1 问题提出
在我国公路工程中所用石料的力学性质是很受重视的, 而粗集料的抗破碎能力是石料力学性质的一项重要指标, 在我国主要以压碎值表示。山东省青州至临沭高速公路工程在料源考察工作中, 发现青州、临朐一带的石灰岩碎石压碎值普遍超标, 随即组织对青州、临朐、沂水等地的部分大型石料厂进行了实地调查, 并取样进行了压碎值试验, 发现压碎值确实偏高。石料压碎值是一项重要的技术指标, 如果压碎值普遍不合格, 将意味着青临高速公路青州、临朐段无碎石可用, 直接影响到工程施工。
2 原因分析
从历史上看, 山东省潍坊市青州、临朐两县市石灰岩形成年代为寒武纪和奥陶纪, 距今已有大约四亿年的历史, 沉积年代久远, 岩石质地致密, 质量稳定, 应用广泛。两地加工石灰岩碎石的大型石料厂有多家, 多年以来, 两地石料厂的石料普遍用于附近公路、铁路和民用建筑。自山东省第一条高速公路济青路至今, 有东青高速公路、津汕高速公路、威乌高速公路、荣乌高速公路等多条高等级公路使用过两地石料厂生产的碎石, 没有发现压碎值指标不能满足规范及设计要求的情况, 上述工程在施工和实际营运过程中, 也未出现因骨料压碎值引起的水泥混凝土质量问题。
2000年版的《公路集料试验规程》由1994年版《公路集料试验规程》演化而来, 94版规程引自原《水泥混凝土试验规程》、《公路路面基层试验规程》、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中相关的试验方法。2005年版《公路集料试验规程》则本着“尽可能统一”的原则, 对碎石压碎值试验方法又做了修改, 废除了T0315, 保留了T0316, 即由原来的路面用碎石和混凝土用碎石采用不同的试验方法修改为统一采用路面碎石试验方法, 全部统一用方孔筛, 水泥混凝土碎石的施加荷载也由3min~5min内均匀增至200kN持荷5s, 改为10min内均匀施加荷载至400kN持荷5s, 因此同一骨料按新方法检测时压碎值的增加是必然的, 一般说来, 压碎吨位增为2倍后, 压碎值的差别在1.5~1.8倍左右。试验规程条文说明中提供了回归关系式, 水泥混凝土用碎石压碎值由以下关系式换算得到:
其中, Y代表水泥混凝土用碎石压碎值, x代表用新规程中T0316试验方法得出的压碎值, 0.816和5.0是相应的回归系数, 回归方程式由北京、河北、内蒙古、陕西、新疆、青海等地的15个不同样品按不同试验方法所得压碎值对比得到。
3 试验结果及分析
经对青州、临朐、沂水一带9家石灰岩碎石厂生产的具有代表性的16个试样进行了新老方法对比试验。根据试验数据分析, 认为新规程中相关关系式y=0.816x-5并不适合这一带石灰岩类粗集料。将表1中两种试验方法得出的16组实测值进行一元线性回归分析, 线性回归曲线见图1, 这16个试样按两种试验方法得出的数据x与y'具有很好的相关性, 相关系数R达到了0.9972, 这就说明新规程T0316与老规程T0315这两种试验方法所得结果是高度相关的, 重新修订原相关关系式是可行的。根据我们试验的结果, 新的相关关系式为:
将上述16个试样T0316-2005方法所得压碎值结果按新相关关系式换算后与T0315-1994试验方法得出的压碎值结果基本吻合, 数据对比见表1。
由表1可以看出, 16个试样按新关系式得出的压碎值都能满足JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》中关于C40~C55混凝土用粗集料压碎值要求, 所代表石料可用于配制C40~C55桥涵混凝土。
4 结语
新规程中相关关系式并不适合青州、临朐、沂水一带石灰岩类粗集料, 对于这一带石灰岩类粗集料需重新建立相关关系式, 以新关系式得出的压碎值评定粗集料是否合格。通过对比试验我们得出新的相关关系式y'=0.5069x-0.9496比较适合这一带石灰岩类粗集料, 可用于桥涵混凝土粗集料压碎值新规程试验方法所得数据的换算。
摘要：《公路工程集料试验规程》2005年版中粗集料压碎值相关关系式有一定的局限性, 通过大量试验证明此关系式并不适合青州临朐一带石灰岩类粗集料压碎值的换算。通过对新老试验方法所得压碎值数据进行对比分析, 建立适合这一带石灰岩类粗集料的压碎值相关关系式。
关键词：粗集料,石灰岩,压碎值,相关关系式