道路工程材料砂石材料PPT课件

1、认识石料的组成：矿物实体+孔隙V=VS+VOVS 石料矿质实体的体积VO 石料孔隙的体积1第1页/共45页 毛体积密度：毛体积密度：在规定条件下，烘干石料包括孔隙在内的单位体积的质量b= M / V=M / （VS+VN+VI）b 石料的毛体积密度M 石料的质量V 石料的总体积 问 题V怎样来测定？ 2第2页/共45页 孔隙率：孔隙率： 孔隙：分类开口孔闭口孔按与外界是否连通分按尺寸分粗大孔细小孔微细孔孔隙特征：指是否与外界连通、指尺寸 3第3页/共45页孔隙率 ：孔隙体积占石料总体积的百分率。 用n来表示n=（VO / V）100 =（V-VS）/V 100 =1-（VS /v） 100 =

2、1-（m/t )/m/h 100 =(1- h /t) 100孔隙率是衡量材料密实程度的指标。孔隙对材料性能的影响：4第4页/共45页孔隙对材料的强度、吸水性、抗冻性 、吸音性等均有影响。开口孔多的材料：吸音效果好。声波 材料 反射 穿透 吸收闭口孔多的材料：保温隔热效果好粗大孔：水不易存留、易流出细小孔：水进入以后不易流出5第5页/共45页2）吸水性）吸水性定义：岩石在规定条件下吸水的能力指标：吸水率、饱水率 、吸水率： 岩石吸水率是指在室内常温（202）和大气压条件下，石料试件最大的吸水质量占烘干石料试件质量的百分率。Wa=(m1-m) m6第6页/共45页、 饱和吸水率： 在室内常温和真

3、空抽气后的条件下，石料最大吸水的质量占烘干石料试件质量的百分率区别：饱水率是在石料抽至真空的条件下测定的，此时水几乎充满开口孔隙的全部体积。饱水率吸水率影响吸水性的因素：a、孔隙特征、孔隙率 b、岩石的酸碱性 c、矿物成分组织构造7第7页/共45页3）抗冻性定义：石料在吸水饱和的状态下，抵抗多次冻结和融化作用而不发生显著破坏，同时也不严重降低强度的性质指标： 抗冻标号 直接冻融法抗冻标号越大 抗冻性越好8第8页/共45页根据石料能抵抗的冻融循环次数，将石料分为5、10、15、25、50等等级。抗冻标号：根据所能经受得冻融循环次数分坚固性快速方法9第9页/共45页2、力学性质1）单轴抗压强度：单

4、轴抗压强度：（无侧限抗压强度）定义：规定的试件在达到极限破坏时，单位面积上所承 受的压力用于评定岩石强度、划分石料等级定义：定义：岩石抵抗撞击、边缘剪切和摩擦等联合作用的性能试验方法：试验方法：洛杉矶式 （搁板式） 狄法尔式（双筒式）2）磨耗性）磨耗性10第10页/共45页3、化学性质：（了解）、化学性质：（了解）酸性石料酸性石料 中性石料中性石料碱性石料碱性石料 SiO2 6552SiO265SiO2 5211第11页/共45页补充内容：补充内容：公路工程建筑用天然石料分为： 岩浆岩类 石灰岩类 砂岩和片岩 砾石12第12页/共45页二二 、道路和桥梁用岩石制品、道路和桥梁用岩石制品道路路面

5、建筑用岩石制品： 包括直接铺砌路面面层用的整齐块石、半整齐块石和不整齐块石三类；用作路面基层用的锥形块石、片石等。各种岩石制品的技术要求和规格简要分述如下：1.高级铺砌用整齐块石2.路面铺砌用半整齐块石3.铺砌用不整齐块石4.锥形块石13第13页/共45页桥梁建筑所用岩石主要制品：片石、块石、方块石、粗料石、镶面石等。1片石2块石3方块石4粗料石5细料石6镶面石14第14页/共45页三、集料的技术性质粗集料的技术性质粗集料的技术性质细集料的粗技术性细集料的粗技术性质质力学性力学性质质15第15页/共45页粗集料的技术性质粗集料的技术性质1、物理性质、物理性质1）物理常数）物理常数 表观密度表观

6、密度定义：在规定条件下单位表观体积的质量。表达式：测定方法nssavvm16第16页/共45页毛体积密度毛体积密度定义：粗集料单位毛体积的质量表达式：inssbvvvm测定方法17第17页/共45页 堆积密度堆积密度定义：单位体积物质颗粒的质量。 补充定义表达式：vinssvvvvm测定方法：自然堆积密度、振实密度、捣实密度、18第18页/共45页 空隙率：空隙率：注意：和孔隙率进行区分。定义：表达式：空隙率是用来衡量集料堆积紧密程度的100)1(an19第19页/共45页为了节约水泥：选粗砂。为了节约水泥：选粗砂。2）级配）级配20第20页/共45页级配：粗集料中各组成颗粒的分级和搭配。级配

7、的目的：级配的目的：为节约水泥和提高强度评价方法：筛分试验（评价方法：筛分试验（ 见细集料）见细集料）3）坚固性）坚固性21第21页/共45页2、力学性质、力学性质 压碎值压碎值 按规定的方法测得岩石抵抗压碎的能力也是集料强度的相对指标，用来鉴定集料品质。计算式 : 10001mmQa磨光值磨光值 反映岩石抵抗轮胎磨光作用能力的指标，它是采用加速磨光机磨光岩石，并用摆式摩擦系数测定仪测得的磨光后集料的摩擦系数。用高磨光值的岩石来铺筑道路路面表层，可以提高路表抗滑能力，保障车辆安全行驶。 22第22页/共45页 冲击值冲击值反映岩石抵抗多次连续重复冲击荷载作用的能力试验方法简介1001mmAIV

8、 磨耗值磨耗值 石料抵抗撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能。按我国现行试验规程规定，石料的磨耗试验采用洛杉矶式磨耗试验进行测定。23第23页/共45页（二）细集料的技术性质（二）细集料的技术性质1、分类、分类按粒径：按来源: 天然砂：天然岩石风化而成（河砂、海砂、山砂、湖砂）人工砂：天然岩石轧碎而成24第24页/共45页1、物理常数（同粗集料）2、级配：定义：集料各级粒径颗粒的分配情况试验方法：筛分试验仪器：套筛 、振筛机25第25页/共45页u仪器标准筛26第26页/共45页摇（振) 筛机27第27页/共45页4.75mm0.60mm0.30mm0.15mm1.18mm2.36mmm1m2m4

9、m3m5m6分计筛余(a%)a1=a2=a3=a4=a5=a6=m1/mm2/mm3/mm4/mm6/mm5/m筛分试验 设总质量为m累计筛余(A%)A1=A2=A3=A4=A5=A6=a1a 1+a2a 1+a2+a3a1+a4a1+a5a1+a6 分计筛余：某号筛的筛余量占试样总质量的百分率 累计筛余；该号筛加上大于该号筛的各号筛的分计筛余百分率之和28第28页/共45页 通过百分率：表示粒径小于某号筛的质量百分率PI=100 AI 例题：各筛剩余砂子适量是：（筛孔从大到小）30 60 70 140 120 70 10 （g)求：分计筛余和累计筛余29第29页/共45页3、粗度、粗度:衡量

10、总体砂的粗细程度衡量总体砂的粗细程度细度模数：MX=（ A0.15+ A0.3+ A0.6+ A1.18+ A2.36)-5 A4.75 (100- A4.75)指标：细度模数MX 3.73.1 粗砂 3.02.3 中砂 2.21.6 细砂例题：1-130第30页/共45页2. 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计矿质混合料颗粒级配应满足的基本要求：1、最小空隙率：即使不同粒径的各级矿质集料按一定的比例搭配后，应有最大密实度。2、最大磨擦力：各级矿质集料在进行比例搭配时，应使各级集料排列紧密，形成一个多级空间骨架结构，且具有最大的摩擦力。矿质混合料组成设计内容：级配理论和级配范围的确定 基

11、本组成的设计方法31第31页/共45页一、矿质混合料的级配理论（一）级配类型1、连续级配 是采用标准筛对某一混合料进行筛分试验，所得级配曲线平顺圆滑，具有连续性。2、间断级配 是在矿质混合料中剔徐其中一个分级或几个分级而形成的不连续的混合料。 图1-332第32页/共45页图1-3 连续级配和间断级配曲线比较33第33页/共45页（二）级配理论1、富勒理论 最大密度曲线理论 最大密度曲线是通过试验提出的一种理想曲线该理论认为“矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度愈大”。Ddpkdp100234第34页/共45页图1-4 富勒理想级配曲线a）常数坐标； b）半对数坐标35第35页/共4

12、5页2、泰波理论 通常取 n=0.30.6 nDdp100泰波级配曲线范围图36第36页/共45页二、级配曲线范围的绘制二、级配曲线范围的绘制 采用半对数坐标即横坐标用对数坐标建立对数坐标的方法：1、先求出各颗粒粒径的对数2、求出各颗粒粒径间的对数间距 ，并计算出各颗粒对数间距的总和3、求出间距系数K4、选定横坐标长度，各颗粒间距idlog1loglogiidd1loglogiidd11lglglglgiiiiddddK37第37页/共45页5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置6、确定横坐标，以Pi为纵横坐标，即为对数坐标7、建立好坐标后，画级配范围KLLi图1-7 级配范围曲线38第38页/

13、共45页三、矿质混合料的组成设计方法已知条件：各种集料的筛分结果 按规范要求的级配范围即标准级配（一）试算法 基本原理： 试算法适用于2-3种矿料组成的混合料，是最简单的一种方法。试算法的基本原理是，设有几种矿质集料，欲配制某一种一定级配要求的混合料。在决定各组成集料在混合料中的比例时，先假定混合料中某种粒径的颗粒是由某一种对该粒径占优势的集料所组成，而其他各种集料不含这种粒径。如此根据各个主要粒径去试算各种集料在混合料中的大致比例。如果比例不合适，则稍加调整，这样逐步渐进，最终达到符合混合料级配要求的各集料配合比例。39第39页/共45页1) 设A、B、C三种集料在混合料M中的用量比例为X、

14、Y、Z，则X + Y +Z = 100 2) 又设混合料M中某一级粒径（i）要求的含量为aM(i)，A、B、C三种集料在该粒径的含量为aA(i) 、aB(i) 、 aC(i) 。则aA(i) X + aB(i) Y + aC(i) Z = aM(i)40第40页/共45页2、计算步骤、计算步骤 由假设（1），混合料M中某一级粒径（i）主要由A集料所提供，而忽略其它集料在此粒径的含量，由此可计算出A料在混合料中的用量比例。 由假设（2），混合料M中某一级粒径（j）主要由C集料占优势，同理可计算出C料在混合料中的用量比例。 由下式可计算出B料在混合料中的用量比例。 Y=100-（X+Z） 校核41第41页/共45页（二）图解法 因目