作失误。为此，对粗集料压碎值检验不同方法标准进行比较，有助于其在工程建设管理中的正确应用。

2 粗集料压碎值检验现行不同方法标准的区别

工程建设领域涉及粗集料压碎值检验的现行方法标准主要有：《建设用卵石、碎石》（GB/T 14685-2011）［1］、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）［2］、《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T 5151-2014）［3］、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）［4］。这些规范（标准、规程）的适用范围及其粗集料压碎值检验方法的比较情况如表1。对各规范之间的异同分析如下：

（1）适用范围

GB/T 14685-2011 是适用于建设工程领域的国家标准，是基础性的标准，但是不适用于水工建筑物；JGJ 52-2006、DL/T5151-2014 分别适用于住建行业（房屋建筑和市政基础设施工程）、电力行业的水泥混凝土；JTG E42-2005 不仅适用于公路工程水泥混凝土，也适用于公路工程沥青混合料和路面基层。

（2）试样粒径

为了以统一的标准进行比较，粒径规格均以方孔筛来衡量。GB/T 14685-2011、JGJ 52-2006 均规定压碎值试验的试样粒径在9.5～19.0mm之间，即取样风干后筛除大于19.0mm及小于9.5mm的颗粒；DL/T 5151-2014规定试样粒径为10～20mm；而JTG E42-2005则规定试样粒径为9.5～13.2mm，与其它规范存在较明显的差异，其粒径更加小而单一。通常，单一粒径的集料压碎更严重，便于考验不利情况的抗压碎能力。从试样粒径的不同来分析，JTG E42-2005 更多地考虑了沥青路面所用集料特点，而其它规范针对的是水泥混凝土所用集料情况。

（3）试样处理

除JTG E42-2005 以外，其余规范均规定压碎值试验的试样均需剔除针片状颗粒。同样条件下，剔除针片状颗粒的试样压碎值比未剔除者要小。剔除针片状颗粒后，集料加工因素被弱化，压碎值更侧重于反映集料的料源特性即石料本身的性能。

（4）试样数量

上述规范对试样数量的规定略有差别。JTG E42-2005 规定以专用金属筒的体积来控制每次试验的试样数量，其质量通常为2700～3000 g；而其它规范则以质量（3000g）或装料的高度来控制试样数量。

（5）压碎值测定仪

JTG E42-2005规定：圆筒内径150mm，压头直径149mm；其它规范则规定：圆筒内径152mm，压头直径150mm。各规范规定的设备尺寸基本相同。

（6）装料方式

GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 对装料方式的规定完全一致，要求分2 层装料，每装完一层试样后，底盘下垫放直径10mm 圆钢，按住试筒左右交替颠击地面各25 下；DL/T5151 规定也是分2 层装料，但在底盘下不用垫放圆钢，而是直接提起、松落，两边交替各25 次；JTG E42-2005 则规定分3 层装料，每层均用金属棒从石料表面上均匀捣实25 次。

（7）加荷方式

加荷方式的不同体现在以下方面：总荷载、加荷速率、卸荷前是否稳压一定时间。GB/T 14685-2011、JGJ 52-2006 均规定加荷到200kN，并稳压5s，DL/T5151-2014 规定总荷载与前两者一致，但不稳压。此外，这三者对加荷速率的规定略有区别（在1kN/s左右）。JTG E42-2005与其它规范存在显著的不同，规定在约600s 内均匀加荷到400kN，其总荷载提高到了2 倍。

（8）加荷后过筛孔径

除DL/T5151-2014 规定采用2.5 mm 方孔筛对加荷后的试样过筛外，其余规范均规定采用2.36mm 方孔筛。

3 现行不同方法标准的综合比较

关于现行的粗集料压碎值检验方法，GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 几乎相同；DL/T 5151-2014 在试样粒径、加压后过筛孔径、装料方式上与前两者略有区别；而JTG E42-2005 与其它规范存在明显的差异，最显著的不同是其总荷载大，此外，其试样粒径小而单一，且试样不经剔除针片状颗粒处理。按照JTG E42-2005所得压碎值数值比按其它规范方法测试值明显增大，石料的压碎值拉得更开。总体上，JTG E42-2005 更多地照顾了沥青路面的使用习惯，而其它规范则着眼于水泥混凝土用集料的特点。

4 不同方法测试值之间换算关系的分析与应用

（1）公路水泥混凝土和沥青路面用粗集料压碎值试验方法的分析

为分析公路水泥混凝土和沥青路面用粗集料压碎值试验方法，特追溯现行《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）对旧规程的修订情况，这有助于进一步掌握压碎值检验方法。JTG E42-2005 是对已废止的旧规程《公路工程集料试验规程》（JTJ 058-2000）［5］修订而来。旧规程（JTJ 058-2000）对于水泥混凝土和沥青路面用粗集料压碎值的测试方法做了不同的规定，其测试方法编号分别为T0315、T0316。修订后的新规程将两种测试方法统一起来，以沥青路面用粗集料压碎值试验方法（T0316）为基础，废除了水泥混凝土用粗集料压碎值试验方法（T0315）。T0316 的优点是压碎值拉得开，便于区分石料的抗压碎性能，另外压碎值指标对沥青路面及基层的重要性远大于水泥混凝土胶凝材料，当时认为应该更多的照顾沥青路面的习惯。曾采用15 种不同品种的石料分别按原规程T0315、T0316 试验方法进行了详细的对比研究［4］，发现二者之间有非常好的相关性，其换算关系为：

（y 为按T0315 方法测试值，x 为按T0316 方法测试值）

该规范修订时，我国沥青路面表面层多用公称最大粒径13.2mm 的集料，在将上述两种方法统一时，特将试样粒径由原来的13.2～16.0mm 调整为9.5～13.2mm，也是考虑了当时沥青路面工程的实际情况。

（2）现行不同方法测试值之间换算关系的应用探讨

通过比较分析，旧规程《公路工程集料试验规程》（JTJ 058-2000）中水泥混凝土用粗集料压碎值试验方法（T0315）与GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 的规定基本相同。前述换算关系似可扩展至现行的这几个规范间使用：

（y 为按GB/T 14685-2011 或JGJ 52-2006 方法测试值，x为按JTG E42-2005 方法测试值）

但是，现行的《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）对粗集料压碎值试样粒径规定为9.5～13.2mm，这与旧规程中T0316 方法规定的试样粒径（13.2～16.0 mm）有所不同，因此，该换算关系推广使用可能存在一定的偏差，可在此基础上开展进一步的研究。

5 结语

关于粗集料压碎值检验方法，除有国家标准外，住建、公路、电力等不同领域也有各自的行业标准。在实际应用中，需要结合不同行业的特点，按照项目设计要求或相关行业规定，选用适宜的方法标准开展检验，对集料质量进行恰当的评判，从而为工程用料的生产管理和质量控制起到有力的保障作用。此外，不同方法标准间的差异，可能造成实际使用中的不便或困扰，建议标准制订（修订）时除考虑行业领域的特点外，也宜最大限度地兼顾与国家标准等的一致性。