今年是交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大規(guī)模更新的一年，包括集料，無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料，巖石，瀝青及瀝青混合料，以及公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范等重要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都將在使用多年后迎來重要更新。作為國內(nèi)道路工程材料和結(jié)構(gòu)試驗設(shè)備最主要的試驗設(shè)備供應(yīng)商之一，我們將推出一系列新規(guī)范的解讀文章，來幫助大家了解需要配備哪些新的試驗設(shè)備來滿足新規(guī)范的要求。
注：本系列新規(guī)范的解讀以相關(guān)新增試驗設(shè)備的介紹為主，關(guān)于試驗方法的細(xì)節(jié)調(diào)整因篇幅限制無法涉及，有興趣的請關(guān)注相關(guān)規(guī)范的釋義手冊和規(guī)范宣貫。
本篇為該系列文章的第一篇：JTG 3432公路工程集料試驗規(guī)程（以下均簡稱“新規(guī)范”）新增試驗設(shè)備。
圖1：新版集料試驗規(guī)程
新版集料試驗規(guī)程在2005年版本規(guī)范的基礎(chǔ)上將集料調(diào)整為：粗，細(xì)，填料（原來命名為礦粉），工業(yè)礦渣集料和再生集料5類。增補試驗方法23項，修訂20項，刪除2項。其中，幾項試驗方法需要新增試驗設(shè)備來完成，這些方法包括了以下內(nèi)容。
T0362粗集料棱角性試驗（流動時間法）
集料棱角性的試驗方法在2005年版舊規(guī)范中只收錄了細(xì)集料的測試方法，即T0344的間隙率法和T0345的流動時間法，但沒有粗集料棱角性的試驗方法。此次新規(guī)范修訂，增加了適用于公稱最大粒徑為9.5~19.0mm的粗集料棱角性的試驗方法，參考EN 933-6試驗方法編寫，即T0362粗集料棱角性試驗（流動時間法）。
這種試驗方法主要在歐盟以德國為代表的地區(qū)使用，通過記錄粗集料在振動臺的作用下通過專用流動裝置流出的時間來評價棱角性。我們已經(jīng)在德國進口原型機的基礎(chǔ)上完成了該設(shè)備的國產(chǎn)化工作，并通過大量試驗選定了易于國內(nèi)獲取的粗集料標(biāo)準(zhǔn)樣品，并由交通運輸部公路科學(xué)研究院進行定值。同時，目前正在修訂的新版公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中也增加了棱角性指標(biāo)的要求。
表1：新版瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范對于瀝青混合料用粗集料技術(shù)要求中對于棱角性的要求
注：表格信息來自于公開征集意見階段的新規(guī)范版本，僅供參考；準(zhǔn)確信息以正式發(fā)布的新規(guī)范為準(zhǔn)。
我們在對粗集料棱角性試驗儀進行國產(chǎn)化時，增加了自動計時功能，將電子天平連接計時器，當(dāng)集料進入接收容器的質(zhì)量達到1000g時自動啟動計時器，當(dāng)天平讀數(shù)達到1000+7000×集料表觀相對密度/2.70時自動停止計時器，計算流動時間，從而消除進口設(shè)備操作時，需要人工秒表計時方法而引入的操作誤差。因此，操作人員在試驗時只需提前輸入待測集料的表觀相對密度，再裝樣和啟動設(shè)備，即可自動完成試驗。
T0363集料磨耗試驗（微型狄法爾法）
在新規(guī)范發(fā)布前，JTG E42-2005版本規(guī)范中推薦的粗集料試驗?zāi)ズ姆椒ㄓ校郝迳即壏ǎ琍SV方法和道瑞法。但近年來國際上上對磨耗試驗方法的機理有了新的認(rèn)識，例如歐標(biāo)EN 1097-2將洛杉磯LA劃分為抗破碎性能指標(biāo)，并稱為洛杉磯試驗，而不再稱為洛杉磯磨耗試驗。美國的NCHRP 4-19等報告也指出洛杉磯試驗的鋼球為420g，在試驗筒中滾動被拋起、墜落從而對集料產(chǎn)生巨大的沖擊作用，從而導(dǎo)致軟弱顆粒破碎，因此該方法實際上是評價粗集料的抗破碎性能。由于落砂機磨耗試驗中的沖擊作用，導(dǎo)致LA磨耗試驗存在不足。
因此，在此次修訂新規(guī)范時，我們與國際標(biāo)準(zhǔn)體系接軌，增加了微狄法爾磨耗試驗方法作為主要推薦的磨耗試驗方法。微型狄法爾與集料的耐久性、韌性和抗磨損性能相關(guān)，與瀝青混合料的抗松散性能、抗坑槽性能相關(guān)，采用該方法可以很好評定集料質(zhì)量；該方法比洛杉磯磨耗、硫酸鎂堅固性具有更高的試驗精度，試驗材料用量少、快捷、時間短；同時該方法考慮了機械磨耗作用和水的風(fēng)化作用，其模擬了集料在施工攤鋪、壓實以及交通荷載和不利環(huán)境的共同作用；與洛杉磯磨耗試驗相比，微型狄法爾試驗用鋼球很小，而且試驗筒非常小，因此微型狄法爾試驗是真正的磨耗試驗。
注：下劃線斜體字部分摘自新規(guī)范條文說明。
同時，目前正在修訂的新版公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中也增加了微型狄法爾磨耗值的要求。
表2：新版瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范對于瀝青混合料用粗集料技術(shù)要求中對于磨耗值的要求
注：表格信息來自于公開征集意見階段的新規(guī)范版本，僅供參考；準(zhǔn)確信息以正式發(fā)布的新規(guī)范為準(zhǔn)。
意大利CONTROLS的48-D5242/A微型狄法爾磨耗試驗機是新規(guī)范編寫組選用的規(guī)范原型機，主機性能滿足EN 1097-1，EN 13450，ASTM D6928，ASTM D7428，AASHTO T327以及我國新規(guī)范的要求。用戶可以根據(jù)具體試驗標(biāo)準(zhǔn)的差異選擇相應(yīng)的試驗筒，對于按照新規(guī)范使用的單位來說，應(yīng)選購2個或4個48-D2542/EN滿足EN 1097-1標(biāo)準(zhǔn)的試驗筒（新規(guī)范主要參考?xì)W盟EN 1097-1編寫）。
用戶可以根據(jù)實驗室的空間條件決定是否選購48-D5242/A1的鋼制底座，用于落地式安裝和滾筒存放；或是直接將其安裝在實驗臺上。
除了T0363試驗評估粗集料的耐磨耗性能外。另一個新增的試驗方法T0366粗集料熱老化試驗（水煮法）中也包括檢驗集料微型狄法爾磨耗值變化的試驗程序。
填料新增試驗設(shè)備
新規(guī)范將原“礦粉試驗”更名為“填料試驗”，并增加了6個試驗方法，其中涉及到新增試驗設(shè)備的方法有：
T0356填料篩分試驗(負(fù)壓篩法)
負(fù)壓篩法是對原規(guī)范水洗法的進一步補充，適用于消石灰、水泥等親水性材料，宜采用負(fù)壓篩法篩分，也可采用水洗法篩分。對于含有氯化鈉等水溶性物質(zhì)的填料應(yīng)采用負(fù)壓篩法篩分。這種方法適用于測定礦粉、水泥、石灰、粉煤灰和回收粉等填料的顆粒級配。
這種試驗方法主要參考?xì)W盟標(biāo)準(zhǔn)EN 933-10編寫，試驗設(shè)備以工業(yè)吸塵器，振動篩分機和各種規(guī)格的方孔篩為主。真空系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)范圍從1.0到9.9kPa，高于新規(guī)范中3kPa的要求；噴嘴旋轉(zhuǎn)速度范圍為5~70轉(zhuǎn)/鐘，高于新規(guī)范中20轉(zhuǎn)/分的基本要求。
通過選用不同尺寸的方孔篩，整套設(shè)備適用的分析范圍為5μm~4mm，按照新規(guī)范的要求，一般配備以下4個規(guī)格的方孔篩。有機透明玻璃篩蓋包含在主機的配置中。
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15-D0413/075，直徑200mm的方孔篩，高度25mm，孔徑0.075mm
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15-D0413/150，直徑200mm的方孔篩，高度25mm，孔徑0.15mm
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15-D0413/300，直徑200mm的方孔篩，高度25mm，孔徑0.3mm
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15-D0413/600，直徑200mm的方孔篩，高度25mm，孔徑0.6mm
T0357填料干壓空隙率試驗
干壓空隙率是歐盟用于評價填料細(xì)度的重要指標(biāo)，主要依據(jù)歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 1097-4進行測試。我國從事海外道路建設(shè)工程的單位已在當(dāng)?shù)匕凑諊H標(biāo)準(zhǔn)廣泛使用此試驗方法。因此，新規(guī)范也收錄了這種試驗方法。這種試驗設(shè)備通過對填料進行100次壓實，記錄試樣的質(zhì)量和壓實后的高度來計算干壓空隙率。操作方便，計算簡單，便于推廣應(yīng)用。
圖5：CONTROLS的48-D0447干壓空隙率試驗設(shè)備
T0358填料比表面積試驗（勃氏法）
新規(guī)范增加的填料比表面積試驗建議使用“勃氏比表面積試驗儀”，這種測試設(shè)備以往主要用于水泥的比表面積測試，在我國已經(jīng)應(yīng)用多年，屬于水泥實驗室的常用試驗器材，用戶可以直接使用該設(shè)備用于填料的試驗。
T0375鋼渣的游離氧化鈣含量試驗
新規(guī)范中新增加了一個章節(jié)“工業(yè)礦渣集料試驗”，這也是響應(yīng)國家號召將建筑垃圾進行循環(huán)使用，保護環(huán)境的一個舉措。本章節(jié)收錄了6個新增的試驗方法，大部分試驗器具為實驗室的通用器具，但T0375鋼渣的游離氧化鈣含量試驗需要配備“熱重分析儀”來進行測試，這是目前很多實驗室中尚未普及的試驗設(shè)備。
圖6：德國耐馳TG209F3熱重分析儀
熱重分析儀的測試原理與公路行業(yè)用戶熟悉的“燃燒爐”類似，是在勻速加熱的過程中，通過高精度的電子天平實時監(jiān)測樣品的重量變化。因為不同成分的燃點不同，因此可以區(qū)分出樣品中有幾種不同成分，以及各成分的含量大小。例如圖7展示了一個鋼渣熱重分析試驗的實例TG-DTG曲線。綠色曲線代表了鋼渣重量在加熱至1200℃過程中的質(zhì)量變化規(guī)律以及質(zhì)量減小的百分比，即TG曲線；紅色曲線是TG曲線的一階導(dǎo)數(shù)形式，即DTG曲線，縱坐標(biāo)為質(zhì)量變化率。
圖7：鋼渣熱重分析曲線示例
X射線衍射儀（XRD）
此次新規(guī)范修訂中，對于T0324集料堿活性檢驗（巖相法）的修改中，增加了關(guān)于使用X射線衍射分析儀（XRD）的建議。該設(shè)備不是完成該試驗的必備設(shè)備，但對于資金充裕、且具有集料研究需求的用戶來說，能夠顯著提高檢測能力和研究水平。
“對于偏光顯微鏡無法評定的巖石，應(yīng)采用其他方法檢驗。如對于堿-硅酸活性巖石，如流紋巖，粉砂巖，石灰?guī)r，角頁巖，燧石/火石，其細(xì)粒的活性硅是隱晶質(zhì)甚至是無定形的，采用偏光顯微鏡無法識別，可采用X射線衍射儀檢驗?！?/u>
注：下劃線斜體字部分摘自新規(guī)范T0324第4.4條的要求。
經(jīng)典的落地安裝式X射線衍射分析儀（圖8左）對于公路行業(yè)從事集料檢測的用戶來說，無疑屬于價格昂貴的設(shè)備，通常只有資金充裕，具有專用實驗室空間的研究機構(gòu)使用。對于一般的檢測單位來說，采用緊湊的小型化設(shè)計，實驗臺式安裝，價格大幅降低的小型化X射線衍射分析儀（圖8右）無疑是更好的選擇。
圖8：X射線衍射分析儀（XRD）
結(jié)語
以上是我們對于新規(guī)范中關(guān)于主要新增試驗設(shè)備的解讀，希望對大家理解新規(guī)范有所幫助。如有錯漏，請諒解和指正。除了規(guī)范中的內(nèi)容外，對于集料的物理、化學(xué)性能測試手段仍然有很多，因為受限于設(shè)備成本，試驗復(fù)雜程度，數(shù)據(jù)離散性和應(yīng)用場景等因素的制約，未達到進入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的門檻。但是，這些方法很多已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)有可觀的應(yīng)用，例如：吸附法測量填料比表面積的全自動比表面積及孔隙分析儀，測量集料元素組成和含量的X射線熒光分析儀（XRF），測量集料耐磨性、替代PSV方法的加速磨光機，測量集料幾何尺寸和紋理的圖像分析儀，掃描集料三維模型的光學(xué)掃描儀……如有對于“超規(guī)范”研究興趣的用戶也歡迎與我們聯(lián)系，共同探討開展相關(guān)應(yīng)用，或訂制開發(fā)特殊的試驗方法和設(shè)備。
