第一章 石料與集料

1、 道路工程材料道路工程材料 第一章第一章 石料與集料石料與集料汪海年 Ph.D., Associate Prof.Tel:02982334798Email:School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院第一節(jié)第一節(jié) 石石 料料教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)： 掌握巖石的分類(lèi)與定義，并初步了解巖石的簡(jiǎn)易鑒別方法；掌握石料的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、耐久性和化學(xué)性質(zhì)；了解石料的各項(xiàng)技術(shù)性質(zhì)的試驗(yàn)原理及方法；了解路用石料的分級(jí)及其技術(shù)要求。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的

2、組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)巖石的定義： 巖石是指在各種地質(zhì)作用下按一定方式組合而成的礦物集合體，是組成地殼及地幔的主要物質(zhì)。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)巖石的分類(lèi)巖石的分類(lèi)根據(jù)巖石礦物組成種類(lèi) 單礦巖石灰?guī)r 復(fù)礦巖花崗巖根據(jù)巖石成因 巖漿巖深成巖、噴出巖、火山巖沉積巖碎屑巖、粘土巖、化學(xué)及生物化學(xué)巖 變質(zhì)巖片理狀巖、塊狀巖 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)

3、巖石的簡(jiǎn)易鑒別巖石的簡(jiǎn)易鑒別 根據(jù)巖石產(chǎn)狀，特殊結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，主要物質(zhì)或特殊物質(zhì)成分來(lái)區(qū)分巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。 巖漿巖：根據(jù)顏色（礦物成分）、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造決定巖石 名稱(chēng)。 深色巖主要含鎂鐵礦物，多為基性或超基性巖類(lèi)； 淺色巖主要含硅鋁礦物，多為中性巖類(lèi)或酸性巖類(lèi)。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)玄武巖花崗巖角閃巖安山巖閃長(zhǎng)巖School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)沉積巖：

4、根據(jù)膠結(jié)物的有無(wú)，區(qū)分碎屑巖和化學(xué)巖、生 物化學(xué)巖。 碎屑巖根據(jù)碎屑的大小區(qū)分礫巖（角礫巖）、砂巖 或粘土巖； 生物化學(xué)巖用稀鹽酸鑒別：巖石起泡為石灰?guī)r，粉 末起泡為白云巖，起泡后留下土狀斑點(diǎn) 者為灰泥巖。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)凝灰?guī)r角礫巖白云巖安山巖粉砂巖School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)變質(zhì)巖：根據(jù)巖石構(gòu)造劃分。 定向構(gòu)造巖石片理狀構(gòu)造為片巖或千枚巖，

5、麻狀構(gòu) 造為片麻巖，厚板狀構(gòu)造為板巖。 塊狀構(gòu)造巖石滴稀鹽酸起泡的為大理巖，不起泡的 為石英巖。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、巖石的組成及分類(lèi)一、巖石的組成及分類(lèi)板巖大理巖石英巖千枚巖片麻巖School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì) 物理性質(zhì) 力學(xué)性質(zhì) 耐久性 化學(xué)性質(zhì)School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)

6、( (一一) )物理性質(zhì)物理性質(zhì) 物理常數(shù)、吸水性、膨脹性、耐崩解性 結(jié)構(gòu)組成 礦質(zhì)實(shí)體 孔隙孔隙 開(kāi)口孔隙 閉口孔隙School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)物理常數(shù)意義：表征石料的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，并間接反映其物理力 學(xué)特性，也是混合料組成設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的重要原始 資料。 指標(biāo)：真實(shí)密度、毛體積密度和孔隙率 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)物理常數(shù)密度（1）真實(shí)密度(密度或顆粒密度)定義

7、：是指在規(guī)定條件下烘干石料 礦質(zhì)單位真實(shí)體積（不包括 開(kāi)口體積與閉口孔隙體積） 的質(zhì)量。 測(cè)試方法：煮沸法或真空抽氣法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)物理常數(shù)密度（2）毛體積密度定義：又稱(chēng)塊體密度，是指在規(guī)定條件下，烘干石料包 括孔隙在內(nèi)的單位體積固體材料的質(zhì)量。 測(cè)試方法：量積法、水中稱(chēng)量法和蠟封法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)物理常數(shù)孔隙率定義：一般提到的巖石孔隙率是

8、指總孔隙率。所謂總孔 隙率是指開(kāi)口孔隙和閉口孔隙的體積之和占巖石 試樣總體積的百分比。測(cè)試方法：石料的孔隙率一般不能實(shí)測(cè)，可根據(jù)巖石的 真實(shí)密度和毛體積密度計(jì)算 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)吸水性定義：石料在規(guī)定的條件下吸入水分的能力。意義：有效的反映石料微裂縫的發(fā)育程度，用于判斷石 料的抗凍和抗風(fēng)化性能。指標(biāo)：吸水率、飽和吸水率和飽水系數(shù)School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性

9、質(zhì)吸水性吸水率定義：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(cè)試方法：將已知質(zhì)量的干燥規(guī)則試件逐層加水至浸 沒(méi)，用自由吸水法測(cè)定其吸水后質(zhì)量 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)吸水性飽和吸水率定義：是指在強(qiáng)制條件下，石料試件的最大吸水質(zhì)量與 烘干試件質(zhì)量之比。 測(cè)試方法：將已知質(zhì)量的干燥規(guī)則試件用煮沸法或真空 抽氣法強(qiáng)制飽水，測(cè)定其飽水后的質(zhì)量 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)

10、性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)吸水性飽水系數(shù)定義：巖石吸水率與飽和吸水率之比意義：一般來(lái)說(shuō)，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 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)吸水性影響因素影響因素：孔隙率大小、孔隙構(gòu)造特征規(guī)律：一般來(lái)說(shuō)，孔隙結(jié)構(gòu)相同的石料，孔隙越大，吸 水率越大；表觀密度大的石料，孔隙率越小，吸 水率也越小 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)

11、二、石料的技術(shù)性質(zhì)膨脹性意義：對(duì)具有粘土礦物巖層，必須了解的巖石膨脹特 性，以便控制開(kāi)挖過(guò)程中地下水對(duì)巖層、巖體 的影響。指標(biāo)：巖石自由膨脹率、巖石側(cè)向約束膨脹率和巖石 膨脹壓力。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)自由膨脹率試驗(yàn)儀側(cè)向約束膨脹率試驗(yàn)儀巖石膨脹壓力試驗(yàn)儀School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)耐崩解性意義：耐崩解性反映了巖石試樣在一定條件下抵抗遇水 軟化和崩解剝落的能力

12、，主要用于巖石分類(lèi)。指標(biāo)：崩解量、崩解指數(shù)、崩 解時(shí)間和崩解狀況關(guān)鍵指標(biāo)：崩解指數(shù)，是指巖石試件干濕循環(huán)后殘留質(zhì)量與原質(zhì)量百分比。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)（二）力學(xué)性質(zhì)（二）力學(xué)性質(zhì)技術(shù)指標(biāo)：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度、單軸壓縮變形、劈裂強(qiáng)度、 抗剪強(qiáng)度、點(diǎn)荷載強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，以及抗 壓碎、抗沖擊、抗磨光、抗磨耗等性能。關(guān)鍵指標(biāo)：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度和抗磨耗性School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)

13、性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)單軸抗壓強(qiáng)度意義：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度是反映石料力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)。 影響因素：石料的組成結(jié)構(gòu) 試驗(yàn)條件 礦物組成、巖石的結(jié)構(gòu)孔隙構(gòu)造、裂隙分布等試件幾何尺寸、溫度、加載速率、濕度等School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)測(cè)試方法：將石料制備成規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)試件，飽水處理后采 用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（或壓力試 驗(yàn)機(jī)），使試件在按規(guī)定 加載條件下單軸受壓，直 至達(dá)到極限破壞時(shí)的單位 承壓面積強(qiáng)度。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二

14、、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)單軸壓縮變形意義：測(cè)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(jì)算巖石的彈性模量和泊松比。測(cè)試方法：將石料制成規(guī)定的圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件后采用電 阻應(yīng)變儀或千分表進(jìn)行測(cè)定。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)劈裂強(qiáng)度意義：巖石的抗拉能力較弱，并且在工程實(shí)踐中拉斷破 壞是工程巖體的主要破壞方式 之一，因此需對(duì)其進(jìn)行的測(cè)定。測(cè)試方法：將標(biāo)準(zhǔn)圓柱體石料試件置于萬(wàn)能試驗(yàn)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。 School o

15、f Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)抗剪強(qiáng)度意義：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(jì)的 基本參數(shù)。 測(cè)試方法：利用直剪儀對(duì)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。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)點(diǎn)荷載強(qiáng)度意義：點(diǎn)荷載強(qiáng)度反映了石料各向異性的特點(diǎn)，為巖石 分級(jí)和抗拉強(qiáng)度計(jì)算提供設(shè)計(jì)參數(shù)。 測(cè)試方法：將巖石鉆芯取樣，利用點(diǎn)荷載試

16、驗(yàn)儀對(duì)巖芯試樣進(jìn)行徑向和軸向加載直至破壞，以點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)表征。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)抗折強(qiáng)度意義：抗折強(qiáng)度是指石料在荷載作用下受彎至折斷時(shí)的 極限彎曲應(yīng)力，它是評(píng)價(jià)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(cè)試方法：將石料制成規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)方體試件，并在規(guī)定條件下施加荷載直至試件折斷破壞。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)（三）耐久性（三）

17、耐久性定義：是指石料承受干濕、凍融等環(huán)境條件及交通條件 的變化而不老化、不劣化的抵抗能力。檢測(cè)試驗(yàn)：抗凍性試驗(yàn)直接方法 堅(jiān)固性試驗(yàn)間接方法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)耐久性抗凍性試驗(yàn)定義：石料在浸水條件下，經(jīng)多次凍結(jié)與融化作用后測(cè) 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)量損失率規(guī)律：一般認(rèn)為，凍融系數(shù)大于75，質(zhì)量損失率小于 2時(shí)，巖石抗凍性較好School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二

18、、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)耐久性堅(jiān)固性試驗(yàn)定義：石料經(jīng)多次飽和硫酸鈉溶液浸泡與干燥作用后， 測(cè)定的試件的質(zhì)量損失的變化指標(biāo)：硫酸鈉浸泡質(zhì)量損失率 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)（四）化學(xué)性質(zhì)（四）化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)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?zèng)Q 定了石料的酸堿性 分類(lèi)：酸性巖類(lèi)SiO2含量65% 中性巖類(lèi)SiO2含量5265% 堿性巖類(lèi)SiO2含量4552% 超堿性巖類(lèi)SiO2含量45% School of Highway, Changan Unive

19、rsity 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、石料的技術(shù)性質(zhì)二、石料的技術(shù)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)粘附性意義：石料與瀝青的粘結(jié)性能不良而造成的瀝青混合料 剝離是瀝青路面常見(jiàn)的破壞形式之一試驗(yàn)方法：水煮法或水浸法 影響因素：化學(xué)成分 表面特征堿性石料的吸附能力要優(yōu)于酸性石料表面粗糙、微孔隙多、孔徑大的石料吸附能力較強(qiáng)School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院三、石料的技術(shù)要求三、石料的技術(shù)要求（一）路用石料技術(shù)分級(jí)（一）路用石料技術(shù)分級(jí)按技術(shù)要求分為：按技術(shù)要求分為： 巖漿巖類(lèi)巖漿巖類(lèi) 石灰?guī)r類(lèi)石灰?guī)r類(lèi) 砂巖及片巖類(lèi)砂巖及片巖類(lèi) 礫石類(lèi)礫石

20、類(lèi)按物理-力學(xué)性質(zhì)分為： 1級(jí)-最堅(jiān)強(qiáng)巖石 2級(jí)-堅(jiān)強(qiáng)巖石 3級(jí)-中等強(qiáng)度巖石 4級(jí)-較軟巖石School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院三、石料的技術(shù)要求三、石料的技術(shù)要求（二）路用石料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）路用石料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 集集 料料掌握集料的分類(lèi)；掌握集料的分類(lèi)；掌握集料物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)掌握集料物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)了解集料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)方法及原理；了解集料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)方法及原理；了解集

21、料在瀝青混凝土、水泥混凝土及橋涵建了解集料在瀝青混凝土、水泥混凝土及橋涵建設(shè)中不同的技術(shù)要求；設(shè)中不同的技術(shù)要求；School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、集料的分類(lèi)定義：集料是由不同粒徑礦質(zhì)顆粒組成，并 在混合料中起骨架和填充作用的粒料。分類(lèi)：按成因及加工方式分 礫石 碎石 天然砂 人工砂 石屑 工業(yè)冶金礦渣 按粒徑范圍分按粒徑范圍分 粗集料粗集料 細(xì)集料細(xì)集料 礦粉礦粉School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、集料的分類(lèi)碎石天然砂人工砂石屑School

22、 of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)按集料內(nèi)在品質(zhì)分為：按集料內(nèi)在品質(zhì)分為： 物理常數(shù)物理常數(shù) 力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)按集料技術(shù)要求分為： 料源特性 加工特性 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)（一）物理性質(zhì)（一）物理性質(zhì)物理常數(shù)、加工特性物理常數(shù)密度（1）毛體積密度 定義：與石料定義相同測(cè)試方法：容量瓶法或網(wǎng)籃法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公

23、路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)物理常數(shù)密度（2）表觀密度定義：又稱(chēng)視密度，是指在規(guī)定條件下，烘干集料礦質(zhì)實(shí)體單位表觀體積（包括閉口孔隙在內(nèi)的礦物實(shí)體的體）的質(zhì)量。 測(cè)試方法：容量瓶法或網(wǎng)籃法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工特性堆積密度定義：是指單位體積（含物質(zhì)顆粒固體及其閉口、開(kāi)口孔隙體積及顆粒間空隙體積）物質(zhì)顆粒的質(zhì)量。分類(lèi)：自然堆積密度、振實(shí)密度和搗實(shí)密度，其中振實(shí)密度和搗實(shí)密度又稱(chēng)為緊裝密度 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)

24、院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工特性空隙率定義：是指集料在某種堆積狀態(tài)下空隙體積（含開(kāi)口孔隙）占堆積體積的百分率意義：反映了集料顆粒間相互填充的致密程度 測(cè)試方法：采用堆積密度與表觀密度表示 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工特性粗集料骨架間隙率 定義：是指4.75mm以上粗集料在搗實(shí)狀態(tài)下顆粒間空隙體積的百分含量 意義：用于確定混合料中細(xì)集料和結(jié)合料的數(shù)量，并評(píng)價(jià)集料的骨架結(jié)構(gòu)School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工

25、特性細(xì)集料的棱角性 危害：細(xì)集料棱角性不符合要求對(duì)瀝青混合料的抗流動(dòng)變形能力及水泥混凝土的和易性有顯著的不利影響。 測(cè)試方法：間隙率法、 流動(dòng)時(shí)間法 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工特性針片狀顆粒含量 危害：針片狀顆粒本身容易折斷，回旋阻力和空隙率大，會(huì)妨害集料與瀝青的粘附性能以及水泥混凝土的和易性與強(qiáng)度。測(cè)試方法：規(guī)準(zhǔn)儀法或卡尺法 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工特性含泥量和泥塊含量 意義：反映集料

26、的潔凈程度危害：降低水泥的水化反應(yīng)速度，削弱集料與水泥或?yàn)r青間的粘結(jié)能力，影響混合料的強(qiáng)度和耐久性測(cè)試方法：砂當(dāng)量試驗(yàn)，亞甲藍(lán)試驗(yàn) School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)加工特性表面特征 定義：指集料表面的粗糙程度及孔隙特征等意義：影響集料與結(jié)合料之間的粘結(jié)性能，從而關(guān)系到混合料的強(qiáng)度形成，尤其是抗折強(qiáng)度。影響因素：集料的材質(zhì)、巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成及集料受沖刷、腐蝕程度School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)（二）力學(xué)特性（

27、二）力學(xué)特性 主要指壓碎值、磨光值、沖擊值和磨耗值等。壓碎值 意義：衡量集料強(qiáng)度的相對(duì)指 標(biāo)，以鑒定集料品質(zhì)。測(cè)試方法：將標(biāo)準(zhǔn)石料試樣在規(guī)定條件下加荷，測(cè)試石料被壓碎后，2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過(guò)質(zhì)量的百分率。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)磨光值 意義：反映集料抵抗輪胎磨光作用的能力測(cè)試方法：將9.5mm13.2mm并剔除針 片狀顆粒的集料制成試件 ，加速磨光后采用擺式摩 擦系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定磨光后 集料的摩擦系數(shù)PSVra。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)

28、安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)沖擊值 意義：反映了集料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用 的能力。 測(cè)試方法：按規(guī)定方法稱(chēng)取9.513.2mm試樣質(zhì)量，搗實(shí)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，測(cè)試試驗(yàn)后2.36 mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過(guò)質(zhì)量百分率。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)磨耗值 意義：反映集料抵抗車(chē)輪撞擊及磨耗的能力，一般 磨耗損失小的集料堅(jiān)硬、耐磨并且耐久性好。 測(cè)試方法：洛杉磯磨耗試驗(yàn)、道瑞磨耗試驗(yàn)School of Highway, Changan

29、 University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)洛杉磯磨耗試驗(yàn)： 將按規(guī)定級(jí)配組成的集料與一定數(shù)目的鋼球同時(shí)加入洛杉磯磨耗試驗(yàn)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(cè)試試驗(yàn)后集料1.7mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過(guò)質(zhì)量百分率。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)道瑞磨耗試驗(yàn)： 將粒徑為9.513.2mm的潔凈干燥集料試樣單層緊排于兩個(gè)試模內(nèi)，然后排砂并用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿填充密實(shí)，經(jīng)24h養(yǎng)護(hù)后拆模清砂取出試件并稱(chēng)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5

30、00圈后，取出試件，清砂后再次稱(chēng)取質(zhì)量School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)（三）化學(xué)性質(zhì)（三）化學(xué)性質(zhì)集料堿活性危害：對(duì)水泥混凝土耐久性產(chǎn)生不利影響 測(cè)試方法：巖相法或砂漿長(zhǎng)度法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)有機(jī)物含量危害：延緩水泥的硬化過(guò)程，降低混凝土強(qiáng)度特別是早期強(qiáng)度 測(cè)試方法：比色法 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)

31、性質(zhì)三氧化硫含量 危害：集料中摻雜的硫鐵礦（FeS2）或石膏 （CaSO42H2O）與水泥中水化鋁酸鈣發(fā)生反 應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣，導(dǎo)致體積膨脹而破壞 水泥混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試方法：利用硫離子與鋇離子反應(yīng)生成BaSO4白色 沉淀，根據(jù)沉淀物質(zhì)量測(cè)定School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)云母含量 危害：對(duì)瀝青混合料的粘附性、耐久性及混凝土拌和物的和易性、硬化后混凝土的強(qiáng)度、抗凍性和抗?jié)B性都有不利的影響測(cè)試方法：以云母占細(xì)集料總質(zhì)量的百分比表征 School of Highway, Changan Univers

32、ity 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院二、集料的技術(shù)性質(zhì)輕物質(zhì)含量危害：降低混凝土的強(qiáng)度與耐久性測(cè)試方法：以輕物質(zhì)占細(xì)集料總質(zhì)量的百分比表征 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院三、集料的技術(shù)要求公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F30-2003）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-2000）School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院四、礦粉的技術(shù)性質(zhì)與要求（一）礦粉的定義 礦粉是指由石灰?guī)r或巖漿

33、巖等憎水性堿類(lèi)石料經(jīng)磨細(xì)加工得到的，在混合料中起填充作用的以碳酸鈣為主要成分的礦物質(zhì)粉末，也稱(chēng)填料。 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院四、礦粉的技術(shù)性質(zhì)與要求（二）礦粉的技術(shù)性質(zhì)密度 意義：是用于檢驗(yàn)礦粉的質(zhì)量，并供瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)計(jì)算使用的重要指標(biāo)。 測(cè)試方法：李氏密度瓶法School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院四、礦粉的技術(shù)性質(zhì)與要求（二）礦粉的技術(shù)性質(zhì)親水系數(shù) 意義：代表礦粉的親、憎水性，是評(píng)價(jià)礦粉與瀝青結(jié)合料的粘附性能的重要指標(biāo)測(cè)試方法：比

34、較標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)規(guī)定質(zhì)量礦粉試樣在水 與煤油中的沉淀物體積School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院四、礦粉的技術(shù)性質(zhì)與要求（二）礦粉的技術(shù)性質(zhì)塑性指數(shù)定義：指礦粉液限含水量與塑限含水量之差，以百 分率表示 意義：評(píng)價(jià)礦粉中粘性土成分含量的重要指標(biāo)測(cè)試方法：依據(jù)公路土工試驗(yàn)規(guī)程方法測(cè)定School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院四、礦粉的技術(shù)性質(zhì)與要求（二）礦粉的技術(shù)性質(zhì)加熱安定性意義：評(píng)價(jià)礦粉在熱拌過(guò)程中受熱穩(wěn)定性的重要指標(biāo)測(cè)試方法：將100g礦粉均勻攤鋪于蒸發(fā)皿或坩

35、堝中， 加熱至200，冷卻至室溫后觀察礦粉顏色，根 據(jù)礦粉在受熱后的顏色變化判斷變質(zhì)情況 School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院四、礦粉的技術(shù)性質(zhì)與要求（三）礦粉的（三）礦粉的技術(shù)要求技術(shù)要求School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院第三節(jié)第三節(jié) 礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)掌握級(jí)配的概念及設(shè)計(jì)參數(shù)，了解兩種級(jí)配曲線及三種級(jí)配設(shè)計(jì)理論；深入了解數(shù)解法和圖解法的計(jì)算思想與計(jì)算步驟；熟練掌握采用Excel軟件進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的方法與步驟。School of Highway, Changan University 長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院一、集料級(jí)配與礦質(zhì)混合料級(jí)配理論（一）集料的級(jí)配（一）集料的級(jí)配定義：集料中各組成顆粒的分級(jí)和搭配稱(chēng)為級(jí)配，通過(guò)篩分試驗(yàn)確定。設(shè)計(jì)參數(shù)：分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率、通過(guò)百分率和細(xì)度模數(shù)。 School