道路建筑材料__第一章_砂石材料

1、道道 路路 建建 筑筑 材材 料料第一章第一章 砂石材料砂石材料鄭州交通技師學(xué)院交通工程系 付麗知識教學(xué)點和學(xué)習(xí)要求p 知識教學(xué)點 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求(石料和集料) 礦質(zhì)混合料的級配理論和組成設(shè)計方法p 學(xué)習(xí)要求 了解并掌握砂石材料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求 掌握級配理論和組成設(shè)計方法，會用圖解法和試算法設(shè)計礦質(zhì)混合料的配合比 第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì) p 砂石材料按形狀分類 1）塊狀石料：簡稱石料 2）粒狀石料：簡稱集料 ，又按大小分為： A、粗集料：如碎石、卵石 B、細(xì)集料：如砂、C、石屑 p 砂石材料按來源分類 A、天然石料 B、人工軋制的集料 C、工業(yè)冶金礦渣 第一節(jié) 砂石材料的

2、技術(shù)性質(zhì)石路面p 中國現(xiàn)存最早，并且保存良好的是隋代趙州安濟(jì)橋又稱趙州橋。橋為敞間圓弧石拱，凈跨37.02m。第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)碎石砂工業(yè)廢渣骨料封閉孔隙（體積為封閉孔隙（體積為）Vn)開口孔隙（體積為開口孔隙（體積為V Vi i）固體物質(zhì)（體積為固體物質(zhì)（體積為VsVs）孔隙體積：孔隙體積：V0=Vi+ Vn 材料在自然狀態(tài)下總體積材料在自然狀態(tài)下總體積V=Vs+ V0（一）巖石的技術(shù)性質(zhì)1.巖石內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)：礦質(zhì)實體 開口孔隙閉口孔隙 石料組成結(jié)構(gòu)外觀示意圖 一、石料的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)要求一、巖石的技術(shù)性質(zhì)p 2.巖石的技術(shù)性質(zhì) 物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)

3、p（1）物理性質(zhì)： 物理常數(shù)（真實密度、毛體積密度、孔隙率） 吸 水 性 （吸水率、飽和吸水率） 抗 凍 性 （耐候性、腐蝕性）1）物理常數(shù)（1）真密度：是巖石在規(guī)定條件下，烘干巖石礦質(zhì)實體單位體積的質(zhì)量，用 t 表示。 因 故 Vs固體物質(zhì)的體積 M-巖石的質(zhì)量（g）ms巖石礦質(zhì)實體的質(zhì)量（g） 一、巖石的技術(shù)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì)stvsmMmsstvM一、巖石的技術(shù)性質(zhì)p測定方法：李氏比重瓶法測定，將石料磨細(xì)至全部過0.25mm的篩孔，然后將其裝入比重瓶中，利用已知比重的液體置換石料的體積。（2） 毛體積密度：在規(guī)定條件下，烘干巖石（包括孔隙在內(nèi)）的單位體積的質(zhì)量。 V-巖石的毛體積（

4、g/cm3 ） 其它符號同前 一、巖石的技術(shù)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì)可分為干密度、飽和密度和天然密度可分為干密度、飽和密度和天然密度 相互之間如何換算？相互之間如何換算？一、巖石的技術(shù)性質(zhì)（3)孔隙率：巖石的孔隙率是指孔隙體積占總體積的百分率 n-巖石料的孔隙率V0-巖石的孔隙體積（cm3）。 如何推算孔隙率公式？一、巖石的技術(shù)性質(zhì)2） 吸水性： （1）吸水率:20 2 和大氣壓狀態(tài)下，是巖石在規(guī)定條件下，巖石試樣最大的吸水質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量之比。 質(zhì)量吸水率： 體積吸水率： W體=（m2-m1）/VW Wx.Vx-石料的質(zhì)量、體積吸水率（%） m1-石料試件烘干至恒重時的質(zhì)量（g） m2-

5、石料試件吸水至恒重時的質(zhì)量（g）(2) 飽和吸水率： 20 0 2 0 C ，在強(qiáng)制條件下，巖石試樣最大的吸水質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量之比，以百分率表示 m2 -試件經(jīng)強(qiáng)制吸水后的質(zhì)量（g ) m1-同前一、巖石的技術(shù)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì)2）吸水性u吸水性飽水系數(shù)定義：巖石吸水率與飽和吸水率之比（0.50.8）。意義：一般來說，石料的飽水系數(shù)越大，常壓下吸水后留余的空 間就越少，巖石越容易被凍脹破壞，其抗凍性就越差。u吸水性影響因素影響因素：孔隙大小、孔隙構(gòu)造特征規(guī)律：一般來說，孔隙結(jié)構(gòu)相同的石料，孔隙率越大，吸水率越 大；表觀密度越大的石料，孔隙越小，吸水率也越??；（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性

6、質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì) 吸水率:是指在規(guī)定條件下，試件最大吸水質(zhì)量與烘干石料試件質(zhì)量之比。 （測試方法：將已知質(zhì)量的干燥試件逐層加水至浸沒，用自由吸水法測定其吸水后的質(zhì)量） 飽和吸水率:是指在強(qiáng)制條件下，石料試件最大吸水質(zhì)量與烘干試件質(zhì)量之比。 （測試方法：將已知質(zhì)量的干燥試件用煮沸法和真空抽氣法強(qiáng)制飽水，測定其飽水后的質(zhì)量）一、巖石的技術(shù)性質(zhì)p 3 ）抗凍性：抵抗大氣自然因素目前主要考慮抗凍性，常用抗凍性標(biāo)號表示，測定經(jīng)過凍 (-15 0 C,4h) 、融 (20 0 50 C,4h) 循環(huán)，質(zhì)量損失不超過 5% ，抗壓強(qiáng)度不超過 25% 的次數(shù)。 (1)耐久性（原耐候性）u定義：是指石料承受

7、干濕、凍融等環(huán)境條件及交通條件 的變化不老化、不劣化的抵抗能力。u檢測試驗： T0241-1994 抗凍性試驗：石料在浸水條件下，經(jīng)多次凍結(jié)與融化作用后測定試件的質(zhì)量損失以及單軸飽水抗壓強(qiáng)度的變化。（指標(biāo)：凍融系數(shù)、質(zhì)量損失率和外觀變化） T0241-1994 堅固性試驗：石料經(jīng)多次飽和硫酸鹽溶液浸泡與干燥作用后，測定試樣質(zhì)量損失的變化。(指標(biāo)：質(zhì)量損失率)（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗規(guī)程公路工程石料試驗規(guī)程想一想1、孔隙率與真實密度、毛體積密度有何關(guān)系？孔隙率與真實密度、毛體積密度有何關(guān)系？2、干燥狀態(tài)、飽和狀態(tài)下的毛體積密度有何關(guān)系？、干燥狀態(tài)、飽和

8、狀態(tài)下的毛體積密度有何關(guān)系？技術(shù)指標(biāo)：單軸抗壓強(qiáng)度、單軸壓縮變形、劈裂強(qiáng)度、抗 剪強(qiáng)度、點荷載強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，以及抗壓碎、 抗沖擊、抗磨光和抗磨耗等性能。關(guān)鍵指標(biāo)：單軸抗壓強(qiáng)度和抗磨耗性（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗規(guī)程公路工程石料試驗規(guī)程1）單軸抗壓強(qiáng)度（T0221-2005）意義：反映石料力學(xué)性能的重要指標(biāo)。測試方法：將石料制成規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)試件，飽水后處理后用萬能 試驗機(jī)（或壓力試驗機(jī)），使試件在按規(guī)定加載 條件下單軸受壓，直至到達(dá)極限破壞時的單位承 壓面積強(qiáng)度。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)2）單軸壓縮變形（T0222-2005）意義：測定巖石試件在單軸壓

9、縮應(yīng)力條件下的軸向及徑向應(yīng) 變值，據(jù)此計算巖石的彈性模量和泊松比。測試方法：將石料制成規(guī)定圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件后采用電阻應(yīng)變 儀或千分表進(jìn)行測定。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)3）劈裂強(qiáng)度（T0223-1994）意義：巖石的抗拉能力較弱，并且在工程實踐中拉斷破壞是 工程巖體的主要破壞方式之一，因此需對其進(jìn)行測定。測試方法：將圓柱體石料試件置于萬能 試驗機(jī)上，采用劈裂法在規(guī) 定條件下加壓，直至試件劈 裂破壞。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)4）抗剪強(qiáng)度（T0224-2005）意義：抗剪強(qiáng)度是指石料在剪切面上所能承受的極限剪應(yīng)力， 它是巖體基礎(chǔ)設(shè)計的基本參數(shù)。測試方法：利用直剪儀對巖石試件施加法向 荷載和剪切

10、荷載直至試件破壞， 并觀察破壞形狀。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)5）點荷載強(qiáng)度（T0225-1994）意義：點荷載強(qiáng)度反映了石料各向異性的特點，為巖體分級和 抗拉強(qiáng)度計算提供設(shè)計參數(shù)。測試方法：將巖石鉆芯取樣，利用點荷 載試驗儀對巖芯試樣進(jìn)行徑 向和軸向加載直至破壞，以 點荷載強(qiáng)度指數(shù)表征。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)6）抗折強(qiáng)度（T0226-1994）意義：抗折強(qiáng)度是石料在荷載作用下受彎至折斷時的極限彎曲應(yīng)力，它評價巖石板材、條石基礎(chǔ)和條石路面等建材的主要力學(xué)指標(biāo)。 測試方法：將石料制成規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)長方體試件，并在規(guī)定條件下施加荷載直至試件折斷破壞。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性

11、質(zhì)p 2 ）磨耗性：指石料抵抗撞擊、邊緣剪力和磨 擦等聯(lián)合作用的性質(zhì)。p 洛杉磯式磨耗試驗（ 標(biāo)準(zhǔn)方法 ） m1kg 石料 +12 個 5kg 的鋼球 磨 500 轉(zhuǎn) 測定過1.7mm( 方篩 )后洗凈烘干后質(zhì)量為m2。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（2）磨耗值 測試方法：洛杉磯磨耗試驗(T0317-2005)或擱板式磨耗試驗道瑞磨耗試驗(T0323-2005) 將按規(guī)定級配組成的集料與一定數(shù)目的鋼球同時加入洛杉磯磨耗試驗機(jī)的磨耗鼓中，磨耗鼓在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500次后取出集料試樣，測試試驗后集料1.7mm方孔篩上通過質(zhì)量百分率。3）化學(xué)性能酸堿性n 決定因素：氧化硅和氧化鈣在巖石組份中比例

12、的多少決定了 石料的酸堿性。n 分類： 酸性巖 SiO265%（例花崗巖、石英巖等）中性巖 SiO2含量在52%65%堿性巖 SiO252%（例石灰?guī)r、玄武巖等）選擇石料時應(yīng)考慮巖石的酸堿性對瀝青與巖石粘結(jié)的影響n 意義：石料與瀝青的粘接性能不良而造成的瀝青混合料剝離 是瀝青路面常見的破壞形式之一。n 試驗方法：水煮法或水浸法（一）石料的技術(shù)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)p 工程實際中所采用的石料必須滿足一定的技術(shù)要求，該要求就是石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。p 標(biāo)準(zhǔn)制定思路是： 首先根據(jù)石料所屬巖石類型，將石料分成四大類巖漿巖、石灰?guī)r、砂巖或片麻巖以及礫巖；再依據(jù)石料物理-力學(xué)性能將每種類型巖石劃分成四個等級。其中：I級最

13、堅強(qiáng)的巖石；II級堅強(qiáng)的巖石；III級中等強(qiáng)度巖石；IV級較軟的巖石。（一）石料的技術(shù)要求（一）石料的技術(shù)要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （一）道路用石料制品分類？（二）橋梁建筑用主要巖石制品有那些？ 第二節(jié) 道路和橋涵用石料制品（自學(xué)）第三節(jié) 集料的技術(shù)性質(zhì)p 概述：集料是指在混合料中起骨架或填充作用的粒料，包括巖石天然風(fēng)化而成的礫石（卵石）和砂等，以及由巖石經(jīng)人工軋制和各種尺寸的碎石、石屑、另有工業(yè)冶金礦渣等。1. 集料分類 根據(jù)集料形成的過程不同，分為卵石（又稱礫石）和碎石； 根據(jù)粒徑大小的不同，分為粗集料和細(xì)集料。工程上分為粗骨料和細(xì)骨料。2. 粗細(xì)集料粒徑的界限 水泥混凝土用集料的粗細(xì)界限尺寸為4.7

14、5mm，瀝青混合料用集料粗細(xì)界限尺寸為2.36mm。大于或等于該尺寸的顆粒為粗集料，余為細(xì)集料。3. 最大粒徑 這是一個較為重要但又容易引起混淆的概念，集料的最大粒徑這一概念由兩個不同定義構(gòu)成，即集料最大粒徑和集料公稱最大粒徑。 集料最大粒徑：指集料100%都要求通過的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。 集料公稱最大粒徑：指集料可能全部通過或允許有少量不通過（一般容許篩余不超過10%）的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。 這兩個定義涉及的粒徑有著明顯區(qū)別，通常集料公稱最大粒徑比最大粒徑要小一個粒級。但在實際使用過程中、甚至在一些書本資料上也經(jīng)常不加嚴(yán)格區(qū)別，容易引起混淆。實際上工程中所指的最大粒徑往往是指公稱最大粒徑，這

15、一點在今后的應(yīng)用中要加以區(qū)分。第三節(jié) 集料的技術(shù)性質(zhì)（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)p 路用粗集料的物理性質(zhì)：物理常數(shù)（表觀密度、毛體積密度、堆積密度及空隙率等）、級配和堅固性。p 路用粗集料的力學(xué)性質(zhì)： 壓碎性 磨光性 沖擊性 磨耗性（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能1）物理常數(shù)（1）表觀密度定義：是指在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單位表觀體積（含括礦物實體和閉口孔隙體積）集料的質(zhì)量。測試方法：網(wǎng)籃法三、集料的技術(shù)性質(zhì)Vs、Vn、Vi、Vv -分別為礦質(zhì)實體、閉口孔隙、開口孔隙和空隙的體積其中：V0=Vi+Vn各種密度都是在規(guī)定條件下，單位體積（體積不同，所對應(yīng)的密度值不同，注意區(qū)分。封閉孔隙（體積為封閉孔隙

16、（體積為VnVn)開口孔隙（體積為開口孔隙（體積為V Vi i）固體物質(zhì)（體積為固體物質(zhì)（體積為VsVs）孔隙體積：孔隙體積：V0=Vi+ Vn 材料在自然狀態(tài)下總體積材料在自然狀態(tài)下總體積V=Vs+ V0（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（1）物理常數(shù)毛體積密度定義：是指在規(guī)定條件下，單位毛體積（含括礦物實體、 開口孔隙體積和閉口孔隙體積）的質(zhì)量。測試方法：容量瓶法三、集料的技術(shù)性質(zhì) （ 3 ）堆積密度粗集料的堆積密度包括：、堆積狀態(tài)B、振實密度 - 用于水泥混凝土 C、搗實密度- 用于瀝青混合料 在一定條件下(自然堆積、振實和搗實)，單位體積(包括礦物實體、開口孔隙體積、閉口孔隙體積及顆粒間空

17、隙體積)集料的質(zhì)量式中v0=vi+vn（4）空隙率 集料在某種裝填狀態(tài)下的空隙體積（含開口隙）占裝填體積的百分率 一、集料的技術(shù)性質(zhì)材料的各種密度與體積之間的關(guān)系p 幾種密度的比較比較項目實際密度表觀密度堆積密度材料狀態(tài)絕對密實近似絕對密實狀態(tài)堆積狀態(tài)材料體積Vs計算公式應(yīng)用判斷材料性質(zhì)用量計算、體積計算00VmVmsVmnsVVV0VvinsVVVV封閉孔隙（體積為封閉孔隙（體積為VnVn)開口孔隙（體積為開口孔隙（體積為V Vi i）固體物質(zhì)（體積為固體物質(zhì)（體積為VsVs）孔隙體積：孔隙體積：V0=Vi+ Vn 材料在自然狀態(tài)下總體積材料在自然狀態(tài)下總體積V=Vs+ V0復(fù) 習(xí)stVmn

18、shVVminshVVVm%100)1 (thinvVvvP石料組成結(jié)構(gòu)外觀示意圖孔隙：礦物之間的空間孔隙：礦物之間的空間Vn+Vi空隙：集料顆粒之間的空間空隙：集料顆粒之間的空間Vv顆粒之間的顆粒之間的空間體積空間體積集料的體積組成集料的體積組成復(fù) 習(xí)三、集料的技術(shù)性質(zhì)2 ）級配 （ 1 ）篩分試驗標(biāo)準(zhǔn)及取樣量公稱最大粒徑 （ mm ） 方 孔 75 63 37.5 31.5 26.5 19 16 9.5 4.75 圓 孔 80 63 40 31.5 25 20 16 10 5.1 試樣質(zhì)量不少于（ kg ） 10 8 5 4 2.5 2 1 1 0.5 三、集料的技術(shù)性質(zhì)p (2) 篩分試

19、樣須備兩份：水洗法（混凝土可省去水洗法）、干篩法 p （3）必須除去超粒徑部分顆粒后，進(jìn)行篩分試驗 p （ 4 ）有關(guān)參數(shù)計算 p .分計篩余百分率計算p B. 累計篩余百分率計算p C.通過百分率（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（2）級配p 定義：是指集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。p 意義：級配對水泥混凝土及瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及 施工和易性有著顯著的影響。 p 測定：篩分析試驗p 瀝青路面及各類基層集料用標(biāo)準(zhǔn)篩均以方孔篩為準(zhǔn)（相應(yīng)的篩孔尺寸依次為75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2

20、.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、 0.15mm、0.075mm）， 前期水泥混凝土路面使用的是圓孔篩（相應(yīng)篩孔尺寸依次為100mm、80mm、63mm、50mm、40mm、31.5mm、25mm、20mm、16mm、10mm、5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm、0.075mm） ，原規(guī)程保留了方孔篩和圓孔篩兩種篩孔，但在實際使用過程中兩套篩孔易使試驗人員在操作上引起混亂。p 目前，所有試驗規(guī)程中的集料全部統(tǒng)一為方孔篩規(guī)格。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（3）堅固性 根據(jù)JGJ E42-2005公路工程集料

21、試驗規(guī)程中T0314-2005粗集料堅固性試驗規(guī)定，選取規(guī)定數(shù)量，分別裝在金屬網(wǎng)籃中浸入飽和硫酸鈉溶液中進(jìn)行干濕循環(huán)試驗，經(jīng)5次循環(huán)次數(shù)后，觀察其表面破壞情況，并用質(zhì)量損失百分率來計算其堅固性（也稱安定性）。p 壓碎值：集料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力。衡量集料強(qiáng)度的相對指標(biāo)，以鑒定集料品質(zhì)。p 磨光值：反映集料抵抗輪胎磨光作用的指標(biāo)，即保持其原有粗糙的能力。用高磨光值的集料來鋪筑道面表層，可以提高路表的抗滑能力，保障車輛的安全行使p 沖擊值：反映集料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載的能力。由于路表集料直接承受車輪荷載的沖擊作用，這一指標(biāo)對道路表層用集料非常重要。p 磨耗值：反映集料抵抗車輪撞擊及

22、磨耗的能力，一般磨耗損失小的集料堅硬、耐磨并且耐久性好。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（1）壓碎值10001mmQau 測試方法 水泥混凝土壓碎值試驗是將9.513.2mm集料試樣3kg裝入壓碎值測定儀的鋼質(zhì)圓筒內(nèi)，放在壓力機(jī)上，在10min左右均勻地加荷至400kN ，穩(wěn)壓5s，然后卸荷，稱其通過2.36mm的質(zhì)量百分率，代入下式，即可求得集料的壓碎值。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（2）磨光值(T0321-2005) 將9.513.2mm并剔除針片狀顆粒的集料制成試件，加速磨光后采用擺式磨擦系數(shù)測定儀測定磨光后集料的磨擦系數(shù)BPN ，再轉(zhuǎn)化為集料的磨光值PSV

23、 ，該值愈高，表明集料的抗滑性愈好。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（3）沖擊性（T0322-2005） 按規(guī)定方法稱取9.513.2mm試樣質(zhì)量，裝入沖擊鋼筒搗實后，用13.75kg的沖擊錘沿導(dǎo)桿自規(guī)定高度自由下落按規(guī)定連續(xù)錘擊集料，重復(fù)15次，沖擊試驗后2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過質(zhì)量百分率。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能p 道瑞磨耗試驗（T0323-2005） 將粒徑為9.513.2mm的潔凈干燥集料試樣單層緊排于兩個試模內(nèi)，然后用環(huán)氧樹脂砂漿填充密實，經(jīng)24h養(yǎng)護(hù)后拆模清砂取出試件并稱其質(zhì)量，再將試件固定于道瑞磨耗機(jī)上，在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500圈后，取出試件，清砂后再次稱取質(zhì)量。1、定義：

24、在瀝青混合料中，指粒徑小于 2.36mm 天然砂，人 工砂及石屑。在水泥混凝土中，指粒徑小于 4.75mm 的天然砂、人工砂。2、分類： 1 ）天然砂：由巖石在自然條件下風(fēng)化形成的。天然砂通常包括以下幾種類型： 河砂：顆粒表面圓滑、比較潔凈，質(zhì)地較好，產(chǎn)源廣。 山砂：表面粗糙有棱角，含泥量及含有機(jī)雜質(zhì)多。 海砂：常混有貝殼和鹽分等有害雜質(zhì)。2）人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，較潔凈， 但價格較高，無特殊情況多不采用。（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì) 物理常數(shù) 顆粒級配 粗度級配：集料各級粒徑顆粒的分配情況，由篩分析試驗確定。 試驗方法：在篩分試驗中，分別稱量500

25、g砂樣充分過篩，根據(jù)砂樣存留在各篩上的篩余質(zhì)量，分別計算出分計篩余百分率、累計篩余百分率 、通過百分率 。分計篩余百分率、累計篩余百分率 與通過百分率之間的關(guān)系（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)100%iimaM12iiAaaa100iipAp 粗度：評價砂粗細(xì)粗度的一種指標(biāo)，通常用細(xì)度模數(shù)表示，按下式計算：p 細(xì)度模數(shù)愈大，表示細(xì)集料愈粗。砂按細(xì)度模數(shù)分為粗、中、細(xì)三種規(guī)格，相應(yīng)的細(xì)度模數(shù)分別為：3.73.1為粗砂 ；3.02.3為中砂；2.21.6為細(xì)砂。p 細(xì)度模數(shù)雖然表示砂的粗細(xì)程度，但不能完全反映出砂的顆粒級配情況，因為相同細(xì)度模數(shù)的砂可有不同的顆粒級配。因此，要全面表征砂的顆粒性質(zhì)，必須同時使

26、用細(xì)度模數(shù)和級配兩個指標(biāo)。（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)重點難點強(qiáng)化訓(xùn)練重點難點強(qiáng)化訓(xùn)練思考點：如何評價砂的粗細(xì)程度？例2：取一批砂做篩分試驗，結(jié)果如表，試計算砂的細(xì)度模 數(shù)，并評定砂的粗細(xì)程度。篩孔 /mm9.54.752.361.180.60.30.15篩底篩余量 /g02535901401157025作 業(yè)p 有一份殘缺的砂子篩分記錄如下表，根據(jù)現(xiàn)有的材料補(bǔ)全，并評定砂的粗細(xì)程度。 篩孔 /mm4.752.361.180.60.30.15分計篩 余百分率/%2020累計篩 余百分率/%519通過百分率 /% 45222解 答p 有一份殘缺的砂子篩分記錄如下表，根據(jù)現(xiàn)有的材料補(bǔ)全，并評定砂的粗細(xì)程

27、度。 篩孔 /mm4.752.361.180.60.30.15分計篩 余百分率/%51416202320累計篩 余百分率/%51935557898通過百分率 /%9581 6545222v 礦質(zhì)混合料的級配理論v 級配曲線范圍的繪制v 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法第四節(jié) 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計概 述p 級配對混合料的影響： 礦質(zhì)混合料的級配組成直接影響到水泥混凝土或瀝青混合料的強(qiáng)度、耐久性和施工和易性，原因是級配直接決定礦質(zhì)混合料的密實度和礦質(zhì)混合料顆粒間內(nèi)摩擦力。級配的幾種情況級配的幾種情況概 述 在混合料中是以結(jié)合料（水泥或瀝青）來填充集料的空隙并包裹集料。所以，集料空隙越大，填充集料顆?？障端?/p>

28、需的結(jié)合料越多；集料的總表面積越大，包裹集料顆粒所需的結(jié)合料越多。從節(jié)約結(jié)合料的角度考慮，最好采用空隙較小，總表面積也較小的集料。 若各種粒徑的集料顆粒在相互排列時， 能夠互相嵌鎖又互相不干涉，形成緊 密多級嵌擠的空間骨架結(jié)構(gòu)，則集料 顆粒間將具有較大的內(nèi)摩擦力。概 述p 礦質(zhì)混合料顆粒級配應(yīng)滿足的基本要求： 最小空隙率：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。 最大摩擦力：各級礦質(zhì)集料在進(jìn)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。 p 組成設(shè)計的目的： 選配一個具有足夠密實度，并且有較高內(nèi)摩擦力的礦質(zhì)混合料。一、礦質(zhì)混合料的級

29、配理論p 級配類型 ： 連續(xù)級配：是采用標(biāo)準(zhǔn)套篩對某一混合料進(jìn)行試驗，所得級配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。這種由大到小，逐級粒徑均有，按比例互相搭配組成的礦質(zhì)混合料。 間斷級配：在礦質(zhì)混合料中剔除其一個分級或幾個分級而形成一種不連續(xù)的礦質(zhì)混合料。 單粒徑單粒徑單粒徑1）最大密度曲線富勒理論 P2=kd 當(dāng)d=D時，P=1001002=kD 式中：d 欲計算通過百分率的粒徑 D 礦質(zhì)混合料最大粒徑DdP100一、礦質(zhì)混合料的級配理論2）最大密度曲線n冪公式泰波公式 式中：n級配指數(shù)nDdp)(100 一、礦質(zhì)混合料的級配理論n n=0.450.5=0.450.5，密實度最大，密實度最大n n=0.

30、30.7=0.30.7，密實度尚可，密實度尚可n n=0.350.45=0.350.45，工作性較好，工作性較好一、礦質(zhì)混合料的級配理論二、級配曲線范圍的繪制 p 建立半對數(shù)坐標(biāo)的方法（必須采用半對數(shù)坐標(biāo)）： 先求出各顆粒粒徑的對數(shù)，并將其確定為橫坐標(biāo)；以 P i（通過百分率）為縱坐標(biāo)。p 根據(jù)泰波公式 n=0.30.7 計算所得的各顆粒粒徑(di)的通過百分率(Pi)繪制在坐標(biāo)圖上，將確定的各點連接為光滑曲線，即為級配曲線范圍。p 實際級配合成操作時，只要得出的合成級配結(jié)果位于要求的級配范圍之間，則認(rèn)為該合成級配基本滿足設(shè)計級配的要求。二、級配曲線范圍的繪制 0510152025303540

31、0102030405060708090100 通過百分率 /%粒徑di /mm n=0.5 n=0.3 n=0.7二、級配曲線范圍的繪制 二、級配曲線范圍的繪制 二、級配曲線范圍的繪制 三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 p 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計就是根據(jù)實際工程中現(xiàn)有的各種集礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計就是根據(jù)實際工程中現(xiàn)有的各種集料的級配參數(shù)（即篩分結(jié)果），針對設(shè)計要求或技術(shù)規(guī)范料的級配參數(shù)（即篩分結(jié)果），針對設(shè)計要求或技術(shù)規(guī)范要求，采用一定的方法確定各規(guī)格集料在合成礦料中所占要求，采用一定的方法確定各規(guī)格集料在合成礦料中所占有比例的操作過程。有比例的操作過程。p 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 各種集料的各種集料的篩

32、分結(jié)果篩分結(jié)果 按規(guī)范要求的級配范圍即按規(guī)范要求的級配范圍即標(biāo)準(zhǔn)級配標(biāo)準(zhǔn)級配p 方法方法 試算法試算法 圖解法圖解法三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 （一）試算法 ：（適用于23種礦料組成的混合料）（1）基本原理：p在確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這一粒徑占優(yōu)勢的集料組成，而其它各種集料中不含有此粒徑。A.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，再經(jīng)過較核調(diào)整，最終獲得滿足混合料級配的各集料的配合比例。（2）計算過程 已知：集料 混合料 準(zhǔn)備工作：PiAiai;參 數(shù)集料A集料B集料C混合料M篩孔i的分計篩余 /%aA(i)aB(i)aC(i

33、)aM(i)在混合料中的比例 /%XYZ100 計算方程：計算方程： XYZ100 (1) d=i時：時： X .aA(i) + Y .aB(i) +Z .aC(i) aM(i) (2)ABCM+三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 pX=23.550.5100=46.5pZ=6.086.6100=6.9pY=100-46.5-6.9=46.5X Y Z分別乘入各量,并計算出值（一）圖解法 修正平衡面積法：1）繪制圖解法坐標(biāo)圖 計算設(shè)計級配范圍中值 繪制圖框并作對角線（為設(shè)計級配中值） 確定縱坐標(biāo)： 通過百分率（）算術(shù)坐標(biāo) 確定橫坐標(biāo)：根據(jù)設(shè)計級配中值，Pd，確定篩孔尺寸

34、位置 將各種集料的級配（通過量）繪在圖中2）確定各集料的用量3）合成級配的校核與調(diào)整 計算合成級配：Pm(i)=Pj(i)Xj 調(diào)整：合成級配曲線應(yīng)盡可能光滑 靠近級配范圍中值線三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 篩孔尺寸(mm)16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配范圍(mm)1009510070884868365324411830122281648級配中值(mm)100987957453324171260102030405060708090100020406080100通過百分率通過百分率(%)9879574533241260.0759.513.24.7

35、52.360.61.180.30.15相疊等分縱距：兩相鄰級配曲線頭尾重疊a=a相接重線連分；兩相鄰級配曲線頭尾相離相離等分平距：兩相鄰級配曲線頭尾相分b=bX (A用量用量)W (D用量用量)Z (C用量用量)Y (B用量用量)三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 p 一、填空題一、填空題p 1.1.礦料的級配組成影響到水泥混凝土或瀝青混合料的礦料的級配組成影響到水泥混凝土或瀝青混合料的（ ）（）（ ）和（）和（ ），原因是級配直接決定礦料），原因是級配直接決定礦料的（的（ ）和礦料顆粒間（）和礦料顆粒間（ ）。因此礦質(zhì)混合料必須）。因此礦質(zhì)混合料必須滿足（滿足（ ）和（）和（ ）的要求。）的要求。

36、p 2. 2. 采用標(biāo)準(zhǔn)套篩對某一混合料進(jìn)行試驗，如所得顆粒具有采用標(biāo)準(zhǔn)套篩對某一混合料進(jìn)行試驗，如所得顆粒具有連續(xù)性。這種（連續(xù)性。這種（ ）（）（ ），按（），按（ ）互相搭配組）互相搭配組成的礦質(zhì)混合料稱連續(xù)級配成的礦質(zhì)混合料稱連續(xù)級配 . . 如果剔除其中一個分級或幾如果剔除其中一個分級或幾個分級而形成的一種（個分級而形成的一種（ ）的混合料，則稱為（）的混合料，則稱為（ ）混合料混合料.p 3.富勒理論認(rèn)為級配曲線為（ ）時，其密度最大 而泰波理論則提出（ ）的概念，允許（ ) 可以在一定的范圍內(nèi)( ),工程實際中只要得出的合成級配結(jié)果位于（ ）之間，則認(rèn)為該合成級配基本滿足（ ）的

37、要求。為應(yīng)用已有的研究成果和實踐經(jīng)驗，通常是采用（ ）的礦質(zhì)混合料級配范圍。二、簡答題：二、簡答題：1、對礦質(zhì)混合料進(jìn)行組成設(shè)計的目的是什么？2. 采用何種方法進(jìn)行礦質(zhì)混合料的設(shè)計？（本節(jié)重點內(nèi)容） 小 結(jié)1 1、試算法適用于礦質(zhì)混合料由、試算法適用于礦質(zhì)混合料由2-32-3種礦料組成。某種粒徑含量占優(yōu)勢。種礦料組成。某種粒徑含量占優(yōu)勢。2 2、根據(jù)基本假設(shè)可得的、根據(jù)基本假設(shè)可得的X X、Y Y、Z Z（集料（集料A A、B B、C C的用量比例表達(dá)式）的用量比例表達(dá)式） X= X= M M（i)i) / / A A（i) i) Z=Z=M M（j)j) / / A A（j) j) Y=10

38、0-Y=100-（X+ZX+Z）2.2.各種粒徑集料占混合料的百分率各種粒徑集料占混合料的百分率= =原來分計篩余百分率原來分計篩余百分率該種集料在混合該種集料在混合料中的用量比例料中的用量比例3.3.各種粒徑在各種粒徑在礦質(zhì)混合料礦質(zhì)混合料中中的分計篩余分計篩余= =各種粒徑在各種粒徑在各種集料中各種集料中的分計篩余分計篩余的和的和。（混合料中各種粒徑實際通過百分率=100-各種粒徑分計篩余各種粒徑分計篩余和）4. 要求計算所得的礦質(zhì)混合料的實際通過百分率在規(guī)范要求的級配范圍之內(nèi),如果校核結(jié)果不符合級配范圍，應(yīng)調(diào)整配合比進(jìn)行試算，逐步接近，直至達(dá)到要求，確實不能符合級配要求的，應(yīng)調(diào)整或增加集料品種。試算法進(jìn)行混合料組成設(shè)計重點難點訓(xùn)練試算法進(jìn)行混合料組成設(shè)計重點難點訓(xùn)練u 例例2 2 試設(shè)計某大橋鋪裝用細(xì)粒式瀝青混凝土中混合料的配合比試設(shè)計某大橋鋪裝用細(xì)粒