说明表5.3.1-1 道砟材质分级指标
性 能 等级 参数 一 级 道 砟 二 级 道 砟 评 级 方 法 若三个参数的指标分属两个等级,则以两个指标所在的等级为准;若三个指标分属一、二级和不合格,则划为二级 若两个参数的指标不在同一等级,以低的等级为准 在四个参数的指标中,以其中两个指标最高的等级为准;若这两个指标最高的等级不在同一级别,则以其中较低的等级为准 道砟的最终等级以性能1、2、3、中的最低等级为准。一级、二级道砟,均应满足4、5、6三项性能的要求 1 抗磨耗、1)洛杉矶磨耗率LAA(%) 抗冲2)标准集料冲击韧度IP 击性3)石料耐磨硬度系数K干磨 能 LAA<27 IP>95 K干磨>18 27≤LAA<32 80<IP≤95 17<K干磨≤18 2 抗压碎性能 1)标准集料压碎率CA(%) 2)道砟集料压碎率CB(%) CA<9 CB<18 9≤CA<14 18≤CB<22 3 渗水性能 1)渗透系数Pm(10-6cm/s) 2)石粉试模件抗压强度σ(MPa) 3)石粉液限LL(%) 4)石粉塑限PL(%) Pm>4.5 σ<0.4 LL>20 PL>11 3<Pm≤4.5 0.4≤σ<0.55 20≥LL>16 11≥PL>9 4 抗大气腐蚀破坏 5 稳定性能 6软弱颗粒
硫酸钠溶液浸泡损失率(%) <10 1)密度(g/cm3) 2)容重(g/cm3) >2.55 >2.50 ≤20 软弱颗粒含量少于10%(质量比) 饱和单轴抗压强度(MPa) 36
2 特重型轨道、隧道内轨道及宽枕轨道应用一级道砟。重型轨道宜用一级道砟。其他轨道可用二级道砟。
3 现有采石场产品不能按3.2条的规定供应道砟的地区,在开辟合适的采石场之前,经铁道部批准,具体确定使用道砟的等级。
4 道砟的级配应符合说明表5.3.1-2的规定,其级配曲线示于说明图5.3.1-1。
说明表5.3.1-2 一、二级道砟级配
方孔筛孔边长(mm) 过筛质量百分率(%) 16 0~5 25 5~15 35.5 25~40 45 55~75 56 92~97 63 97~100
说明图5.3.1-1 一、二级道砟级配曲线图 5 道砟颗粒形状及清洁度指标
1 针状指数不大于50%,片状指数不大于50%。 2 黏土团及其他杂质含量的质量百分率不大于0.5%. 3 粒径0.1mm以下的粉末含量的质量百分率不大于1%. 《铁路碎石道砟》TB2140-90在“4.1 建场检验”中还规定:
1 新建采石场及旧采石场转移开采工作面时,应按说明表5.3.1-1规定各项及石料单轴抗压强度、石料冲击韧度进行检验,划分道砟等级。经铁道部主管部门审批并颁发资格证书,方可生产。采购路外道砟或施工部门采用施工块石就地加工道砟时,也应具有相应的资格证书。
2 采样
(1) 由受委托的地矿单位划分岩层,并在每一岩层中取一组有代表性的试样送交检验。
(2) 一组试样中包括:
碎石试样:规格(方孔筛)60~70mm,质量240kg。
块石试样:200×160×140mm,4块,如岩石层理分明,应补加取样方向平行于层理方向的试样2块。
《京沪高速铁路设计暂行规定》铁建设[2004]157号第5.2.2条第4款规定:“应采用特级道砟,并符合有关技术条件的要求”。该条的条文说明如下:
37
根据高速列车轴重较轻,而冲击、振动等频率较高的动附加荷载较大的特点,道砟材质最重要的性能是抗耐磨、抗冲击,其次是抗压碎性能,另外道砟颗粒形状和清洁度也是非常重要的指标。
特级道砟相关技术要求应符合《350km/h客运专线特级道砟暂行技术条件》的规定。
1 道砟由开山块石破碎筛分而成,颗粒表面全部为破碎面。 2 道砟材质性能应符合说明表5.3.1-3的规定。
说明表5.3.1-3 特级道砟材质性能
性 能 参 数 洛杉矶磨耗率LAA(%) 抗磨耗、抗冲击性能 标准集料冲击韧度IP 石料耐磨硬度系数K干磨 抗压碎性能 标准集料压碎率CA(%) 道砟集料压碎率CB(%) 渗透系数Pm(10-6cm/s) 渗水性能 石粉试模件抗压强度σ(MPa) 石粉液限LL(%) 石粉塑限LP(%) 抗大气腐蚀破坏 稳定性能 抗压强度 硫酸钠溶液浸泡损失率(%) 密度(g/cm3) 容重(g/cm3) 单轴抗压强度(MPa) 饱水单轴抗压强度(MPa) 指 标 ≤18 ≥110 >18 <8 <17 >4.5 <0.4 >20 >11 <10 >2.55 >2.50 供建材用 必须全部达标 至少有两项参数达标 评定方法 单项性能评定 必须达标 至少一项参数达标 两项参数同时达标 综合评定 各项性能必须全部满足要求 3 道砟粒径级配应符合说明表5.3.1-4的规定,其级配曲线如说明图5.3.1-2所示。
说明表5.3.1-4 特级道砟粒径级配
粒径 级配 颗粒分布 筛分机底筛和面筛孔边长(mm) 31.5~50 方孔筛孔边长(mm) 过筛质量百分率(%) 方孔筛孔边长(mm) 颗粒质量百分率(%) 22.4 0~3 31.5 1~25 40 30~65 ≥50 31.5~50 50 70~99 63 100 注:检验用方孔筛系指金属丝编织的标准方孔筛。
38
说明图5.3.1-2 特级道砟级配曲线
4 道砟颗粒形状和清洁度
(1) 针状指数不大于20%,片状指数不大于20%。
(2) 粒径0.5mm以下颗粒含量的质量百分率不大于0.6%;粒径0.063mm以下粉末含量的质量百分率不大于0.5%。
(3)出厂道砟须经清洗,道砟不得含黏土及其他杂质,保持颗粒表面清洁。 (4)饱水单轴抗压强度小于20MPa的软弱颗粒和其他杂石含量不得大于2%。
5.3.2根据《铁路采石管理规则》(铁运[1999]146号部令)第4.4.1条和第4.4.2条的规定,“铁路采石场生产规模,应根据碎石道砟供应范围内的线路长度及保证正常运输所需石料量,加以确定”。铁路采石场类型按下列规定划分:“年石料
333
产量大于20万m,为大型采石场;年石料产量10万m~20万m,为中型采石场;年石料产量小于10万m3,为小型采石场”。当新建、扩建铁路采石场的勘察资料需报国土资源部门时,应按《固体矿产地质勘查规范总则》的要求执行。
根据《固体矿产地质勘查规范总则》GB/T13908-2002)的规定,储量定义为“经过详查或勘探,达到了控制的或探明的程度,在进行了预可行性或可行性研究,扣除了设计和采矿损失。能实际采出的数量,经济上表现为在生产期内,每年的平均内部收益率高于行业基准内部收益率。储量是基础储量中的经济可采部分,又可分为可采储量、探明的预可采储量及控制的预可采储量3个类型”。 其中基础储量的含义为“经过详查或勘探,达到控制的或探明的程度,在进行了预可行性或可行性研究后,经济意义属于经济的或边际经济的那部分矿产资源。基础储量又可分为两部分:即经济基础储量和边际经济的基础储量。经济基础储量是每年的内部收益率大于行业基准内部收益率,并扣除设计和采矿损失之前的那部分。可分为3 个类型,探明的(可研)经济基础储量、探明的(预可研)经济基础储量、控制的经济基础储量。边际经济的基础储量,其平均内部收益率介于行业基准内部收益率与零之间的那部分,也有3 个类型,即探明的(可研)边际经济基础储量、探明的(预可研)边际经济基础储量、控制的边际经济基础储量”
当铁路碎石道砟场地、大型石料开采场地或其他场地的勘察成果需报国土资源管理部门时,应注意与本规程中“储量”含义的区别。
5.3.3《铁路采石管理规则》第4章“新建、扩建采石场的基本原则及技术要
39
求”中第4.2.1条对铁路碎石道砟场的储量和剥采比作了如下规定:“岩石的工业储量,应满足年生产规模开采50年以上,特殊情况经铁道部批准可缩短至30年”。“岩石开采区圈定范围内的剥采比应低于0.2:1”。
6.2.6坑探取样时可采用坑壁刻槽、吊桶抽取、全坑采取等方法。坑壁刻槽的断面宽度和深度宜30×40cm,其最小宽度和深度应大于坑中最大颗粒粒径长轴的2倍。大漂石就地量测,不予刻取。钻孔取样应考虑适应采取粗圆砾土(粒径60mm以下)的要求,孔径一般不宜小于130mm;当卵石粒径较大(80mm及以上)时,不宜采用钻探方法取样。钻孔取样应将钻孔中该段的全部岩心进行采集,不得对岩心进行挑选后采集。
在已采出的混凝土用骨料料堆上采样时,取样应具有代表性,取样部位应分布均匀。取样前先将取样部位表面的材料铲除,然后由各部位(均匀分布在料堆的顶部、中部和底部)抽取大致相等的粗骨料试样15份或细骨料试样8份组成一组样品,每组样品取样数量粗骨料不得少于50kg,细骨料不得少于20kg。
6.2.7试验前应根据试验项目所需的样品数量对样品进行缩分。粗骨料样品缩分时,应将样品臵于平板上,在自然状态下拌混均匀堆成锥体,将锥体分成大致相等的四份,取其对角线的两份重新拌匀,堆成锥体,再重复上述过程,直至缩分后的材料样品略多于试验用量为止。细骨料样品缩分时,应将样品臵于平板上,在潮湿状态下拌混均匀,并堆成20mm厚的“圆饼”,然后把“圆饼”分成大致相等的四份,取对角的两份重新拌匀,再堆成“圆饼”,重复上述过程,直至缩分后的样品数量略多于试验用量为止。
每组块石样品应保证能制备至少四块直径50mm,高度50mm的圆柱体试件,或边长50mm的立方体试件四块。当需同时进行天然状态和饱和状态单轴抗压强度试验时,样品数量应增加一倍。当岩样层理明显时,试样还应考虑适当增加。
6.3.1《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号)两个规定中对铁路混凝土用粗、细骨料的技术要求是一致的。为确保有耐久性要求的混凝土的耐久性,近年发布的“补充标准”或“暂行规定”都提出了较《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)更高的要求,评价时应以最近发布的规定为主,对以前的铁路行业标准和建设部标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)可参考使用。现将《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号)的相关规定摘录如下:
关于细骨料
1 细骨料应选用级配合理质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然中粗河砂,也可选用采用专门机组生产的人工砂,不宜使用山砂,不得使用海砂。
2 细骨料的颗粒级配(累计筛余百分数)应满足说明表6.3.1-1的规定。
说明表6.3.1-1 细骨料累计筛余百分数 (%)
级配区 筛孔尺寸(mm) 10.0 5.00 2.50
Ⅰ区 0 10~0 35~5 40
Ⅱ区 累 计 筛 余 (%) 0 10~0 25~0 Ⅲ区 0 10~0 15~0