道路工程材料 砂石材料.pptVIP

道路建筑材料 1. 砂石材料 2. 水泥 3. 水泥混凝土 4. 沥青材料 5. 沥青混合料 6. 无机结合料稳定混合料 1. 砂石材料 ★ 主要内容 ◇ 砂石材料的技术性能 ◇ 矿质混合料的级配 ◇ 矿质混合料配合比设计方法 ◇ 石料与集料在道路工程中的应用 1.1 砂石材料分类 ☆按来源分类 ① 天然砂石材料：卵石、砾石；砂（海砂、河砂、山砂等） ② 人工轧制的砂石料：块料、碎石集料 ③ 工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等 ☆按成岩条件 ① 岩浆岩－地壳内部熔融岩浆上升冷却而成，又称火成岩 例如： 花岗岩（侵入岩）、安山岩、玄武岩（喷出岩） ② 沉积岩－母岩经长期风化、搬运、沉积成岩作用而形成（水成岩石） 例如：石灰岩、砂岩 ③变质岩－岩浆岩或沉积岩经过地址变质作用而形成的岩石 例如：石灰岩 大理岩，花岗岩 片麻岩 公路用石料的开采与加工 1.2 砂石材料的技术性能1.2.1石料的技术性质 1.2.1.1 物理性质（物理常数、吸水性、抗冻性） 1）物理常数?图1-1 石料体积组成示意图 ⑴ 密度： ① 真实密度 （真实体积vs —矿物实体体积） ② 表观密度 （表观体积vs ＋ vn —含闭口孔隙） ③ 毛体积密度 (毛体积vs +vn+vi—闭口与开口孔隙) ⑵ 孔隙率： 图1-1 石料体积组成示意图 2）吸水性：材料吸入水分的能力 ① 吸水率：常温（20±2℃）、标准大气压（101.325kPa) ② 饱水率：常温（20±2℃） 、真空抽气（2.67 kPa） 最大吸水质量 吸水率（饱水率）＝ × 100％ 干燥试样质量 3）抗冻性：石料在水饱和状态下，能经受反复冻融而不破坏，并不严重降低强度的能力 ①直接冻融法（冻融循环试验： -15℃冰冻4h←→ 25℃融解4h） 若干次(15、25、50次) ◇质量损失 ◇强度损失：强度降低不大于25％，耐冻系数＞0.75 ② 硫酸钠坚固性法（Na2SO4结晶体积涨大） 将石料浸入饱和Na2SO4溶液20h，置于105±5℃烘箱4h，循环5次 1.2.1.2 力学性质 ① 道路试件: 50×50×50 mm立方体 φ50×H50mm的圆柱体 图1-2 石料抗压强度试件 ② 桥梁试件:200×200×200 mm立方体 图1-2 石料抗压强度试件 影响石料抗压强度的因素： 内因：材料的矿物成分 结构和孔隙构造 外因：试件尺寸 加荷速率 湿度等 2) 磨耗率 ② 洛杉矶法（搁板式）:试样为5000g有级配的集料，并加入12个钢球（φ48mm，约5000g）。转速30～33r/min，转500转 图1-4 搁板式磨耗仪 图1-3 双筒式磨耗仪示意图 ① 耗时长达5h以上 ② 试件尺寸单一（50～75mm），与路用实际情况不符合 ③ 石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大 图1-4 搁板式磨耗仪示意图 ① 省时：15min左右 ② 使石料受到更严峻的冲击、 剪切、摩擦作用，石料级差大 ③ 试样级配较符合路用状况 1.2.1石料的技术性质 1.2.1.1 物理性质 物理常数：密度、空隙率 吸水性：吸水率、饱水率 抗冻性 1.2.1.2 力学性质 抗压强度：单位面积上所能承受的最大荷载 磨耗率：石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力 1.3.2 石料的技术标准 1. 分类：按照成岩条件、风化程度等 ① 岩浆岩类（火成岩） ② 石灰岩类（沉积岩） ③ 砂岩与片麻岩类（变质岩） ④ 砾石岩（天然风化） 2. 分级指标：饱水抗压强度和磨耗率