道路建筑材料第一章

主講教師：史瑾瑾

E-mail:shijj@道路建筑材料你知道哪些道路建筑材料？第一章石料與集料第二章水泥與石灰第三章水泥混凝土和砂漿第四章瀝青材料第五章瀝青混合料第六章無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類混合材料第七章建筑鋼材第八章工程高分子聚合物材料本課程的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)㈠內(nèi)容：⒈砂石材料：塊石集料工業(yè)廢渣⒉無(wú)機(jī)結(jié)合料——石灰、水泥⒊有機(jī)結(jié)合料——瀝青⒋無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類混合材料5.高聚物材料——塑料橡膠纖維等6.鋼材7.復(fù)合材料——水泥砼、瀝青砼緒論混凝土----砼tong高146.59m,底部232m建方，用230多萬(wàn)塊、平均每塊重2.5T的巖石砌成,大的超過15噸胡夫金字塔羅馬斗獸場(chǎng)（70-80AC):石材、石灰砂漿意大利萬(wàn)神廟

穹頂直徑達(dá)43.3米，頂端高度也是43.3米

萬(wàn)里長(zhǎng)城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿布達(dá)拉宮：石材、石灰砂漿福建泉州的洛陽(yáng)橋建成于公元857年的木結(jié)構(gòu)佛光寺大殿河北趙州橋㈡任務(wù)：⒈了解材料的性能，及檢測(cè)方法；⒉理解材料的組成結(jié)構(gòu)與技術(shù)性質(zhì)關(guān)系；⒊初步掌握材料產(chǎn)源和加工工藝對(duì)其性能的影響；⒋存在問題和改善途徑；⒌注意保管和運(yùn)輸。（三）道路材料應(yīng)具備的性質(zhì)：力學(xué)性質(zhì)：材料抵抗車輛荷載復(fù)雜力系綜合作用的性能。物理性質(zhì)：溫度、濕度、密度、實(shí)積率、孔隙率、空隙率?；瘜W(xué)性質(zhì)：材料抵抗各種周圍環(huán)境對(duì)其化學(xué)作用的性能。工藝性質(zhì)：材料適于按照一定工藝流程加工的性能。四種性質(zhì)相互聯(lián)系、制約（四）檢驗(yàn)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)原材料性能的檢定標(biāo)準(zhǔn)——四個(gè)等級(jí)（國(guó)標(biāo)GB、行標(biāo)JT、地方、企業(yè)）第一章石料與集料概述：砂石材料按形狀分類1）、塊狀石料：簡(jiǎn)稱石料。如塊石、片石等；2）、粒狀石料：簡(jiǎn)稱集料。集料又按大小分為：

粗集料：如碎石、卵石

細(xì)集料：如砂、石屑砂石材料按來(lái)源分類1）、天然石料2）、人工軋制的集料3）、工業(yè)冶金礦渣第一章石料與集料第一節(jié)石料一、石料的技術(shù)性質(zhì)（物理、力學(xué)、化學(xué)）⒈物理性質(zhì)物理常數(shù)——濕度和溫度有關(guān)吸水性——含水量的程度耐候性——抗凍性⑴真實(shí)密度（密度）：是石料在規(guī)定條件下（105±5℃烘干至恒重，溫度20℃），單位真實(shí)體積的質(zhì)量。1）物理常數(shù)公式:不包括孔隙（開、閉）體積測(cè)定：石料磨粉后采用比重瓶法或李氏密度瓶法。一塊砌體空氣中稱量m0=0⑵毛體積密度：●定義：在規(guī)定條件下，烘干石料單位體積的質(zhì)量。（包括孔隙體積）公式：?jiǎn)挝唬篻/cm3、kg/m3

?！耋w積測(cè)定：靜水天平法——吸水飽和24小時(shí)，稱其質(zhì)量（體積），蠟封——測(cè)毛體積。一塊砌體⑶表觀密度：定義：石料孔隙體積占總體積的百分率。（4）孔隙率：定義：在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)實(shí)體包括閉口孔隙在內(nèi)的單位表觀體積的質(zhì)量。（包括閉口孔隙體積）2）吸水性吸水性：石料在規(guī)定的條件下吸水的能力（1）吸水率：石料試樣在常溫、常壓條件下最大吸水質(zhì)量占干燥試樣質(zhì)量的百分率。（2）飽水率：石料在常溫和真空抽氣條件下，最大吸水質(zhì)量占干燥試樣質(zhì)量的百分率。飽水率≥吸水率3）耐候性（2）堅(jiān)固性：（1）抗凍性：石料在飽水狀態(tài)下，能夠經(jīng)受反復(fù)凍結(jié)和融化而不破壞，并不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的能力。耐候性：用于道路與橋梁建筑的石料抵抗大氣自然因素作用的性能稱為耐候性。2力學(xué)性質(zhì)1）石料的（單軸）抗壓強(qiáng)度：2）磨耗性：石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等綜合作用的性能。

洛杉磯式磨耗試驗(yàn)、狄法爾式磨耗試驗(yàn)二、石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)集料集料：由不同粒徑礦質(zhì)顆粒組成的混合料。人工軋制——碎石天然風(fēng)化而成——卵石、砂細(xì)集料、粗集料⒈物理性質(zhì)

1）物理常數(shù)⑴表觀密度：?jiǎn)挝槐碛^體積的質(zhì)量。⑵毛體積密度：定義：粗集料在規(guī)定條件下，單位毛體積的質(zhì)量。測(cè)定方法：浸24h飽水后，用濕毛巾擦干后而求得飽和面干質(zhì)量。然后用排水法求得水中的質(zhì)量。（4）堆積密度堆積密度：集料裝填于容器中包括集料空隙和孔隙在內(nèi)單位體積的質(zhì)量。體積確定：容積升（自然堆積密度、振實(shí)堆積密度、搗實(shí)堆積密度）（3）表干密度：（5）空隙率空隙率：集料在某種堆集狀態(tài)時(shí)空隙占總體積的百分率。問題：空隙率和孔隙率有什么不同？（6）粗集料骨架間隙率（7）細(xì)集料的棱角性2)級(jí)配級(jí)配是指集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。2.路用粗集料的力學(xué)性質(zhì)1）壓碎值：抵抗壓碎的能力。2）磨光值：反映石料的抗輪胎磨光作用能力的指標(biāo)。3）沖擊值：抵抗多次連續(xù)重復(fù)荷載的能力。4）磨耗值：用于評(píng)定抗滑表層的集料抵抗車輪磨耗的能力。5)磨耗率：第三節(jié)礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)道路與橋梁使用的砂石材料—多數(shù)以礦質(zhì)混合料+各種結(jié)合料組成混合料使用。應(yīng)滿足：技術(shù)性質(zhì)+最小空隙率+最大摩擦力內(nèi)容包括：①級(jí)配理論（最大密度曲線圖）②基本組成的設(shè)計(jì)方法（數(shù)解法、圖解法）一、礦質(zhì)混合料級(jí)配理論（一）級(jí)配的表示方法1、篩分試驗(yàn)1）標(biāo)準(zhǔn)篩：形狀和尺寸符合要求的系列樣品篩。級(jí)配是指集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。2）級(jí)配參數(shù)⑴分計(jì)篩余百分率

⑵累計(jì)篩百分率⑶通過百分率2、粗度：評(píng)價(jià)細(xì)集料的粗細(xì)程度的一種指標(biāo)。通常用細(xì)度模數(shù)表示:當(dāng)細(xì)集料中不含有大于4.75mm顆粒時(shí)，則：“%”不代入計(jì)算粗砂中砂細(xì)砂標(biāo)準(zhǔn)砂砂按照細(xì)度模數(shù)分為三級(jí)。

Mf=3.7～3.1粗砂

Mf=3.0～2.3中砂

Mf=2.2～1.6細(xì)砂檢驗(yàn)水泥膠砂強(qiáng)度用

例：某工地現(xiàn)有水泥混凝土用砂取500g做篩分試驗(yàn),篩分結(jié)果如下表所示。計(jì)算該砂樣的規(guī)格?！進(jìn)X=2.05介于2.2～1.6之間，∴由細(xì)度模數(shù)判別該砂的規(guī)格為細(xì)砂。（二）、級(jí)配曲線1、級(jí)配曲線的繪制2、級(jí)配曲線的類型1）連續(xù)級(jí)配：指某一礦質(zhì)混合料在標(biāo)準(zhǔn)篩孔配成的套篩中進(jìn)行篩析時(shí)，所得到的級(jí)配曲線平順圓滑，具有連續(xù)的性質(zhì)，相鄰粒徑的粒料之間有一定的比例關(guān)系。這種由大到小，逐級(jí)粒徑均有，并按比例互相搭配組成的礦質(zhì)混合料稱為連續(xù)級(jí)配礦質(zhì)混合料。2）間斷級(jí)配：在礦質(zhì)混合料中剔除其中一個(gè)或幾個(gè)分級(jí)，形成一種不連續(xù)的混合料。這種混合料稱為間斷級(jí)配礦質(zhì)混合料3、級(jí)配組成對(duì)礦料性能的影響4、級(jí)配理論（1）最大密度曲線理論—理想最大密實(shí)度曲線

W·B·富勒提出礦質(zhì)混合料的顆粒級(jí)配曲線越接近拋物線，則其密度越大。最大密度曲線公式：最大密度理想曲線的級(jí)配組成計(jì)算公式：

（2）粒子干涉理論—前一級(jí)顆粒之間的空隙，應(yīng)由次一級(jí)顆粒所填充；但填充的顆粒粒徑不得大于其間隙之距離，否則大小顆粒粒子之間發(fā)生干涉現(xiàn)象。最大密度曲線n冪（級(jí)配曲線范圍）公式：二、礦質(zhì)混合料的設(shè)計(jì)方法㈠數(shù)解法某一種對(duì)該粒徑占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的集料組成，而其它各種粒徑在此粒級(jí)上可乎略不計(jì)。

㈡圖解法平衡面積法→修正平衡面積。修正平衡面積（目的：用量比例）①繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖方形框圖——縱：取——長(zhǎng)10㎝（通過百分率，算術(shù)）橫：取——長(zhǎng)15㎝對(duì)角線——要求級(jí)配中值。（直線）礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)（圖解法）hk切薩皮克隧道大橋切薩皮克灣隧道大橋是一座又一座的大橋連接著一個(gè)又一個(gè)隧道的,并且雙龍出海,比翼齊飛,遠(yuǎn)看起來(lái)就尤其壯觀。世界上最長(zhǎng)的跨海大橋--切薩皮克海灣“隧道長(zhǎng)橋

美國(guó)切薩皮克海灣建有一條世界上最長(zhǎng)的跨?！八淼篱L(zhǎng)橋”，全長(zhǎng)