道路工程材料第一章砂石材料ppt課件

1、項目一項目一 砂石材料砂石材料1. 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)砂石材料的技術(shù)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì)內(nèi)容提要二、道路與橋涵用巖石制品二、道路與橋涵用巖石制品三、集料的技術(shù)性質(zhì)三、集料的技術(shù)性質(zhì)1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) （物理常數(shù)、吸水性、耐候性） 真實密度：在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單位體積的質(zhì)量t=ms/vs=M/Vst 石料的真實密度Ms 礦質(zhì)實體的質(zhì)量Vs 礦質(zhì)實體的體積問題Vs怎樣確定？1物理常數(shù)認識石料的組成：礦物實體+孔隙V=VS+VOVS 石料礦質(zhì)實體的體積VO 石料孔隙的體積 毛體積密度：毛體積密度：在規(guī)定條件下，烘干石料包括孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量b= M / V=M

2、/ （VS+VN+VI）b 石料的毛體積密度M 石料的質(zhì)量V 石料的總體積 問 題V怎樣來測定？ 孔隙率：孔隙率： 孔隙：分類開口孔閉口孔按與外界是否連通分按尺寸分粗大孔細小孔微細孔孔隙特征：指是否與外界連通、指尺寸 孔隙率 ：孔隙體積占石料總體積的百分率。 用n來表示n=（VO / V）100 =（V-VS）/V 100 =1-（VS /v） 100 =1-（m/t )/m/h 100 =(1- h /t) 100孔隙率是衡量材料密實程度的指標?？紫秾Σ牧闲阅艿挠绊懀嚎紫秾Σ牧系膹姸?、吸水性、抗凍性 、吸音性等均有影響。開口孔多的材料：吸音效果好。聲波 資料 反射 穿透 吸收閉口孔多的材料：

3、保溫隔熱效果好粗大孔：水不易存留、易流出細小孔：水進入以后不易流出2吸水性吸水性定義：巖石在規(guī)定條件下吸水的能力指標：吸水率、飽水率 、吸水率： 巖石吸水率是指在室內(nèi)常溫202）和大氣壓條件下，石料試件最大的吸水質(zhì)量占烘干石料試件質(zhì)量的百分率。Wa=(m1-m) m、 飽和吸水率： 在室內(nèi)常溫和真空抽氣后的條件下，石料最大吸水的質(zhì)量占烘干石料試件質(zhì)量的百分率區(qū)別：飽水率是在石料抽至真空的條件下測定的，此時水幾乎充滿開口孔隙的全部體積。飽水率吸水率影響吸水性的因素：a、孔隙特征、孔隙率 b、巖石的酸堿性 c、礦物成分組織構(gòu)造3抗凍性定義：石料在吸水飽和的狀態(tài)下，抵抗多次凍結(jié)和融化作用而不發(fā)生顯著

4、破壞，同時也不嚴重降低強度的性質(zhì)指標： 抗凍標號 直接凍融法抗凍標號越大 抗凍性越好根據(jù)石料能抵抗的凍融循環(huán)次數(shù)，將石料分為5、10、15、25、50等等級?？箖鰳颂枺焊鶕?jù)所能經(jīng)受得凍融循環(huán)次數(shù)分堅固性快速方法2、力學性質(zhì)1單軸抗壓強度：（無側(cè)限抗壓強度）定義：規(guī)定的試件在達到極限破壞時，單位面積上所承 受的壓力用于評定巖石強度、劃分石料等級定義：巖石抵抗撞擊、邊緣剪切和摩擦等聯(lián)合作用的性能定義：巖石抵抗撞擊、邊緣剪切和摩擦等聯(lián)合作用的性能試驗方法：試驗方法：洛杉磯式洛杉磯式 （擱板式）（擱板式） 狄法爾式雙筒式）狄法爾式雙筒式）2磨耗性磨耗性3、化學性質(zhì)：（理解）、化學性質(zhì)：（理解）酸性石料

5、酸性石料 中性石料中性石料堿性石料堿性石料 SiO2 6552SiO265SiO2 52補充內(nèi)容：補充內(nèi)容：公路工程建筑用天然石料分為： 巖漿巖類 石灰?guī)r類 砂巖和片巖 礫石二二 、道路和橋梁用巖石制品、道路和橋梁用巖石制品道路路面建筑用巖石制品： 包括直接鋪砌路面面層用的整齊塊石、半整齊塊石和不整齊塊石三類；用作路面基層用的錐形塊石、片石等。各種巖石制品的技術(shù)要求和規(guī)格簡要分述如下：1.高級鋪砌用整齊塊石2.路面鋪砌用半整齊塊石3.鋪砌用不整齊塊石4.錐形塊石橋梁建筑所用巖石主要制品：片石、塊石、方塊石、粗料石、鑲面石等。1片石2塊石3方塊石4粗料石5細料石6鑲面石三、集料的技術(shù)性質(zhì)粗集料的

6、技術(shù)性質(zhì)粗集料的技術(shù)性質(zhì)細集料的粗技術(shù)性質(zhì)細集料的粗技術(shù)性質(zhì)力學性質(zhì)力學性質(zhì)粗集料的技術(shù)性質(zhì)粗集料的技術(shù)性質(zhì)1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)1物理常數(shù)物理常數(shù) 表觀密度表觀密度定義：在規(guī)定條件下單位表觀體積的質(zhì)量。定義：在規(guī)定條件下單位表觀體積的質(zhì)量。表達式：表達式：測定方法測定方法nssavvm毛體積密度毛體積密度定義：粗集料單位毛體積的質(zhì)量定義：粗集料單位毛體積的質(zhì)量表達式：inssbvvvm測定方法 堆積密度堆積密度定義：單位體積物質(zhì)顆粒的質(zhì)量。定義：單位體積物質(zhì)顆粒的質(zhì)量。 補充定義補充定義表達式：vinssvvvvm測定方法：自然堆積密度、振實密度、搗實密度、 空隙率：空隙率：注意：和孔隙率進

7、行區(qū)分。注意：和孔隙率進行區(qū)分。定義：定義：表達式：表達式：空隙率是用來衡量集料堆積緊密程度的空隙率是用來衡量集料堆積緊密程度的100)1(an為了節(jié)約水泥：選粗砂。為了節(jié)約水泥：選粗砂。2級配級配級配：級配：粗集料中各組成顆粒的分級和搭配。粗集料中各組成顆粒的分級和搭配。級配的目的：級配的目的：為節(jié)約水泥和提高強度為節(jié)約水泥和提高強度評價方法：篩分試驗（評價方法：篩分試驗（ 見細集料）見細集料）3堅固性堅固性2、力學性質(zhì)、力學性質(zhì) 壓碎值壓碎值 按規(guī)定的方法測得巖石抵抗壓碎的能力也是集料強度的按規(guī)定的方法測得巖石抵抗壓碎的能力也是集料強度的相對指標，用來鑒定集料品質(zhì)。相對指標，用來鑒定集料品

8、質(zhì)。計算式 : 10001mmQa磨光值磨光值 反映巖石抵抗輪胎磨光作用能力的指標，它是采用加速反映巖石抵抗輪胎磨光作用能力的指標，它是采用加速磨光機磨光巖石，并用擺式摩擦系數(shù)測定儀測得的磨光后磨光機磨光巖石，并用擺式摩擦系數(shù)測定儀測得的磨光后集料的摩擦系數(shù)。用高磨光值的巖石來鋪筑道路路面表層集料的摩擦系數(shù)。用高磨光值的巖石來鋪筑道路路面表層，可以提高路表抗滑能力，保障車輛安全行駛。，可以提高路表抗滑能力，保障車輛安全行駛。 沖擊值沖擊值反映巖石抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的能力反映巖石抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的能力試驗方法簡介試驗方法簡介1001mmAIV 磨耗值磨耗值 石料抵抗撞擊、剪

9、切和摩擦等綜合作用的性能。按我國石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等綜合作用的性能。按我國現(xiàn)行試驗規(guī)程規(guī)定，石料的磨耗試驗采用洛杉磯式磨耗試現(xiàn)行試驗規(guī)程規(guī)定，石料的磨耗試驗采用洛杉磯式磨耗試驗進行測定。驗進行測定。（二細集料的技術(shù)性質(zhì)（二細集料的技術(shù)性質(zhì)1、分類、分類按粒徑：按粒徑：按來源按來源: 天然砂：天然巖石風化而成天然砂：天然巖石風化而成（河砂、海砂、山砂、湖砂）（河砂、海砂、山砂、湖砂）人工砂：天然巖石軋碎而成人工砂：天然巖石軋碎而成1、物理常數(shù)同粗集料）2、級配：定義：集料各級粒徑顆粒的分配情況試驗方法：篩分試驗儀器：套篩 、振篩機u儀器標準篩搖振) 篩機4.75mm0.60mm0.30mm

10、0.15mm1.18mm2.36mmm1m2m4m3m5m6分計篩余(a%)a1=a2=a3=a4=a5=a6=m1/mm2/mm3/mm4/mm6/mm5/m篩分試驗 設(shè)總質(zhì)量為m累計篩余(A%)A1=A2=A3=A4=A5=A6=a1a 1+a2a 1+a2+a3a1+a4a1+a5a1+a6 分計篩余：某號篩的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分率 累計篩余；該號篩加上大于該號篩的各號篩的分計篩余百分率之和 通過百分率：表示粒徑小于某號篩的質(zhì)量百分率PI=100 AI 例題：各篩剩余砂子適量是：（篩孔從大到小30 60 70 140 120 70 10 （g)求：分計篩余和累計篩余3、粗度、粗度:衡

11、量總體砂的粗細程度衡量總體砂的粗細程度細度模數(shù)：MX=（ A0.15+ A0.3+ A0.6+ A1.18+ A2.36)-5 A4.75 (100- A4.75)指標：細度模數(shù)MX 3.73.1 粗砂 3.02.3 中砂 2.21.6 細砂例題：1-12. 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料顆粒級配應(yīng)滿足的基本要求：1、最小空隙率：即使不同粒徑的各級礦質(zhì)集料按一定的比例搭配后，應(yīng)有最大密實度。2、最大磨擦力：各級礦質(zhì)集料在進行比例搭配時，應(yīng)使各級集料排列緊密，形成一個多級空間骨架結(jié)構(gòu)，且具有最大的摩擦力。礦質(zhì)混合料組成設(shè)計內(nèi)容：級配理論和級配范圍的確定 基本組成的設(shè)計方法一、

12、礦質(zhì)混合料的級配理論（一級配類型1、連續(xù)級配 是采用標準篩對某一混合料進行篩分試驗，所得級配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。2、間斷級配 是在礦質(zhì)混合料中剔徐其中一個分級或幾個分級而形成的不連續(xù)的混合料。 圖1-3圖1-3 連續(xù)級配和間斷級配曲線比較（二級配理論1、富勒理論 最大密度曲線理論 最大密度曲線是通過試驗提出的一種理想曲線該理論認為“礦質(zhì)混合料的顆粒級配曲線愈接近拋物線，則其密度愈大”。Ddpkdp1002圖1-4 富勒理想級配曲線a常數(shù)坐標； b半對數(shù)坐標2、泰波理論 通常取 n=0.30.6 nDdp100泰波級配曲線范圍圖二、級配曲線范圍的繪制二、級配曲線范圍的繪制 采用半對數(shù)坐標即

13、橫坐標用對數(shù)坐標采用半對數(shù)坐標即橫坐標用對數(shù)坐標建立對數(shù)坐標的方法：建立對數(shù)坐標的方法：1、先求出各顆粒粒徑的對數(shù)、先求出各顆粒粒徑的對數(shù)2、求出各顆粒粒徑間的對數(shù)間距、求出各顆粒粒徑間的對數(shù)間距 ，并計算出各顆粒對數(shù)間距的總和，并計算出各顆粒對數(shù)間距的總和3、求出間距系數(shù)、求出間距系數(shù)K4、選定橫坐標長度，各顆粒間距、選定橫坐標長度，各顆粒間距idlog1loglogiidd1loglogiidd11lglglglgiiiiddddK5、計算出各顆粒粒徑在橫坐標上的位置6、確定橫坐標，以Pi為縱橫坐標，即為對數(shù)坐標7、建立好坐標后，畫級配范圍KLLi圖1-7 級配范圍曲線三、礦質(zhì)混合料的組成

14、設(shè)計方法三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法已知條件：已知條件：各種集料的篩分結(jié)果各種集料的篩分結(jié)果 按規(guī)范要求的級配范圍即標準級配按規(guī)范要求的級配范圍即標準級配（一試算法（一試算法 基本原理：基本原理： 試算法適用于試算法適用于2-3種礦料組成的混合料，是最種礦料組成的混合料，是最簡單的一種方法。試算法的基本原理是，設(shè)有簡單的一種方法。試算法的基本原理是，設(shè)有幾種礦質(zhì)集料，欲配制某一種一定級配要求的幾種礦質(zhì)集料，欲配制某一種一定級配要求的混合料。在決定各組成集料在混合料中的比例混合料。在決定各組成集料在混合料中的比例時，先假定混合料中某種粒徑的顆粒是由某一時，先假定混合料中某種粒徑的顆粒是由某一種對

15、該粒徑占優(yōu)勢的集料所組成，而其他各種種對該粒徑占優(yōu)勢的集料所組成，而其他各種集料不含這種粒徑。如此根據(jù)各個主要粒徑去集料不含這種粒徑。如此根據(jù)各個主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比例。如果比試算各種集料在混合料中的大致比例。如果比例不合適，則稍加調(diào)整，這樣逐步漸進，最終例不合適，則稍加調(diào)整，這樣逐步漸進，最終達到符合混合料級配要求的各集料配合比例。達到符合混合料級配要求的各集料配合比例。1) 設(shè)A、B、C三種集料在混合料M中的用量比例為X、Y、Z，那么X + Y +Z = 100 2) 又設(shè)混合料M中某一級粒徑i要求的含量為aM(i)，A、B、C三種集料在該粒徑的含量為aA(i) 、aB

16、(i) 、 aC(i) 。那么aA(i) X + aB(i) Y + aC(i) Z = aM(i)2、計算步驟、計算步驟 由假設(shè)由假設(shè)1），混合料），混合料M中某一級粒徑中某一級粒徑i主要由主要由A集料所提供，而忽略其它集料在此粒集料所提供，而忽略其它集料在此粒徑的含量，由此可計算出徑的含量，由此可計算出A料在混合料中的用料在混合料中的用量比例。量比例。 由假設(shè)由假設(shè)2），混合料），混合料M中某一級粒徑中某一級粒徑j(luò)主要由主要由C集料占優(yōu)勢，同理可計算出集料占優(yōu)勢，同理可計算出C料在混料在混合料中的用量比例。合料中的用量比例。 由下式可計算出由下式可計算出B料在混合料中的用量比例料在混合料中的用量比例。