粗集料磨光值试验

日期:2020-9-14 18:00:33 点击:

加速磨光试验机


 
1目的与适用范围
1.1集料磨光值是利用加速磨光机磨光集料,用摆式摩擦系数测定仪测定的集料经磨光后的摩擦系数值,以PSV表示。
  1.2本方法适用于各种粗集料的磨光值测定。
2仪具与材料
  (1)加速磨光试验机,如图T 0321-1,应符合相关仪器设备的标准,由下列部分组成。
  ①传动机构:包括电机、同步齿轮等。
  ②道路轮:外径406㎜,用于安装14块试件,能在周边夹紧,以形成连续的石料颗粒表面,转速:320r/min±5r/min。
  ③橡胶轮:直径200㎜,宽44㎜,用于磨粗金刚砂的橡胶轮(标记C)、用于磨细金刚砂的橡胶轮(标记X),轮胎初期硬度691RHD±3IRHD。
  注:橡胶轮过度磨损对(一般20轮次后)必须更换。
  ④磨料供给系统:用于存贮磨料和控制溜砂量。
  ⑤供水系统。
  ⑥配重:包括调整臂,橡胶轮和配重锤。
  ⑦试模:8副。
  ⑧荷载调整机构:包括手轮、凸轮,能支撑配重,调节橡胶轮对道路轮的压力为725N±10N并保持使用过程中恒定。
  ⑨控制面板。
  (2)摆式摩擦系数测定仪,简称摆式仪,见图T 0321-2.应符合相关仪器设备的标准,由下列部分组成。
  ①底座:由T形腿、调平螺丝和水准泡组成。
  ②立柱:由立柱、导向杆和升降机构组成。
  ③悬臂和释放开关:能挂住摆杆使之处于水平位置,并能释放摆杆使摆落下摆动。
  ①摆动轴心:连接和固定摆的位置,保证摆在摆动平面内能自由摆动。由摆动轴、轴承和紧固螺母组成。
  ⑤求数系统:指示摆值。
⑥摆头及橡胶片:它对摆动中心有规定力矩,对路面有规定压力.本身有前与后、左与右的力矩平衡,橡胶片尺寸为31.75㎜×25.4㎜×6.35㎜。
图T0321—2摆式摩擦系数测定仪
1-紧固把手;2、3-升降把手;4-释放开关;5-转向节螺盖;6-调节螺母;7-针簧片或毡垫;8-指针;9-连接螺母;10-调平螺栓;11-底座;12-水准饱:13-卡环;14-定位螺丝;15-举升柄;16-平衡锤;17-并紧螺母;18-滑溜块;19-橡胶片;20-止滑螺丝
  (3)磨光试件测试平台:供固定试件及摆式摩擦系数测定仪用。
  (4)天平:感量不大于0.1g。
  (5)烘箱:装有温度控制器。
  (6)粘结剂:能使集料与砂、试模牢固粘结.确保在试验过程中不致发生试件摇动或脱落,常用环氧树脂610l(E—44)及固化剂等。
  (7)丙酮。
  (8)砂:<0.3㎜,洁净、干燥。
  (9)金刚砂:30号(棕刚玉粗砂)、280号(绿碳化硅细砂),用作磨料,只允许一次性使用,不得重复使用。
  (10)橡胶石棉板:厚1㎜。
  (11)标准集料试样:由指定的集料产地生产的符合规格要求的集料,每轮两块,只允许使用一次,不得重复使用。
     (12)其它:油灰刀、洗耳球、各种工具等。
3试验准备
  3.1试验前应按相关试验规程对摆式仪进行检查或标定。
  3.2将集料过筛,剔除针片状颗粒,取9.5㎜~13.2㎜的集料颗粒用水洗净后置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干。
  注:根据需要,也可采用4.75㎜~9.5㎜的粗集料进行磨光值试验。
  3.3将试模拼装并涂上脱模剂(或肥皂水)后烘干。安装试模端板时要注意使端板与模体齐平(使弧线半滑)。
     3.4用清水淘洗小于0.3㎜的砂,置105℃±5℃的烘箱中烘干成为干砂。
     3.5预磨新橡胶轮:新橡胶轮正式使用前要在安装好试件的道路轮上进行预磨,C轮用粗金刚砂预磨6h,X轮用细金刚砂预磨6h.然后方能投入正常试验。
4试件制备
     4.1排料:每种集料宜制备6~10块试件,从中挑选4块试件供两次平行试验用。将9.5㎜~13.2㎜集料颗粒尽量紧密地排列于试模中(大面、平面向下)。排料时应除去高度大于试模的不合格颗粒。采用4.75㎜~9.5㎜的粗集料进行磨光试验时,各道工序需更加仔细。
  4.2吹砂:用小勺将干砂填入已排妥的集料间隙中,并用洗耳球轻轻吹动干砂,使之填充密实。然后再吹去多余的砂,使砂与试模台阶大致齐平,但台阶上不得有砂。用洗耳球吹动干砂时不得碰动集料,且不使集料试样表面附有砂粒。
  4.3配制环氧树脂砂浆:将固化剂与环氧树脂按一定比例(如使用6101环氧树脂时为1:4)配料、拌匀制成粘结剂,再与干砂按1:4~1:4.5的质量比拌匀制成环氧树脂砂浆,
  注:一块试模中的环氧树脂砂浆各组成材料的用量通常为:环氧树脂9.0g,固化制2.4g、干砂48g,允许根据所选用的粘结剂品种及试件的强度对此此用量作适当调整。用4.75㎜~9.5㎜的集料试验时,环氧树脂砂浆用量应酌情增加。
  4.4填充环氧树脂砂浆:用小油灰刀将拌好的环氧树脂砂浆填入试模中,并尽量填充密实,但不得碰动集料。然后用热油灰刀在试模上刮去多余的填料,并将表面反复抹平,使填充的环氧树脂砂浆与试模顶部齐平。
  4.5养护:通常在40℃烘箱中养护3h,再自然冷却9h拆模;如在室温下养护,时间应更长,使试件达到足够强度。有集料颗粒松动脱落,或有环氧树脂砂浆渗出表面时,试件应予废弃。
     5磨光试验
  5.1试件分组:每轮1次磨14块试件,每种集料为2块试件,包括6种试验用集料和1种标准集料。
  5.2试件编号:在试件的环氧树脂砂浆衬背和弧形侧边上用记号笔对6种集料编号为1-12,1种集料赋以相邻两个编号,标准试件为13、14号。
  5.3试件安装:按表T0321—1的序号将试件排列在道路轮上,其中1号位和8号位为标准试件。试件应将有标记的一侧统一朝外(靠活动盖板一侧),每两块试件间加垫一片或数片1㎜厚的橡胶石棉板垫片,垫片与试件端部断面相仿,但略低于试件高度2㎜~3㎜。然后盖上道路轮外侧板,边拧螺钉边用橡胶锤敲打外侧板,确保试件与道路轮紧密配合,以避免磨光过程中试件断裂或松动。随后将道路轮安装到轮轴上。
位置号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
试件号
12
9
3
7
5
1
11
14
10
4
8
6
2
12
表 T0321-1试件在道路轮上的排列次序
5.4磨光过程操作
  5.4.1 试件的加速磨光应在室温20℃±5℃的房间内进行。
  5.4.2 粗砂磨光
  5.4.2.1把标记C的橡胶轮安装在调整臂上,盖上道路轮罩,下面置一积砂盘,给贮水支架上的贮水罐加满水,调节流量阀,使水流暂时中断。
  5.4.2.2 准备好30号金刚砂粗砂,装入专用贮砂斗,将贮砂斗安装在橡胶轮侧上方的位置上并接上微型电机电源。转动荷载调整手轮,使凸轮转动放下橡胶轮,将橡胶轮的轮幅完全压着道路轮上的集料试件表面。
  5.4.2.3 调节溜砂量:用专用接料斗在出料口接住溜出的金刚砂,同时开始计时,1min后移出料斗,用天平称出溜砂量,使流量为27g/min±7g/min,如不满足要求,应用调速按钮或调节贮料斗控制闸板的方法调整。
  5.4.2.4 在控制面板上设定转数为57600转,按下电源开关启动磨光机开始运转,同时按动粗砂调速按钮,打开贮砂斗控制闸板,使金刚砂溜砂量控制为27g/min±7g/min。此时立即调节流量计,使水的流量达60mL/min。
  5.4.2.5 在试验进行1h和2h时磨光机自动停机(注意不要按下面板上复零按钮和电源开关),用毛刷和小铲清除箱体上和沉在机器底部积砂盘中的金刚砂,检查并拧紧道路轮上有可能松动的螺母,再起动磨光机,至转数显示屏上显示57600转时磨光机自动停止,所需的磨光时间约为3h。
  5.4.2.6 转动荷载调整手轮使凸轮托起调整臂,清洗道路轮和试件,除去所有残留的金刚砂。
  5.4. 3 细砂磨光
  5.4.3.1 卸下C标记橡胶轮,更换为X标记橡胶轮接5.4.2.1的方法安装。
  5.4.3.2 准备好280号金刚砂细砂,按5.4.2.2方法装入专用贮砂斗。
  5.4.3.3 重复5.4.2.3步骤,调节溜砂量使流量为3g/min±1g/min。
  5.4.3.4按5.4.2.4的步骤设定转数为57600转,开始磨光操作,控制金刚砂溜砂量为3g/min±1g/min,水的流最达60mL/min。
  5.4.3.5 将试件磨2h后停机作适当清洁,按5.4.2.5方法检查并拧紧道路轮螺母,然后再起动磨光机至57600转时自动停机。
  5.4.3.6 按5.4.2.6方法清理试件及磨光机。
     5.5磨光值测定
  5.5.1在试验前2h和试验过程中应控制室温为20℃±2℃。
  5.5.2将试件从道路轮上卸下并清洗试件,用毛刷清洗集料颗粒的间隙,去除所有残留的金刚砂。
  5.5.3将试件表面向下放在18℃~20℃的水中2h,然后取出试件,按下列步骤用摆式摩擦系数测定仪测定磨光值。
  5.5.3.1调零:将摆式仪固定在测试平台上,松开固定把手,转动升降把手使摆升高并能自由摆动,然后锁紧固定把手,转动调平旋钮,使水准泡居中,当摆从右边水平位置落下并拨动指针后,指针应指零。若指针不指零,应拧紧或放松指针调节螺母,直至空摆时指针指零。
  5.5.3.2固定试件:将试件放在测试平台的固定槽内,使摆可在其上面摆过,并使滑溜块居于试件轮迹中心。应使摆式仪摆头滑溜块在试件上的滑动方向与试件在磨光机上橡胶轮的运行方向一致,即测试时试件上作标记的弧形边背向测试者。
     5.5.3.3测试:调节摆的高度,使滑溜块在试件上的滑动长度为76㎜,用喷水壶喷洒清水润湿试件表面(注意,在试验中的任何时刻,试件都应保持湿润)将摆向右提起挂在悬臂上,同时用左手拨动指针使之与摆杆轴线平行。按下释放开关使摆回落向左运动,当摆达到最高位最后下落时,用左手将摆杆接住,读取指针所指(小度盘)位置上的值,记录测试结果,准确到0.1。
  注:摆式仪使用新新橡胶片时应该预磨使之达到稳定状态,预磨的方法是用新橡胶片再干燥瞄的试块上(不用磨光后的试件)摆动10次,然后在湿润的试块上摆动20次。另外,橡胶片不得被油类污染。
  5.5.3.4一块试件重复测试5次,5次读数的最大值和最小值之差不得大于3。取5次读数的平均值作为该试件的磨光值读数(PSVr)。标准试件的磨光值读数用PSVbr表示。
  5.6 1种集料重复测试2次,每次都需同时对标准集料试件进行测试。
6计算
  6.1按式(T0321-1)计算两次平行试验4块试件(每轮2块)的算术平均值PSVra,精确到0.1。但4块试件的磨光值读数PSVr的最大值与最小值之差不得大于4.7,否则试验作废,应重新试验。
PSVra=∑PSVri/4                    (T0321—1)
式中:i=1~4,PSVri为4块试件的磨光值读数。
  6.2按式(T0321-2)计算两次平行试验4块标准试件(每轮2块)的算术平均值PSVbra,准确到0.1。但4块标准试件的磨光值读数的平均值PSVbra必须在46~52范围内,否则试验作废,应重新试验。
PSVbra=∑PSVbri/4                       (T0321-2)
式中:i=1~4,PSVbra为4块标准试件的磨光值读数。
  6.3按式(T0321-3)计算集料的PSV值,取整数。
PSV= PSVra+49- PSVbra                                        (T0321-3)
7报告
  试验报告应报告集料的磨光值PSV、两次平行试验的试样磨光值读数平均值PSVra和标准试件磨光值读数平均值PSVbra。
条文说明
  1集料磨光值是关系到一种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层的重要决定性指标,所以在工程上选取集料品种时应对此特别重视。为此,交通部又列了专题“高速公路沥青路面抗滑技术标准”,时原磨光值试验方法及摆式摩擦系数试验仪使用中反映的一些问题进行了深入的研究。新修订的试验规程更加注重与国际标准的可比性和试验结果的准确性。本次修改较多,主要有以下几个方面:
  将磨光时间的人为控制改成了道路轮转数的仪表自动控制。原规程中磨光过程是用人工计时的方法控制的,即6h的磨光时间以及中间1h、2h、3h、5h的停机、清洗时间都用人工计时,误差较大,不能保证准确的磨光次数。改用转数控制之后机器转动一定转数后自动停下来,以便进行必要的清洗或其它操作,既方便、又能准确地控制转数。
  改变了橡胶轮胎硬度。原磨光机橡胶轮胎硬度为55IRHD±5IRHD,为提高抗金刚砂嵌入能力,保证和维持一定的磨光水平,新磨光机将橡胶轮胎的硬度提高到了69IRHD±3IRHD。
  提高了橡胶轮胎对道路轮的压力。原磨光机橡胶轮胎对道路轮压力为390N±5N,新磨光机将这一压力提高到了725N±10N,同时改进了荷载调节系统,用手轮升降配重,便于操作。
  用两个橡胶轮胎分别用于粗砂磨光和细砂磨光,改变了以前粗、细砂两阶段磨光只用一个轮胎的做法。这样做避免了嵌在橡胶轮胎上的粗砂对细砂磨光的影响,使磨光更加精细、最终的磨光结果更加稳定可靠。
  改变了溜砂机构。将粗、细金刚砂分别存放于不同的贮砂斗中,避免掺混。粗、细金刚砂均通过调速电机控制的微型同步带向溜砂槽输送,改变了以前依靠机器振动溜砂的做法,使溜砂量均匀、稳定,并能够精确控制。另外,细金刚砂贮斗中还增设了一个起松散和推进作用的拨科器,使细金刚砂溜放过程中不套阻塞,能连续不断的均匀向前输送。
  改变了供水系统。通过流量计准确控制溜水量,改变了以前凭经验调节水量大小、不能量化控制的做法。
  改变以前用轻的橡胶轮带动质量重、转动惯量大的道路轮转动的方法,将道路轮变为主动轮,使转动平稳,使磨光机运行噪声大为减少,新机型的机前噪声为74dB~78dB,比老机型减少了2dB~6dB。
  用2轮平行试验代替了原规程中的1次试验,使结果更加可靠。
  用与国际标准一致的新型摆式摩擦系数测定仪代替了老式摆式仪。
5磨先机试验过程中必须特别注意安全.试验全过程都必须盖上机盖.以免万一掉粒伤人。在停机检查或维修时均应先切断电源。
 
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