道路建筑材料第1章砂石材料

1、道路建筑材料第1章砂石材料知識教學(xué)點和學(xué)習要求 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)計方法學(xué)習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) 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、細集料：如砂、C、石屑 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) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)石路面中國現(xiàn)存最早，并且保存良好的是隋代趙州安濟橋又稱趙州橋。橋為敞間圓弧石拱，凈跨

2、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）Vn)開口孔隙（體積為Vi）固體物質(zhì)（體積為Vs）孔隙體積：V0=Vi+ Vn 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)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)（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

3、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)測定方法：李氏比重瓶法測定，將石料磨細至全部過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（ g/cm3 ） 其它符號同前 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 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

4、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-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)強制吸水后的質(zhì)量（g ) m1-同前一、巖石的技術(shù)性質(zhì)2）吸水性吸水性飽水系數(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

5、，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。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，吸水率也越小；（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(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制飽水，測定其飽水后的質(zhì)量）一、巖石的技

6、術(shù)性質(zhì)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% ，抗壓強度不超過 25% 的次數(shù)。 (1)耐久性（原耐候性）定義：是指石料承受干濕、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。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度的變化。（指標：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：

7、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)程想一想1、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？技術(shù)指標：單軸抗壓強度、單軸壓縮變形、劈裂強度、抗 剪強度、點荷載強度和抗折強度，以及抗壓碎、 抗沖擊、抗磨光和抗磨耗等性能。關(guān)鍵指標：單軸抗壓強度和抗磨耗性（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1）單軸抗壓強度（T0221-2005）意義：反映石料力學(xué)性能的重要指標。測試方法：將石料制成規(guī)定標準試件，飽水后處理后用萬能 試驗機（或壓力試驗機），使試件在按規(guī)定加載 條件下單軸受壓，直至

8、到達極限破壞時的單位承 壓面積強度。（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)定圓柱體標準試件后采用電阻應(yīng)變 儀或千分表進行測定。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)3）劈裂強度（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，因此需對其進行測定。測試方法：將圓柱體石料試件置于萬能 試驗機上，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）抗剪強度（T0224-2005）意義

9、：抗剪強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）點荷載強度（T0225-1994）意義：點荷載強度反映了石料各向異性的特點，為巖體分級和 抗拉強度計算提供設(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行徑 向和軸向加載直至破壞，以 點荷載強度指數(shù)表征。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)6）抗折強度（T0226-1994）意義：抗折強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

10、。 測試方法：將石料制成規(guī)定的標準長方體試件，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)性質(zhì) 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)。 洛杉磯式磨耗試驗（ 標準方法 ） 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的磨耗鼓中，磨耗鼓在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500次后

11、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)性能酸堿性決定因素：氧化硅和氧化鈣在巖石組份中比例的多少決定了 石料的酸堿性。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。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)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)標準。標準制定思路是： 首先根據(jù)石料所屬巖石類型，將石料分成四大類巖漿

12、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級最堅強的巖石；II級堅強的巖石；III級中等強度巖石；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)標準 （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)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，分為粗集料和細集料

13、。工程上分為粗骨料和細骨料。2. 粗細集料粒徑的界限 水泥混凝土用集料的粗細界限尺寸為4.75mm，瀝青混合料用集料粗細界限尺寸為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準篩篩孔尺寸。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%）的最小標準篩篩孔尺寸。 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

14、料上也經(jīng)常不加嚴格區(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)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。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

15、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Vn)開口孔隙（體積為Vi）固體物質(zhì)（體積為Vs）孔隙體積：V0=Vi+ Vn 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隙體積)集料的質(zhì)量式中v

16、0=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、體積計算封閉孔隙（體積為Vn)開口孔隙（體積為Vi）固體物質(zhì)（體積為Vs）孔隙體積：V0=Vi+ Vn 材料在自然狀態(tài)下總體積V=Vs+ V0復(fù) 習石料組成結(jié)構(gòu)外觀示意圖孔隙：礦物之間的空間Vn+Vi空隙：集料顆粒之間的空間Vv顆粒之間的空間體積集料的體積組成復(fù) 習三、集料的技術(shù)性質(zhì)2 ）級配 （ 1 ）篩分試驗標準及取樣量公稱

17、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)(2) 篩分試樣須備兩份：水洗法（混凝土可省去水洗法）、干篩法 （3）必須除去超粒徑部分顆粒后，進行篩分試驗 （ 4 ）有關(guān)參數(shù)計算 .分計篩余百分率計算B. 累計篩余百分率計算C.通過百分率（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（2）級配定義：是指集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。意義：級配對水泥混凝土及瀝青混合料的強度、穩(wěn)定性及 施

18、工和易性有著顯著的影響。 測定：篩分析試驗瀝青路面及各類基層集料用標準篩均以方孔篩為準（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、2.36mm、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

19、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。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）。壓碎值：集料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力。衡量集料強度的相對指標，以鑒定集料品質(zhì)。磨光值：反映集料抵抗輪胎磨光作用的指標，即保持其原有粗糙的能力。用高

20、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，這一指標對道路表層用集料非常重要。磨耗值：反映集料抵抗車輪撞擊及磨耗的能力，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

21、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 ，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標準篩上通過質(zhì)量百分率。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能道瑞磨耗試驗（T0323-2005） 將粒徑為9.513.2mm的潔凈干燥集料

22、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：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

23、高，無特殊情況多不采用。（二）細集料的技術(shù)性質(zhì)（二）細集料的技術(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500g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）細集料的技術(shù)性質(zhì)粗度：評價砂粗細粗度的一種指標，通常用細度模數(shù)表示，按下式計算：細度模數(shù)愈大，表示細集料愈粗。砂按細度模數(shù)分為粗、中、細三種規(guī)格，相應(yīng)的細度模數(shù)分別為：3.73.1為粗砂 ；3.02.3為中砂；2.21.6為細砂。細度模數(shù)雖

24、然表示砂的粗細程度，但不能完全反映出砂的顆粒級配情況，因為相同細度模數(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)，必須同時使用細度模數(shù)和級配兩個指標。（二）細集料的技術(shù)性質(zhì)重點難點強化訓(xùn)練思考點：如何評價砂的粗細程度？例2：取一批砂做篩分試驗，結(jié)果如表，試計算砂的細度模 數(shù)，并評定砂的粗細程度。篩孔 /mm9.54.752.361.180.60.30.15篩底篩余量 /g02535901401157025作 業(yè)有一份殘缺的砂子篩分記錄如下表，根據(jù)現(xiàn)有的材料補全，并評定砂的粗細程度。 篩孔 /mm4.752.361.180.60.30.15分計篩 余百分率/%2020累計篩 余百分率/

25、%519通過百分率 /% 45222解 答有一份殘缺的砂子篩分記錄如下表，根據(jù)現(xiàn)有的材料補全，并評定砂的粗細程度。 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 6545222 礦質(zhì)混合料的級配理論 級配曲線范圍的繪制 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。級配的幾種情況概 述在混合料中是以結(jié)

26、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璧慕Y(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。 組成設(shè)計的目的： 選

27、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)混合料的級配理論級配類型 ：連續(xù)級配：是采用標準套篩對某一混合料進行試驗，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1）最大密度曲線富勒理論 P2=kd 當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)一、礦質(zhì)混合料的級配理論n=0.450.5，密實度最大n=0.30.7，密

28、實度尚可n=0.350.45，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 建立半對數(shù)坐標的方法（必須采用半對數(shù)坐標）： 先求出各顆粒粒徑的對數(shù)，并將其確定為橫坐標；以 P i（通過百分率）為縱坐標。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)繪制在坐標圖上，將確定的各點連接為光滑曲線，即為級配曲線范圍。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 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 礦質(zhì)混合料的組

29、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。設(shè)計依據(jù) 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方法 試算法 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：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。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

30、合料 準備工作：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)aM(i)在混合料中的比例 /%XYZ100 計算方程： XYZ100 (1) d=i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 X=23.550.5100=46.5Z=6.086.6100=6.9Y=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

31、值） 確定縱坐標： 通過百分率（）算術(shù)坐標 確定橫坐標：根據(jù)設(shè)計級配中值，Pd，確定篩孔尺寸位置 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)100987957453324171269879574533241260.0759.513.24.75

32、2.360.61.180.30.15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)W (D用量)Z (C用量)Y (B用量)三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法 一、填空題1.礦料的級配組成影響到水泥混凝土或瀝青混合料的（ ）（ ）和（ ），原因是級配直接決定礦料的（ ）和礦料顆粒間（ ）。因此礦質(zhì)混合料必須滿足（ ）和（ ）的要求。2. 采用標準套篩對某一混合料進行試驗，如所得顆粒具有連續(xù)性。這種（ ）（ ），按（ ）互相搭配組成的礦質(zhì)混合料稱連續(xù)級配 . 如果剔除其中一個分級或幾個分級而形成的一種（ ）的混合料，則稱為（ ）混合料.3.富勒理論認為級配曲線為（ ）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，則認為該合成級配基本滿足（ ）的要求。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