粗集料压碎值试验检测

粗集料压碎值试验检测技术指南

1 检测项目

粗集料压碎值试验是评估粗集料在连续施加压应力下抵抗破碎能力的关键力学性能试验。该指标直接反映集料的强度特性，是控制道路工程、建筑工程及铁路道砟质量的重要参数。

1.1 标准压碎值试验方法

标准压碎值试验的核心原理是将风干后的粗集料装入特定尺寸的圆柱形压碎值测定仪钢筒内，通过压力机以恒定速率施加荷载至400kN，稳压5秒后卸载。称取通过2.36mm标准筛的细料质量与试验总质量的比值，计算压碎值。该值越小，表明集料抗压碎能力越强。

计算公式：Qa = m1/m0 × 100%
其中：Qa—压碎值，%；m0—试验前试样总质量，g；m1—试验后通过2.36mm筛的试样质量，g。

1.2 洛杉矶磨耗试验法

该方法综合评估粗集料的耐磨耗、抗冲击和抗磨削能力。将待测粗集料与一定数量的钢球置于洛杉矶磨耗试验机中，以规定转速旋转500转后，取出试样过1.7mm标准筛，计算筛下质量与总质量的百分比。该方法更侧重于模拟集料在行车荷载反复作用下的综合力学行为。

1.3 单轴抗压强度法

针对高等级路面和重要结构工程，采用岩石单轴抗压强度试验。将岩石加工成标准圆柱体试件（直径50mm，高径比2:1），在压力机上以0.5~1.0MPa/s的速率连续均匀加载直至破坏，计算抗压强度。该方法直接反映母岩的力学本质，但制样复杂、成本较高。

1.4 点荷载强度指数法

作为一种间接试验方法，点荷载试验通过两点加载使岩样破坏，计算强度各向异性指数。该方法适用于现场快速检测，可采用不规则块体或规则岩芯进行试验。

2 检测范围

2.1 公路与城市道路工程

• 高速公路、一级公路表面层：压碎值要求≤20%，对磨光值、磨耗值有更高要求

• 二级及以下等级公路：压碎值要求≤30%

• 基层与底基层材料：压碎值要求≤35%，主要控制水泥稳定碎石、级配碎石等半刚性基层材料

2.2 铁路工程

• 高速铁路道砟：压碎值要求≤12%，同时要求洛杉矶磨耗率≤18%

• 普速铁路道砟：压碎值要求≤18%，洛杉矶磨耗率≤27%

• 铁路路基填料：压碎值要求≤30%，用于控制填筑质量

2.3 建筑工程

• 结构混凝土用粗集料：强度等级≥C60混凝土，压碎值要求≤10%；C30~C55混凝土，压碎值要求≤12%~16%；≤C25混凝土，压碎值要求≤20%

• 大体积混凝土：重点控制针片状颗粒含量与压碎值的耦合影响

• 耐候混凝土：需综合考虑冻融循环与压碎值的协同作用

2.4 水利与港口工程

水工混凝土受水流冲刷、磨蚀作用，对粗集料压碎值要求通常≤16%，同时要求饱和面干状态下的强度不低于干燥状态强度的85%。

2.5 机场道面工程

飞行区指标4E及以上等级跑道，粗集料压碎值要求≤12%，且要求洛杉矶磨耗率≤25%。

3 检测标准

3.1 中国国家标准（GB）

• GB/T 14685-2022《建设用卵石、碎石》：规定压碎值指标、试验用仪器及操作程序

• GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》：涵盖粗粒料破碎率测定方法

3.2 交通运输行业标准（JTG）

• JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》：T0316-2005粗集料压碎值试验，为行业主用方法标准

• JTG/T F20-2015《公路路面基层施工技术细则》：规定各交通等级下压碎值的技术要求

• JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》：明确沥青面层粗集料压碎值分级指标

3.3 铁路行业标准（TB）

• TB/T 2140-2008《铁路碎石道砟》：规定道砟压碎率、标准集料压碎率试验方法及技术要求

3.4 国际标准

• ASTM C131/C131M-20《Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine》：采用洛杉矶试验评估粗集料耐久性

• ASTM D5821-13《Standard Test Method for Determining the Percentage of Fractured Particles in Coarse Aggregate》：涉及颗粒破碎特性评价

• BS 812-110:1990《Testing aggregates. Methods for determination of aggregate crushing value (ACV)》：英国标准压碎值试验方法

• EN 1097-2:2020《Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 2: Methods for the determination of resistance to fragmentation》：欧洲标准采用的破碎阻力测定方法

• ISO 20290-3:2019《Aggregates for concrete - Test methods for mechanical and physical properties - Part 3: Determination of aggregate crushing value (ACV)》：国际标准化组织压碎值试验方法

4 检测仪器

4.1 压碎值测定仪

由钢制圆筒、底盘和压柱三部分组成。主要技术参数：

• 钢筒内径：150mm±0.3mm

• 钢筒高度：125mm~128mm

• 压柱直径：149mm±0.1mm

• 压柱质量：9kg~11kg

• 底盘平面尺寸：200mm×200mm×6mm
  材质要求：筒壁及压柱均采用45号优质碳素结构钢，表面渗碳处理，硬度HRC45~50。

4.2 压力试验机

• 量程：300kN~600kN，示值误差≤±1%

• 加荷速率：0.5kN/s~1.0kN/s可调，建议采用伺服控制系统

• 承压板硬度：≥HB200，平面度≤0.03mm

• 球座：自动调心型，补偿上下压板平行度偏差

4.3 标准试验筛

• 方孔筛规格：2.36mm、4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm、19mm、26.5mm，筛框直径200mm或300mm

• 要求：符合GB/T 6005或ISO 3310-1标准，筛孔偏差≤±5%

• 筛网材质：不锈钢编织网，应有计量校准证书

4.4 烘箱

• 控温范围：室温~200℃

• 控温精度：±1℃

• 容积：不小于100L

• 功能：具有强制通风，温度均匀性≤2℃

4.5 电子天平

• 量程：不小于5000g

• 分度值：0.1g

• 精度等级：Ⅱ级及以上

• 具备自校准功能及水平指示装置

4.6 洛杉矶磨耗试验机

• 筒体内径：710mm±5mm

• 筒体长度：510mm±5mm

• 转速：30r/min~33r/min

• 钢球规格：直径46.8mm，质量390g~445g，数量按级配要求配置

• 计数器：预置式电子计数器，精度±1转

4.7 辅助器具

• 金属浅盘：搪瓷或不锈钢材质，尺寸300mm×400mm×40mm

• 金属铲：宽度约100mm，容积约1000mL

• 毛刷：软毛及硬毛两种，用于清扫筛面

• 四分法分料器：格槽式或旋转式，确保试样缩分的代表性

• 游标卡尺：量程150mm，分度值0.02mm，用于定期校验测定仪几何尺寸

4.8 校准与期间核查设备

• 标准测力仪：量程500kN，0.3级精度，用于压力机检定

• 标准块规：量程150mm，0级精度，用于测定仪内径校准

• 标准筛校验片：用于筛孔尺寸的日常核查