集料加速磨光机的“吹砂”过程研讨

　　在高速公路的弯道、机场跑道的接地带，雨天能否“刹得住”取决于沥青表面一层毫米级的微观构造。这层构造的耐久性，用实验室里一台看似不起眼的集料加速磨光机来预测。其中最关键的环节，是飞轮甩出的“吹砂”过程——它用3 h模拟车轮5年的碾压与磨蚀，把抗滑值从0.9拖到0.3的拐点提前暴露在工程师眼前。本文拆解这场“砂雨”背后的物理与标准，告诉你一粒0.6 mm的石英砂如何成为路面安全的“计时器”。

　　1.飞轮里的“喷砂枪”

　　磨光机的核心是一个铸铁飞轮，外圈嵌着待测集料试件。飞轮上方固定着两只喷嘴，与试件表面呈45°。试验开始后，飞轮以一定转速旋转，同时0.6-0.9 mm级配的石英砂以一定的流量被0.25 MPa的压缩空气吹向试件。相当于每秒钟有450粒砂以25 m/s的速度撞击集料，形成高频率的“微切削+冲击疲劳”耦合作用，比真实轮胎接触压强高8倍，因此能在3 h内完成20万次等效磨耗。

　　2.砂粒的“三级破碎”与自锐效应

　　砂粒并非一次性消耗品。高速撞击后，它们会在0.1 ms内破碎成0.2-0.4 mm的二次颗粒，棱角重新暴露，形成“自锐”效应；当粒径＜0.15 mm时，被真空抽吸排出，防止粉尘垫层降低磨蚀效率。实验数据显示，每克砂在机内平均循环14次后才被排出，总撞击能量可达0.8 J，相当于把路面集料提前“抛光”了5年。

　　3.水膜的冷却与润滑双重角色

　　标准EN 1097-8要求吹砂同时以5 mL/min水量喷淋，形成0.1 mm水膜。水膜带走70%的摩擦热，防止集料因120℃瞬时温升发生相变；同时充当“润滑-腐蚀”介质，加速微裂纹扩展，使磨光速率提高1.4倍，更接近潮湿路面真实情况。

　　4.从BPN到PSV：一粒砂决定的设计系数

　　3 h后，用摆式仪测得抛光后的BPN抗滑值，与BPN初始值一起代入公式

　　PSV=(BPN抗滑值−BPN初始值)×100/7.5+50

　　得到的抛光石料值PSV若≥55，表明该集料可用于高速公路表面层；PSV＜45则只能用于基层。一条设计寿命15年的沥青路面，因PSV提高5个单位，可减少40%的雨天事故，相当于每公里节省120万元社会成本。

　　5.质量控制的三把尺子

　　砂源：须选用99%SiO₂的石英砂，莫氏硬度7，含泥量＜0.2%，每50 t做一次粒形圆度检测；

　　喷嘴：内径磨损＞0.1 mm即报废，否则砂速下降15%，PSV结果偏高3个单位；

　　真空负压：保持在5 kPa，偏差±0.2 kPa，否则粉尘滞留会导致BPN抗滑值虚高2点。

上一篇：没有了
下一篇：电动贯入阻力仪的贯入测试基本原理解析

产品分类