道路工程材料第一章砂石材料課件

項目一砂石材料1.砂石材料的技術(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三、集料的技術(shù)性質(zhì)1、物理性質(zhì)

（物理常數(shù)、吸水性、耐候性）⑴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ρt=ms/vs=M/Vsρt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⑶孔隙率：①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②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/ρt)/m/ρh]×100=(1-ρh/ρt)×100孔隙率是衡量材料密實程度的指標(biāo)。③孔隙對材料性能的影響：孔隙對材料的強度、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。聲波材料反射穿透吸收閉口孔多的材料：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、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)生顯著破壞，同時也不嚴重降低強度的性質(zhì)指標(biāo)：抗凍標(biāo)號

直接凍融法抗凍標(biāo)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。抗凍標(biāo)號：根據(jù)所能經(jīng)受得凍融循環(huán)次數(shù)分堅固性快速方法3、化學(xué)性質(zhì)：（了解）酸性石料中性石料堿性石料

SiO2＞65﹪52﹪≤SiO2≤65﹪SiO2＜52﹪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、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.錐形塊石三、集料的技術(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)力學(xué)性質(zhì)㈠粗集料的技術(shù)性質(zhì)1、物理性質(zhì)1）物理常數(shù)⑴表觀密度定義：在規(guī)定條件下單位表觀體積的質(zhì)量。表達式：測定方法⑵毛體積密度定義：粗集料單位毛體積的質(zhì)量表達式：測定方法⑷空隙率：注意：和孔隙率進行區(qū)分。定義：表達式：空隙率是用來衡量集料堆積緊密程度的為了節(jié)約水泥：選粗砂。2）級配級配：粗集料中各組成顆粒的分級和搭配。級配的目的：為節(jié)約水泥和提高強度評價方法：篩分試驗（見細集料）3）堅固性⑶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試驗方法簡介⑷磨耗值

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驗進行測定。（二）細集料的技術(shù)性質(zhì)1、分類按粒徑：按來源:天然砂：天然巖石風(fēng)化而成（河砂、海砂、山砂、湖砂）人工砂：天然巖石軋碎而成搖（振)篩機4.75mm0.60mm0.30mm0.15mm1.18mm2.36mmm1m2m4m3m5m6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=a1a1+a2a1+a2+a3a1+…+a4a1+…+a5a1+…+a6⑴

分計篩余：某號篩的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分率⑵

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⑶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）3060701401207010（g)求：分計篩余和累計篩余3、粗度: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)-5A4.75]／(100-A4.75)指標(biāo)：細度模數(shù)MX3.7~3.1粗砂3.0~2.3中砂2.2~1.6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：⑴級配理論和級配范圍的確定⑵基本組成的設(shè)計方法一、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(biāo)準(zhǔn)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”。圖1-4富勒理想級配曲線a）常數(shù)坐標(biāo)；b）半對數(shù)坐標(biāo)2、泰波理論

通常取n=0.3—0.6

泰波級配曲線范圍圖二、級配曲線范圍的繪制采用半對數(shù)坐標(biāo)即橫坐標(biāo)用對數(shù)坐標(biāo)建立對數(shù)坐標(biāo)的方法：1、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，并計算出各顆粒對數(shù)間距的總和3、求出間距系數(shù)K4、選定橫坐標(biāo)長度，各顆粒間距5、計算出各顆粒粒徑在橫坐標(biāo)上的位置6、確定橫坐標(biāo)，以Pi為縱橫坐標(biāo)，即為對數(shù)坐標(biāo)7、建立好坐標(biāo)后，畫級配范圍圖1-7級配范圍曲線三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法已知條件：①各種集料的篩分結(jié)果②按規(guī)范要求的級配范圍即標(biāo)準(zhǔn)級配（一）試算法基本原理：試算法適用于2-3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時，先假定混合料中某種粒徑的顆粒是由某一種對該粒徑占優(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，則X+Y+Z=1002)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(i)、aC(i)。則aA(i)X+aB(i)Y+aC(i)Z=aM(i)2、計算步驟⑴由假設(shè)（1），混合料M中某一級粒徑（i）主要由A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A料在混合料中的用量比例。⑵由假設(shè)（2），混合料M中某一級粒徑（j）主要由C集料占優(yōu)勢，同理可計算出C料在混合料中的用量比例。⑶由下式可計算出B料在混合料中的用量比例。Y=100-（X+Z）⑷校核（