王書(shū)鵬

(石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,石家莊 050041)

中美鐵路道作試驗(yàn)的比較研究

王書(shū)鵬

(石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,石家莊 050041)

中美兩國(guó)規(guī)范將道昨分為面昨和底昨，其中中國(guó)面昨需檢測(cè)7項(xiàng)性能16個(gè)物理參數(shù)，底昨需檢測(cè)4項(xiàng)性能6個(gè)參數(shù)；美國(guó)面昨需檢測(cè)5項(xiàng)性能7個(gè)參數(shù)，底昨需檢測(cè)5項(xiàng)性能8個(gè)參數(shù)。通過(guò)比較兩國(guó)鐵路道昨的試驗(yàn)規(guī)范，得出以下結(jié)論：（1）中國(guó)規(guī)范對(duì)于底昨給出了固定的顆粒級(jí)配范圍，方便了施工選材；美國(guó)規(guī)范中底昨的顆粒級(jí)配與面昨及路基填料的顆粒級(jí)配有關(guān)，更合理地體現(xiàn)了底昨的過(guò)渡作用；（2）中國(guó)規(guī)范固定了試樣的顆粒范圍及數(shù)量，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)操作但使得結(jié)果不能反映全部道昨的性能；美國(guó)規(guī)范中道昨的性能參數(shù)多通過(guò)試樣的顆粒級(jí)配百分率計(jì)權(quán)求得，結(jié)果能全面反映道昨性能且適應(yīng)于任何粒徑的道昨；（3）中國(guó)規(guī)范缺少試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差的內(nèi)容；美國(guó)規(guī)范對(duì)試驗(yàn)的重復(fù)性偏差及復(fù)現(xiàn)性偏差均有詳細(xì)要求。

鐵路道昨；試驗(yàn)；中國(guó)規(guī)范；美國(guó)規(guī)范；比較

道作是用作承托鐵路軌枕的碎石,從鐵路出現(xiàn)到現(xiàn)在一直被廣泛應(yīng)用。目前,我國(guó)涉外鐵路項(xiàng)目逐漸增多,客觀要求我國(guó)鐵路的一部分試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與國(guó)際接軌?？紤]美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society for Testing Materials,簡(jiǎn)稱(chēng)ASTM)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際上有廣泛的認(rèn)可度,對(duì)中美鐵路道作的試驗(yàn)進(jìn)行了比較研究,為涉外鐵路項(xiàng)目的具體實(shí)施提供參考。

1 中美鐵路道昨試驗(yàn)概況

我國(guó)規(guī)范《鐵路碎石道作》(TB/T 2140―90)［1]對(duì)道作作如下定義,道作由開(kāi)山塊石破碎、篩選而成,根據(jù)材質(zhì)性能和參數(shù)指標(biāo)按規(guī)定分為一級(jí)道作和二級(jí)道作。規(guī)范中沒(méi)有明確道作的巖性。

美國(guó)鐵路建設(shè)與維護(hù)協(xié)會(huì)(American Railway Engineering and Maintenance of way Association,簡(jiǎn)稱(chēng)AREMA)的鐵路工程手冊(cè)(Manual for Railway Engineering)［2]是指導(dǎo)美國(guó)鐵路建設(shè)的準(zhǔn)則。手冊(cè)中明確指出,用作道作的為花崗巖、暗色巖(指暗色細(xì)膩的非花崗巖類(lèi)淺層巖或火山噴出巖)、石英巖、石灰?guī)r、白云石灰?guī)r及廢渣,但沒(méi)有對(duì)道作進(jìn)行分級(jí)。道作的材質(zhì)性能和參數(shù)指標(biāo)依所選道作的巖性不同而異。

1.1 中國(guó)鐵路道昨試驗(yàn)

道作分底作、面作。中國(guó)面作規(guī)范《鐵路碎石道作》(TB/T 2140―90)中規(guī)定,道作除滿足顆粒級(jí)配要求之外,還應(yīng)根據(jù)不同級(jí)別滿足7項(xiàng)性能中16個(gè)參數(shù)指標(biāo)的要求,見(jiàn)表1。

對(duì)于底作,《鐵路碎石道床底作》［3](TB/T 2897―1998)中規(guī)定,道作除滿足顆粒級(jí)配要求之外,還應(yīng)滿足4項(xiàng)性能中6個(gè)參數(shù)指標(biāo)的要求,見(jiàn)表2。以上參數(shù)應(yīng)分別根據(jù)鐵路道作試驗(yàn)規(guī)范(TB/T2328.1～18―92)通過(guò)試驗(yàn)確定。

表1 中國(guó)面昨物理參數(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)規(guī)范

表2 中國(guó)底昨物理參數(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)規(guī)范

1.2 美國(guó)鐵路道昨試驗(yàn)

美國(guó)AREMA鐵路工程手冊(cè)中規(guī)定,面作除滿足顆粒級(jí)配要求之外還應(yīng)根據(jù)道作巖性滿足5項(xiàng)性能中7個(gè)參數(shù)指標(biāo)的要求,見(jiàn)表3,底作應(yīng)滿足5項(xiàng)性能中8個(gè)參數(shù)指標(biāo)的要求,見(jiàn)表4。以上參數(shù)應(yīng)根據(jù)ASTM試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)試驗(yàn)確定。

通過(guò)比較可以看出:對(duì)于面作,兩國(guó)規(guī)范均包含洛杉磯磨耗率、硫酸鈉溶液浸泡損失率、密度、針片狀指數(shù)、黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率、粉末含量的質(zhì)量百分率等參數(shù)試驗(yàn),我國(guó)規(guī)范特有的為標(biāo)準(zhǔn)集料沖擊韌度、石料耐磨硬度系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)集料壓碎率、道作集料壓碎率、滲透系數(shù)、石粉試模件抗壓強(qiáng)度、石粉液限、石粉塑限、飽水單軸抗壓強(qiáng)度等參數(shù)試驗(yàn),美國(guó)規(guī)范中特有的為吸水率參數(shù)試驗(yàn)；對(duì)于底作,兩國(guó)規(guī)范均包含洛杉磯磨耗率,硫酸鈉溶液浸泡損失率,石粉液限、塑限等參數(shù)試驗(yàn),我國(guó)規(guī)范特有的為粒徑大于16 mm顆粒中帶有破碎面顆粒所占質(zhì)量百分比、黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率等參數(shù)試驗(yàn),美國(guó)規(guī)范中特有的為滲透系數(shù)、粒徑0.075 mm以下的粉末含量的質(zhì)量百分率、相對(duì)密度、最大干密度,最優(yōu)含水量等參數(shù)試驗(yàn)。

表3 美國(guó)面昨物理參數(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)規(guī)范

表4 美國(guó)底昨物理參數(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)規(guī)范

2 中美鐵路道昨的篩分試驗(yàn)比較

2.1 面昨篩分試驗(yàn)比較

中國(guó)鐵路面作應(yīng)根據(jù)《鐵路碎石道作粒徑級(jí)配試驗(yàn)方法》［4](TB/T 2328.15―92)進(jìn)行試驗(yàn),道作級(jí)配應(yīng)符合《鐵路碎石道作》(TB/T 2140―90)要求,見(jiàn)表5?！惰F路碎石道作粒徑級(jí)配試驗(yàn)方法》(TB/T 2328.15―92)規(guī)范中,方孔篩孔邊長(zhǎng)分別為16、25、35.5、45、56 mm和63 mm,試樣質(zhì)量取100 kg,準(zhǔn)確至50 g,準(zhǔn)確度為0.05%。規(guī)范中提到取2份試樣備用,但沒(méi)有平行試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理及精度要求。

表5 《鐵路碎石道昨》（TB/T 2140―90)面昨顆粒級(jí)配

美國(guó)AREMA鐵路工程手冊(cè)的面作有7種顆粒級(jí)配形式,見(jiàn)表6,面作的顆粒級(jí)配應(yīng)根據(jù)ASTM C136［5]試驗(yàn)確定。根據(jù)ASTM C136,方孔篩孔邊長(zhǎng)分別為2.36、4.75、9.5、12.5、19、25、37.5、50、63 mm和75 mm,試樣質(zhì)量及準(zhǔn)確度見(jiàn)表7。規(guī)范對(duì)試驗(yàn)的重復(fù)性偏差及復(fù)現(xiàn)性偏差有詳細(xì)要求,限于篇幅,本文不再敘述。

表6 AREMA鐵路工程手冊(cè)面昨顆粒級(jí)配

表7 美國(guó)鐵路面昨篩分試樣質(zhì)量取值及準(zhǔn)確度

根據(jù)比較可以看出,兩國(guó)篩孔尺寸不一致,在涉外鐵路項(xiàng)目中,需要當(dāng)?shù)氐谌皆囼?yàn)室驗(yàn)證道作顆粒級(jí)配時(shí),可能會(huì)因?yàn)樵囼?yàn)標(biāo)準(zhǔn)及儀器設(shè)備的不一致,阻礙項(xiàng)目的順利進(jìn)行,所以這一問(wèn)題要格外引起注意。另外,我國(guó)規(guī)范在試樣的質(zhì)量取值上比美國(guó)規(guī)范大,準(zhǔn)確度也較高,但是由于沒(méi)有平行試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理及精度要求,給試驗(yàn)人員在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的判斷上帶來(lái)一些麻煩。

2.2 底昨篩分試驗(yàn)比較

中國(guó)《鐵路碎石道床底作》(TB/T 2897―1998)中規(guī)定,底作級(jí)配應(yīng)根據(jù)《鐵路碎石道作粒徑級(jí)配試驗(yàn)方法》(TB/T 2328.15―92)進(jìn)行試驗(yàn),篩分結(jié)果符合表8要求。但是《鐵路碎石道作粒徑級(jí)配試驗(yàn)方法》(TB/T 2328.15―92)中并沒(méi)有明確給出篩分底作的方孔篩孔邊長(zhǎng),也沒(méi)有說(shuō)明試樣質(zhì)量及準(zhǔn)確度。

表8 《鐵路碎石道床底昨》（TB/T 2897―1998)道昨顆粒級(jí)配

美國(guó)AREMA鐵路工程手冊(cè)中,底作沒(méi)有固定的級(jí)配范圍,而是認(rèn)為底作的顆粒級(jí)配與面作及路基填料的顆粒級(jí)配有關(guān),手冊(cè)僅給出了根據(jù)以上兩者級(jí)配求解底作顆粒級(jí)配范圍的方法。底作級(jí)配應(yīng)根據(jù)ASTM D422［6]進(jìn)行試驗(yàn),規(guī)范中方孔篩孔邊長(zhǎng)為0.075、0.106、0.25、0.425、0.85、2、4.75、9.5、19.0、25、37.5、50、75 mm,篩分用試樣質(zhì)量根據(jù)公稱(chēng)最大粒徑取值,大于2 mm部分的試樣稱(chēng)量質(zhì)量準(zhǔn)確至0.1%,小于2 mm部分的試樣稱(chēng)量質(zhì)量準(zhǔn)確至0.01 g。需要注意的是,該規(guī)范還用來(lái)分析土的顆粒級(jí)配。

根據(jù)比較可以看出,兩國(guó)對(duì)于底作看法不一樣,我國(guó)規(guī)范將底作視為單一級(jí)配,而美國(guó)規(guī)范規(guī)定底作的級(jí)配與路基填料和面作級(jí)配相關(guān)。由于底作在整個(gè)道床結(jié)構(gòu)中起一個(gè)承上啟下的作用,可見(jiàn)美國(guó)規(guī)范更合理的體現(xiàn)了底作的過(guò)渡作用。但由于我國(guó)底作的級(jí)配單一,極大方便了道作的施工選材。另外,我國(guó)規(guī)范沒(méi)有明確給出篩分底作的方孔篩孔邊長(zhǎng)及試樣的質(zhì)量和準(zhǔn)確度,不能給篩分試驗(yàn)明確的指導(dǎo),而美國(guó)規(guī)范對(duì)于底作的篩分試驗(yàn)指導(dǎo)性明確而詳細(xì)。

3 中美鐵路道昨的物理性能試驗(yàn)比較

中美道作規(guī)范中,有些物理性能指標(biāo)是共有的,比如洛杉磯磨耗率、硫酸鈉溶液浸泡損失率、針片狀指數(shù)、黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率、粉末含量的質(zhì)量百分率等。但也有些指標(biāo)是各自規(guī)范所特有的,比如我國(guó)規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)集料沖擊韌度、石料耐磨硬度系數(shù)等,美國(guó)規(guī)范中的吸水率參數(shù)等。下面對(duì)兩國(guó)規(guī)范中共有的物理性能試驗(yàn)展開(kāi)比較。

3.1 抗磨耗、抗沖擊性能試驗(yàn)比較

對(duì)于道作的抗磨耗、抗沖擊性能,中國(guó)道作規(guī)范是通過(guò)洛杉磯磨耗率、標(biāo)準(zhǔn)集料沖擊韌度和石料耐磨硬度系數(shù)等3個(gè)指標(biāo)試驗(yàn)來(lái)衡量道作等級(jí),美國(guó)道作規(guī)范僅需要考慮洛杉磯磨耗率試驗(yàn)。

中國(guó)道作洛杉磯磨耗率試驗(yàn)［7]中,洛杉磯磨耗機(jī)的轉(zhuǎn)速為31～33r/min,機(jī)內(nèi)填料由直徑為46.0～47.6 mm,質(zhì)量為390～445 g的鋼球組成,球數(shù)、球總質(zhì)量及轉(zhuǎn)數(shù)見(jiàn)表9。試樣需按表9制備3份,試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)后,篩除1.7 mm以下顆粒,求得洛杉磯磨耗率。試驗(yàn)重復(fù)性偏差為2%,3次磨耗率中的任何兩次之差不大于該值時(shí),取3次磨耗率的平均值作為該道作的洛杉磯磨耗率。

表9 中美道昨洛杉磯磨耗率試驗(yàn)比較

美國(guó)的道作洛杉磯磨耗率試驗(yàn)執(zhí)行兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),分別是ASTM C535［8]和ASTM C131［9],其中ASTM C535適用于粒徑大于19 mm的道作,ASTM C131適用于粒徑小于37.5 mm的道作。洛杉磯磨耗機(jī)的轉(zhuǎn)速為30～33 r/min,機(jī)內(nèi)填料由直徑約為46.8 mm,質(zhì)量為390～ 445 g的鋼球組成,球數(shù)、球總質(zhì)量及轉(zhuǎn)數(shù)見(jiàn)表9。美國(guó)面作有7種顆粒級(jí)配形式,各級(jí)配試樣按表9制備,試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)后,篩除1.7 mm以下顆粒,求得洛杉磯磨耗率。兩次試驗(yàn)重復(fù)性偏差為5.7%,復(fù)現(xiàn)性偏差為12.7%,規(guī)范中沒(méi)有試驗(yàn)次數(shù)的要求。

比較兩國(guó)規(guī)范可以看出,中國(guó)面作洛杉磯磨耗試驗(yàn)參數(shù)與美國(guó)ASTM C535中的3接近,底作洛杉磯磨耗試驗(yàn)參數(shù)與美國(guó)ASTM C131中的B接近。中國(guó)面作洛杉磯磨耗試驗(yàn)試樣粒徑為20～40 mm,過(guò)篩質(zhì)量百分率最大范圍為2.2%～56.6%,占全粒徑總質(zhì)量54.4%,有45.6%的道作洛杉磯磨耗率得不到反映,且大于40 mm粒徑的占43.4%。中國(guó)底作洛杉磯磨耗試驗(yàn)試樣粒徑為10～20 mm,過(guò)篩質(zhì)量百分率最大范圍為49.5%～95.0%,占全粒徑總質(zhì)量45.5%,有 54.5%的道作洛杉磯磨耗率得不到反映。而美國(guó)道作各顆粒級(jí)配洛杉磯磨耗試驗(yàn)均能較全面反映全粒徑的抗磨耗、耐沖擊性能。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理上,我國(guó)規(guī)范要求取3次試驗(yàn)平均值,美國(guó)規(guī)范沒(méi)有要求。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差上,我國(guó)規(guī)范對(duì)于重復(fù)性偏差的要求較美國(guó)規(guī)范嚴(yán)格,但沒(méi)有復(fù)現(xiàn)性偏差的要求。

3.2 抗大氣腐蝕破壞試驗(yàn)比較

對(duì)于道作的抗大氣腐蝕破壞性能,中美兩國(guó)規(guī)范均通過(guò)硫酸鈉溶液浸泡損失率試驗(yàn)確定。

中國(guó)的道作硫酸鈉溶液浸泡損失率試驗(yàn)［10]中,將按表10制備的試樣在飽和硫酸鈉溶液中循環(huán)浸泡5次,每次浸泡20 h,烘干4 h,試驗(yàn)后,篩除16 mm以下顆粒,求得硫酸鈉溶液浸泡損失率。

美國(guó)的道作硫酸鈉溶液浸泡損失率試驗(yàn)［11]中,將按表10制備的試樣在飽和硫酸鈉溶液中循環(huán)浸泡5次,每次浸泡16～18 h,烘干至恒重,試驗(yàn)后,根據(jù)表10選取篩孔邊長(zhǎng),篩除該篩孔以下顆粒,根據(jù)道作的顆粒級(jí)配百分率,求得計(jì)權(quán)硫酸鈉溶液浸泡損失率。兩次試驗(yàn)重復(fù)性偏差為68%,復(fù)現(xiàn)性偏差為116%。

表10 中美道昨硫酸鈉溶液浸泡損失率試驗(yàn)比較

比較兩國(guó)規(guī)范可以看出,兩國(guó)道作在試樣的制備上不同,我國(guó)規(guī)范是取道作粒徑在20～40 mm部分,與洛杉磯磨耗率試驗(yàn)一樣,有45.6%的道作硫酸鈉溶液浸泡損失率得不到反映,且大于40 mm粒徑的占43.4%,美國(guó)規(guī)范是根據(jù)道作的實(shí)際篩分結(jié)果按照表10制備試樣的,且結(jié)果是根據(jù)道作的顆粒級(jí)配百分率計(jì)權(quán)求得硫酸鈉溶液浸泡損失率,能全面反映道作抗大氣腐蝕破壞性能。對(duì)于試驗(yàn)時(shí)間,兩國(guó)均循環(huán)5次,我國(guó)浸泡時(shí)間比美國(guó)長(zhǎng),但烘干時(shí)間比美國(guó)短。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差上,我國(guó)規(guī)范中沒(méi)有重復(fù)性偏差和復(fù)現(xiàn)性偏差的要求,而美國(guó)規(guī)范中有。

3.3 道昨顆粒形狀及清潔度指標(biāo)試驗(yàn)比較

對(duì)于道作顆粒形狀,兩國(guó)規(guī)范對(duì)于尺寸的比例看法是一致的,即顆粒最大長(zhǎng)度(或?qū)挾?方向與最小厚度(或直徑)方向的尺寸之比大于3倍的為針片狀顆粒,但兩國(guó)測(cè)定針片狀的試驗(yàn)裝置不同［12-13],我國(guó)的試驗(yàn)裝置是規(guī)準(zhǔn)儀,美國(guó)的試驗(yàn)裝置見(jiàn)ASTM D4791。文獻(xiàn)［14]認(rèn)為ASTM D4791中測(cè)試方法與采用游標(biāo)卡尺測(cè)量完全相同,而用規(guī)準(zhǔn)儀測(cè)定的針片狀顆粒含量要比用游標(biāo)卡尺法測(cè)定的針片狀顆粒含量少的多［15]。表明同樣試樣情況下,用美國(guó)規(guī)范測(cè)定的針片狀值要大于用中國(guó)規(guī)范得出的結(jié)果。

對(duì)于黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率試驗(yàn),我國(guó)規(guī)范［16]中試樣要制備2份,每份約87.5 kg,用手揀出或用篩子篩出黏土團(tuán)及其他雜質(zhì),若判斷困難時(shí),將可疑子樣揀出,用水浸泡1晝夜,能用手捏碎的顆粒定為黏土或雜質(zhì),稱(chēng)量清除黏土團(tuán)及其他雜質(zhì)后的道作質(zhì)量,計(jì)算黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率。美國(guó)規(guī)范［17]是根據(jù)表11制備試樣,用水浸泡一晝夜,用手捏碎軟弱顆粒,試驗(yàn)后,根據(jù)表11選取篩孔邊長(zhǎng),篩除該篩孔以下顆粒,烘干后稱(chēng)量,根據(jù)道作的顆粒級(jí)配百分率,求得計(jì)權(quán)黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率。

表11 ASTM C142黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率試驗(yàn)參數(shù)

表12 ASTM C117粒徑0.075 mm以下的粉末含量的質(zhì)量百分率試驗(yàn)參數(shù)

對(duì)于道作的粉末含量質(zhì)量百分率試驗(yàn),我國(guó)規(guī)范［18]測(cè)定0.1 mm以下的粉末含量,美國(guó)規(guī)范［19]測(cè)定0.075 mm以下粉末含量。我國(guó)規(guī)范中,試樣分4批,每批質(zhì)量約25 kg,逐批試驗(yàn)。美國(guó)規(guī)范是根據(jù)表12制備試樣,試驗(yàn)過(guò)程與我國(guó)規(guī)范相同。

通過(guò)比較兩國(guó)規(guī)范中的試樣質(zhì)量可以看出,由于面作粒徑較大,我國(guó)規(guī)范在黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率和粉末含量質(zhì)量百分率試驗(yàn)中能較全面反映面作的整體性能。對(duì)于底作,由于其粒徑較小(比如我國(guó)底作最小粒徑為0.075 mm),采用我國(guó)規(guī)范測(cè)定其黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率顯然不太合適,而美國(guó)規(guī)范中道作的性能參數(shù)通過(guò)顆粒級(jí)配百分率計(jì)權(quán)求得,表明美國(guó)規(guī)范可適用于任何粒徑的道作。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比分析可見(jiàn),中美鐵路道作規(guī)范在設(shè)計(jì)理念、編制內(nèi)容、實(shí)施細(xì)節(jié)等諸多方面存在明顯的差異?？偟膩?lái)看,美國(guó)道作試驗(yàn)規(guī)范突破了行業(yè)局限、通用性強(qiáng)、內(nèi)容具體、指導(dǎo)性強(qiáng)；我國(guó)道作試驗(yàn)規(guī)范局限于鐵路行業(yè),通用性較弱且內(nèi)容欠完整。具體體現(xiàn)在如下3方面。

(1)中美規(guī)范中均將道作分為面作和底作,但對(duì)于底作的認(rèn)識(shí)不同。我國(guó)對(duì)于底作給出了固定的顆粒級(jí)配范圍,而美國(guó)規(guī)范中底作的顆粒級(jí)配與面作及路基填料的顆粒級(jí)配有關(guān),底作作為面作與路基填料之間的過(guò)渡材料在美國(guó)規(guī)范中更合理的體現(xiàn)出來(lái)。

(2)我國(guó)道作試驗(yàn)內(nèi)容欠完整,比如:道作篩分試驗(yàn)規(guī)范中缺乏底作試驗(yàn)的詳細(xì)說(shuō)明；抗磨耗、抗沖擊性能試驗(yàn)和抗大氣腐蝕破壞試驗(yàn)針對(duì)的是固定粒徑范圍內(nèi)的道作,不能反映全部道作的性能指標(biāo)；我國(guó)規(guī)范測(cè)定道作中黏土團(tuán)及其雜質(zhì)含量質(zhì)量百分率時(shí)所需試樣每份約87.5 kg,對(duì)于粒徑較小的底作,該規(guī)范顯然不太適合。相比之下,美國(guó)規(guī)范中有關(guān)于底作篩分試驗(yàn)的詳細(xì)說(shuō)明,道作的性能參數(shù)多通過(guò)顆粒級(jí)配百分率計(jì)權(quán)求得,結(jié)果能全面反映道作性能且適應(yīng)于任何粒徑的道作。

(3)我國(guó)道作規(guī)范中對(duì)于試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差的處理不夠詳盡,僅在洛杉磯磨耗率試驗(yàn)中提到做3次平行試驗(yàn),并給出了試驗(yàn)重復(fù)性偏差；美國(guó)規(guī)范對(duì)試驗(yàn)的重復(fù)性偏差及復(fù)現(xiàn)性偏差均有詳細(xì)要求。

［1] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T 2140―90鐵路碎石道作(2005年修訂版)［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2005.

［2] 美國(guó)鐵路工程和道路維護(hù)協(xié)會(huì)(ARMEA:American Railway Engineering and Maintenance-of-way Association).美國(guó)鐵路工程手冊(cè)(Manual for Railway Engineering)［S].［美國(guó)蘭哈姆(Lanham, USA)]:Published by AREMA,2012.

［3] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2897―1998鐵路碎石道床底作［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1998.

［4] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2328.15―92鐵路碎石道作粒徑級(jí)配試驗(yàn)方法［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1992.

［5] 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).C136-06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates［S].ASTM,2006.

［6] 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).D422-63 Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils［S].ASTM,2002 Reapproved.

［7] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2328.1―92鐵路碎石道作洛杉磯磨耗率試驗(yàn)方法［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1992.

［8] 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).C535-03 Standard Test Method for Resistance to Degradation of Large-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine［S].ASTM,2003.

［9] 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).C131-03 Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine［S].ASTM,2003.

［10]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2328.10―92鐵路碎石道作硫酸鈉溶液浸泡損失率試驗(yàn)方法［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1992.

［11]美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).C88-99a Standard Test Method for Soundness of Aggregates by Use of Sodium Sulfate or Magnesium Sulfate［S].ASTM,1999.

［12]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2328.16―92鐵路碎石道作針狀指數(shù)和片狀指數(shù)試驗(yàn)方法［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1992.

［13]美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).D4791-99StandardTestMethodforFlatParticles, Elongated Particles,or Flat and Elongated Particles in Coarse Aggregate［S].ASTM,1999.

［14]中華人民共和國(guó)交通部.JTG E42―2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程［S].北京:人民交通出版社,2005.

［15]李福普,李闖民.公路工程試驗(yàn)檢測(cè)人員考試用書(shū)―――材料［M].人民交通出版社,2010.

［16]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2328.17―92鐵路碎石道作黏土團(tuán)及其他雜質(zhì)含量試驗(yàn)方法［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1992.

［17]美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).C142-97 Standard Test Method for Clay Lumps and Friable Particles in Aggregates［S].ASTM,1997.

［18]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T2328.18―92鐵路碎石道作粒徑0.1 mm以下粉末含量試驗(yàn)方法［S].北京:中國(guó)鐵道出版社,1992.

［19]美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM:American Society for Testing and Materials).C117-03 Standard Test Method for Materials Finer than 75 μm(No.200)Sieve in Mineral Aggregates by Washing［S]. ASTM,2003.

ComParative Study on Railway Ballast Test Standard between China and America

WANG Shu-peng
(Shijiazhuang Institute of Railway Technology,Shijiazhuang 050041,China)

In both the Chinese and American standard codes,railway ballast is classified into up-ballast and sub-ballast.According to Chinese standard code,seven performances including 16 physical parameters should be tested for up-ballast；and four performances including six physical parameters should be tested for sub-ballast.According to American standard code,five performances including seven physical parameters should be tested for up-ballast；and five performances including eight physical parameters should be tested for sub-ballast.By comparison between the railway ballast test standard codes of the two countries,the following conclusions can be drawn:(1)There is constant grain composition range of sub-ballast in Chinese standard code,and this makes it convenient for constructors to select material；in American standard code,the grain composition of sub-ballast is related to the grain composition of the up-ballast and the subgrade filling material,and this can more reasonably reflect the transition function of sub-ballast.(2)The grain range and quantity of test sample is constant in Chinese standard code,therefore the test operation is simplified but the result cannot fully reflect the performance of all ballast；in American standard code,the performance parameters of ballast are generally obtained from weighted data of grain composition percentage of test sample,and the result not only can fully reflect ballast performance but also can fit to any grain size of ballast.(3)There is a shortage of the content of test data deviation in China standard code；in American standard code,there is detail stipulations on both the repetitive deviation and reproducibility deviation during ballast test.

railway ballast；test；Chinese standard code；American standard code；comparison

O383+.2；TU393.3

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.07.013

1004-2954(2014)07-0052-06

2013-09-03

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究青年基金項(xiàng)目(QN20131160)；河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目(13275414)

王書(shū)鵬(1982―),男,講師,2003年畢業(yè)于石家莊鐵道大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè),工學(xué)碩士,E-mail:shupeng2hao@163.com。