道路建筑材料1.ppt

第一章第一章主要内容：主要内容：第一节第一节 石石 料料常见岩石常见岩石安山岩花岗岩玄武岩石灰岩白云岩石粉道路建筑材料石料与集料道路建筑材料石料与集料石料定义：在建筑结构工程中，所使用的石料通常指由天然岩石经机械加工制成的，或者由直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制品。岩石学特性造岩矿物：具有一定化学成分和结构特性的天然化合 物或单质，简称矿物，由一种或两种以上 的矿物组成不同的岩石。岩石分类：根据成岩条件分为岩浆岩、沉积岩、变质岩常见岩石种类&岩石的酸碱性物理学性质物理常数：主要指石料的密度和孔隙率，此类常数能够直 接影响到石料的力学性质，也是将石料用于混 合料配合比设计的参数之一。吸水性：石料吸水能力的大小，石料吸水能力的大小，用吸水率和饱水率形式表示 抗冻性：石料在饱水状态下，能够经受反复冻结和融化而不 破坏，并不严重降低强度的能力 道路建筑材料石料与集料物理常数孔隙率真实密度 t表观密度a毛体积密度k密度吸水性吸水率饱水率抗冻性直接冻融法硫酸纳法 这些物理性质具体表现，在一定程度上都与石料的孔隙率有相应的关系。当孔隙率高，特别是与外界相通且较粗大的开口孔隙发达时，使石料的表观密度和毛体积密度减小，相应的吸水性加大，抗冻性能变差。因此通过石料物理指标的了解，可以在一定程度上预测石料一些工程性质的好坏，认知石料力学性质的表现。道路建筑材料石料与集料石料力学性质：石料在工程应用中，所表现出的抗压、抗剪、抗弯拉强度的能 力，以及抵抗荷载冲击、剪切和摩擦作用的能力。实践中石料 的这一性质常用抗压强度和磨耗率两项指标来表示。技术标准：首先根据石料所属岩石类型，将石料分成四大类岩浆岩、石灰岩、砂岩或片麻岩以及砾岩；再依据石料的抗压强度的高 低和磨耗率的大小将每种类型岩石划分成四个等级。(见P13表1-5)第二节第二节 集集 料料重要但又容易重要但又容易引起混淆的概引起混淆的概念念 道路建筑材料石料与集料集料概述概述：笼统的说集料就是笼统的说集料就是粒状粒状石质材料。石质材料。分类总分类：总分类：包括天然砂、人工砂、卵石、碎石，另有工业冶金矿渣包括天然砂、人工砂、卵石、碎石，另有工业冶金矿渣集料形成的过程不同：集料形成的过程不同：分为卵石分为卵石(又称砾石又称砾石)和碎石和碎石粒径大小的不同：粒径大小的不同：分为粗集料和细集料分为粗集料和细集料 粗细粒径的界限：粗细粒径的界限：水泥混凝土水泥混凝土4.75mm，沥青混凝土，沥青混凝土2.36mm，大于或等于，大于或等于 该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。最大粒径：最大粒径：集料最大粒径和集料公称最大粒径集料最大粒径和集料公称最大粒径 物理性质物理常数物理常数集料的级配集料的级配颗粒形状和表面特征颗粒形状和表面特征含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量力学性质：力学性质：在结构层或混合料中，粗集料起骨架作用，其性能用在结构层或混合料中，粗集料起骨架作用，其性能用压碎值、压碎值、磨光值、磨耗值和冲击值磨光值、磨耗值和冲击值等指标表示。等指标表示。岩石集料的技术要求：岩石集料的技术要求：以粗细两种类型的集料分别提出各自的技术要求。以粗细两种类型的集料分别提出各自的技术要求。最大粒径：最大粒径：集料的最大粒径这一概念由两个不同定义构成集料的最大粒径这一概念由两个不同定义构成:道路建筑材料石料与集料 这两个定义涉及的粒径有着明显区别，通常集料公称最大这两个定义涉及的粒径有着明显区别，通常集料公称最大粒径比最大粒径要粒径比最大粒径要小一个粒级。小一个粒级。但在实际使用过程中、甚至在但在实际使用过程中、甚至在一些书本资料上也经常不加严格区别，容易引起混淆。一些书本资料上也经常不加严格区别，容易引起混淆。实际工实际工程程中所指的最大粒径往往是指公称最大粒径，这一点在今后的中所指的最大粒径往往是指公称最大粒径，这一点在今后的应用中要加以区分。应用中要加以区分。道路建筑材料石料与集料1.沥青路面及各类基层用粗细集料的界限4.75mm,标准方孔筛，相应的筛孔尺寸依次为:75635337.531.526.519160.0750.150.30.61.182.364.759.513.2单位(mm)2.水泥混凝土用粗细集料的界限为2.36mm。75635337.531.526.51916单位(mm)返回道路建筑材料石料与集料物理性质物理常数物理常数集料的级配集料的级配颗粒形状和表面特征颗粒形状和表面特征含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量物理常数物理常数密度密度1.表观密度、毛体积密度、毛体积密度与石料相应密度在概念 上相同，仅在实际的密度测定方法上有所区别。2.2.表干密度：表干密度：又称作饱和面干毛体积密度 s3.3.装填密度：装样方法装填密度：装样方法不同可为堆积密度、振实密度和捣实密度 空隙率：空隙率：集料在某种装填状态下的空隙体积(含开口孔隙)占装填体积的 百分率 粗集料的骨架间隙率：通常指通常指4.75mm4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积的百以上粗集料颗粒间的空隙体积的百 分含量。其分含量。其大小用于确定混合料中细集料和结合大小用于确定混合料中细集料和结合 料的数量，料的数量，评价集料的骨架结构。评价集料的骨架结构。细集料的棱角性：由在一定条件下测定的空隙率表征。由在一定条件下测定的空隙率表征。石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下页表中：石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下页表中：道路建筑材料石料与集料砂石材料密度概念小结道路建筑材料石料与集料集料的级配：集料的级配：级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。级配对水泥级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。级配对水泥混凝土及沥青混合料的强度、稳定性及施工和易性有着显著的影响，级混凝土及沥青混合料的强度、稳定性及施工和易性有着显著的影响，级配设计也是水泥混凝土和沥青混合料配合比设计的重要组成部分。配设计也是水泥混凝土和沥青混合料配合比设计的重要组成部分。集料的颗粒形状与表面特征集料的颗粒形状与表面特征：集料的形状和表面特征将影响集料颗粒间的内摩阻力、集料颗粒与结合料粘结性及吸附性等方面。1.理想集料颗粒形状是球状或立方体。不取用扁平、薄片、细长状的颗粒。针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。2.集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集料颗粒有较 显著的摩阻力，同时也会影响集料的施工和易性；粗糙且有吸收水泥浆 和沥青轻组分的孔隙特征的集料与结合料的粘结能力较强。道路建筑材料石料与集料含泥量和泥块含量：含泥量和泥块含量：存在于集料中或包裹在集料颗粒表面的泥土水泥的水化速度集料与水泥（或沥青）间的粘结能力 混合料的整体强度和耐久性降低降低 妨碍妨碍影响影响限制含量限制含量力学性质力学性质1.1.压碎值压碎值 指按规定的方法测得石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。2.2.磨光值磨光值 (PSV PSV)反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。该值越大，表明集料的抗磨光性能越好。采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪浊得的磨光后集料的磨擦系数。道路建筑材料石料与集料3.3.冲击值冲击值 (LSV LSV)反映石料抵抗冲击荷载的能力。该值越小，表明集料的抗冲击性能越好。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层用集料非常重要。4.4.磨耗值磨耗值 (AAV AAV)确定石料抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗值。该值越小，表明集料的抗磨耗能力越好。间间 什么是集料的装填密度什么是集料的装填密度?什么是松装密度什么是松装密度?什么是紧装密度什么是紧装密度?压碎值、磨耗值、磨光值及冲击值分别表征粗集料的什么性质，压碎值、磨耗值、磨光值及冲击值分别表征粗集料的什么性质，对路面工程有何实用意义对路面工程有何实用意义?第三节第三节 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的组成设计矿质混合料的组成设计道路建筑材料石料与集料 矿质混合料矿质混合料就是能够满足级配要求的各种粒径材料的集合体，简称矿就是能够满足级配要求的各种粒径材料的集合体，简称矿料。确定几种集料混合时各自比例的过程就是料。确定几种集料混合时各自比例的过程就是矿料的组成设计。矿料的组成设计。集料级配的表示方法 级配组成对矿料性能的影响 矿料连续级配的计算 一、矿料的级配一、矿料的级配二、矿料配合比设计方法二、矿料配合比设计方法 矿料配合比设计就是根据实际工程中现有的各种集料的级配参数（即矿料配合比设计就是根据实际工程中现有的各种集料的级配参数（即筛分结果），针对设计要求或技术规范要求，采用一定的方法确定各规格筛分结果），针对设计要求或技术规范要求，采用一定的方法确定各规格集料在合成矿料中所占有比例的操作过程。集料在合成矿料中所占有比例的操作过程。道路建筑材料石料与集料集料级配的表示方法筛分试验筛分试验细集料的细度模数细集料的细度模数集料的级配曲线集料的级配曲线 采用标准套筛对集料进行过筛分析，以确定集料粗细颗粒的分布即级配就是所谓筛分试验。通过筛分试验，求得集料试样的级配参数。以细集料的筛分为例：在筛分试验中，分别称量500g砂样充分过筛，根据砂样存留在各筛上的筛余质量，分别计算出分计筛余百分率、累计筛余百分率、通过百率分计筛余百分率、累计筛余百分率、通过百率。分计筛余百分率分计筛余百分率 ：是指某号筛上的筛余质量占试样总质量百分率是指某号筛上的筛余质量占试样总质量百分率 式中：m mi i 存留在某号筛上的试样质量，g；M 集料风干试样的总质量，g。ia道路建筑材料石料与集料iA累计筛余百分率累计筛余百分率 ：是指某号筛的分计筛余百分率和大于该号筛的各筛是指某号筛的分计筛余百分率和大于该号筛的各筛 分计筛余百分率之总和。分计筛余百分率之总和。式中：式中：a a1 1，a a2 2.a a1 1，各筛的分计筛余百分率，各筛的分计筛余百分率，%通过百分率通过百分率 ：是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，即是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，即 100100与某号筛累计筛余百分率之差。与某号筛累计筛余百分率之差。ip式中：式中：A Ai i 某号筛的累计筛余百分率，某号筛的累计筛余百分率，%细集料的细度模数细集料的细度模数道路建筑材料石料与集料 用于评价细集料粗细程度的指标，是细集料筛分试验中各号筛上的累计筛余百分率之和（以水泥混凝土用细集料为例）：式中：M Mf f 砂的细度模数；A A4.754.75,A,A2.362.36,A A0.150.15 分别为4.75mm、2.36mm、0.15mm各 筛的累计筛余百分率，%细度模数愈大，表示细集料愈粗。砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，相应的细度模数分别为：粗砂 M Mf f=3.73.1；中砂M Mf f=3.0 2.3；细砂M Mf f=2.21.6集料的级配曲线集料的级配曲线道路建筑材料石料与集料 1.级配曲线的绘制 以通过量的百分率为纵坐标，筛孔尺寸（也表示矿料不同颗粒的粒径）为横坐标，将各筛上的通过量绘制在坐标图中，然后用曲线将各点连接起来，成为所谓的级配曲线。a）常数坐标 b）半对数坐标道路建筑材料石料与集料 2.级配曲线类型 粗细不同的粒径按照一定的比例组合搭配在一起，以达到较高的密实程度，根据搭配组成的结果，可得到以下几种不同级配形式。连续级配：连续级配是某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例。这种由大到小逐级粒径都有，并按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。间断级配：在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配，成为所谓的间断级配。连续开级配：整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现，形成所谓的连续开级配。不同级配类型的级配曲线如