《道路工程集料》課件

道路工程集料道路工程集料是建設(shè)道路不可或缺的重要材料,對(duì)于道路的質(zhì)量和使用壽命有著直接影響。本課件將深入探討道路工程集料的種類、特性及其在道路施工中的重要應(yīng)用。課程目標(biāo)掌握集料的定義和分類了解集料作為道路工程中重要材料的基本概念和種類。深入學(xué)習(xí)集料的物理化學(xué)性質(zhì)通過(guò)分析集料的成分和結(jié)構(gòu),掌握其在工程應(yīng)用中的關(guān)鍵特性。熟練掌握集料的生產(chǎn)與質(zhì)量控制學(xué)習(xí)集料的生產(chǎn)工藝,以及如何有效監(jiān)測(cè)和控制其質(zhì)量。了解集料在工程中的應(yīng)用與要求掌握集料在不同工程中的具體應(yīng)用,以及滿足要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。集料的定義和分類1集料定義集料是指用于建筑和土木工程的天然或人工制造的無(wú)機(jī)顆粒材料。2主要分類集料可分為砂石骨料、礦渣骨料、人工骨料等不同類型。3應(yīng)用范圍廣泛集料廣泛應(yīng)用于混凝土、瀝青、道路、鐵路等多種工程建設(shè)領(lǐng)域。集料的主要成分礦物質(zhì)組成集料主要由來(lái)自天然礦藏的金屬和非金屬礦物組成,如石英、長(zhǎng)石、方解石等。這些礦物的種類和比例決定了集料的性能特征。雜質(zhì)成分集料中還可能含有少量的有機(jī)物、泥土、粘土等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)會(huì)影響集料的質(zhì)量和性能,需要進(jìn)行清洗和篩選。人工添加成分有時(shí)會(huì)在集料中添加一些人工改性劑,如減水劑、抗裂劑等,以提高集料的使用性能。集料的物理性質(zhì)顆粒形狀集料的顆粒形狀決定其在混凝土或?yàn)r青中的流動(dòng)性、填充性及強(qiáng)度等特性。理想的顆粒形狀為立方體或立方體接近的形狀。密度集料的密度直接影響混凝土或?yàn)r青的單位重量。密度較大的集料有利于提高混凝土或?yàn)r青的抗壓強(qiáng)度?？紫堵始系目紫堵蕸Q定了其在混凝土或?yàn)r青中的填充性能?？紫堵瘦^低的集料有利于提高混凝土或?yàn)r青的密實(shí)度。集料的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)成分集料的化學(xué)成分主要包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等礦物質(zhì)。這些成分決定了集料的化學(xué)穩(wěn)定性和反應(yīng)性。酸堿穩(wěn)定性集料需要對(duì)酸堿環(huán)境具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,避免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響其性能。這是評(píng)判集料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。化學(xué)反應(yīng)性集料在與水泥、瀝青等材料接觸時(shí)可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這會(huì)影響最終的工程性能,需要謹(jǐn)慎選用。集料的礦物成分石英是集料中最主要的礦物成分，硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好。長(zhǎng)石作為集料的重要組成部分，具有一定的硬度和耐磨性。云母具有優(yōu)良的可擠壓性和柔軟性，但易剝落和開(kāi)裂。方解石易溶于酸性溶液,對(duì)混凝土和瀝青有潛在的危害。集料的粒度表征集料的粒度表征描述了不同粒徑顆粒在集料中的數(shù)量分布。這一特性決定了集料的使用范圍和性能。常用方法包括篩分、激光粒度分析等。粒徑范圍用途大于10mm用作混凝土粗骨料2-10mm用作混凝土細(xì)骨料小于2mm用作砂石混合料粒度分布曲線是反映集料粒徑特性的重要指標(biāo),可以控制集料的強(qiáng)度、密實(shí)度和工藝性能。集料的粒度分析1取樣從集料堆中代表性地取樣2篩分采用標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)進(jìn)行篩分3計(jì)算根據(jù)各粒級(jí)重量百分比計(jì)算粒度分布曲線4分析判斷集料粒形和粒度是否符合要求粒度分析是測(cè)定集料中各粒級(jí)含量的重要方法。通過(guò)取樣、篩分、計(jì)算和分析的步驟可以得到集料的粒度分布曲線,從而評(píng)估其粒形和粒度是否滿足工程需求。這一過(guò)程是集料質(zhì)量控制的關(guān)鍵內(nèi)容。集料的含泥量測(cè)定5%最大允許值根據(jù)規(guī)范要求,集料中的泥量不應(yīng)超過(guò)5%1.5%優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)集料的泥量一般控制在1.5%以下3檢測(cè)步驟主要包括洗滌、烘干、篩分等3個(gè)步驟集料中的泥土含量是影響集料質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的含泥量檢測(cè)方法,可以準(zhǔn)確測(cè)定集料中泥土的含量,檢測(cè)步驟簡(jiǎn)單快捷。合格的集料應(yīng)符合規(guī)范要求,泥量控制在一定范圍內(nèi),以確?；炷粱?yàn)r青路面的質(zhì)量。集料的潔凈度測(cè)定集料的潔凈度測(cè)定是判斷集料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。通過(guò)檢測(cè)集料中雜質(zhì)的含量,可以了解集料的清潔度和適用性。此項(xiàng)測(cè)試通常通過(guò)篩分、沉淀等方法,測(cè)定集料中泥土、粉塵等雜質(zhì)的含量,符合標(biāo)準(zhǔn)要求的集料方可投入使用。潔凈度測(cè)試的結(jié)果不僅影響集料的性能,還關(guān)乎后續(xù)工藝過(guò)程的順利進(jìn)行。因此施工單位必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程,定期對(duì)集料進(jìn)行潔凈度檢測(cè),確保集料質(zhì)量符合工程需求。集料的壓碎值測(cè)定集料的壓碎值測(cè)定是評(píng)估集料抗壓能力的重要指標(biāo)。通過(guò)加載逐步增加的壓力,測(cè)量集料在一定壓力下發(fā)生破碎的程度。這可以反映集料的抗壓強(qiáng)度和破碎抗性。測(cè)試指標(biāo)測(cè)試方法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)壓碎值按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序測(cè)定砂石骨料-≤16%機(jī)制砂-≤20%壓碎值反映了集料抵抗破碎的能力,是判斷其適用性的重要指標(biāo)之一。壓碎值越低,集料的抗壓強(qiáng)度越強(qiáng),適用性越好。集料的抗磨損性20%抗磨損減少集料在裝卸、運(yùn)輸和施工中會(huì)發(fā)生一定的磨損損失。合格集料的磨損率應(yīng)小于20%。5000轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)數(shù)集料的抗磨損性能通常采用洛杉磯磨耗試驗(yàn)來(lái)測(cè)定,試驗(yàn)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)數(shù)為5000轉(zhuǎn)。25磨耗率上限試驗(yàn)后集料的質(zhì)量損失率（磨耗率）不應(yīng)大于25%,才能滿足道路工程集料的要求。集料的吸水性集料的吸水性是指集料在水中浸泡一定時(shí)間后所吸收的水分。這一性質(zhì)反映了集料孔隙度和毛細(xì)管效應(yīng)的強(qiáng)弱程度。集料的吸水性高低會(huì)直接影響到混凝土和瀝青混合料的性能。吸水性過(guò)高的集料會(huì)導(dǎo)致混合料工藝性差、強(qiáng)度低下以及耐久性差等問(wèn)題。因此，集料的吸水性是評(píng)判集料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。集料的密實(shí)性集料的密實(shí)性是指集料在受到適當(dāng)壓實(shí)后形成致密的集料層的性能。這是影響道路工程集料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。良好的密實(shí)性能可以提高集料層的強(qiáng)度、耐久性和抗變形性，從而確保道路工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。集料的密實(shí)性主要受其粒型、粒徑分布、含水量等因素的影響。通過(guò)合理的配合比設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)的壓實(shí)作業(yè)可以充分發(fā)揮集料的密實(shí)性能。集料的顏色和表觀集料的顏色和表觀反映了其礦物成分、化學(xué)成分、含雜質(zhì)以及加工狀況等特征。不同種類的集料會(huì)呈現(xiàn)出各種不同的顏色，如灰色、紅色、黃色等。集料的表面也可以反映其粒度、粒形、粗糙程度等物理性質(zhì)。優(yōu)質(zhì)的集料應(yīng)當(dāng)顏色均勻、表面光潔、無(wú)雜質(zhì)污染。集料的混合設(shè)計(jì)1確定配合比根據(jù)具體工程要求確定合理的骨料配合比,滿足強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)。2骨料分級(jí)配比采用合理的粒徑分布,確保骨料在混合中能夠均勻填充、密實(shí)。3摻和劑調(diào)優(yōu)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的摻和劑并進(jìn)行調(diào)試,提高集料的工作性和性能。集料的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)外觀檢查目測(cè)觀察集料的顏色、雜質(zhì)含量、粒型等外觀特征,判斷集料質(zhì)量是否符合要求。篩析試驗(yàn)對(duì)集料進(jìn)行篩析,測(cè)定顆粒粒度分布,確保其粒型、粒度滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。含泥量測(cè)定測(cè)定集料中細(xì)小顆粒的含量,確保集料潔凈度符合工程需求?，F(xiàn)場(chǎng)檢查對(duì)集料的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督檢查,預(yù)防在運(yùn)輸及使用過(guò)程中發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題。集料的儲(chǔ)運(yùn)合理儲(chǔ)存集料應(yīng)遠(yuǎn)離污染源存放在專門的防塵防雨場(chǎng)地。保持儲(chǔ)存區(qū)域干燥清潔,防止集料受到污染和風(fēng)化。安全運(yùn)輸集料在公路上運(yùn)輸時(shí)應(yīng)采取覆蓋或?yàn)⑺胧?防止揚(yáng)塵污染。裝載和卸載時(shí)應(yīng)小心,避免造成集料損失。適當(dāng)裝載集料裝載要平整、整潔,車廂容積應(yīng)充分利用。運(yùn)輸中不能超載,以確保行車安全和公路設(shè)施的使用壽命。質(zhì)量保證集料在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)保持性能指標(biāo)穩(wěn)定,避免混入雜質(zhì)或發(fā)生分離。要做好相關(guān)檢驗(yàn)記錄,確保質(zhì)量可追溯。集料的質(zhì)量控制1過(guò)程監(jiān)控在集料生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中進(jìn)行全程監(jiān)控,確保質(zhì)量指標(biāo)符合要求。2定期檢測(cè)對(duì)集料進(jìn)行定期取樣檢測(cè),涵蓋粒度、含泥量、壓碎值等關(guān)鍵性能指標(biāo)。3驗(yàn)收入廠嚴(yán)格執(zhí)行集料入廠驗(yàn)收制度,對(duì)不合格集料堅(jiān)決拒絕使用。4現(xiàn)場(chǎng)巡查派專人對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的集料堆場(chǎng)和攤鋪情況進(jìn)行不定期巡查。砂石骨料的特性多樣性砂石骨料包括各種類型的天然沙石、人工破碎石以及其他特殊骨料，種類繁多且性能各異。堅(jiān)固耐磨優(yōu)質(zhì)的砂石骨料具有良好的抗壓強(qiáng)度、抗磨損性和耐候性，能夠承受較大的外力作用。穩(wěn)定性砂石骨料在道路工程中起穩(wěn)定基層的作用，能夠有效承載重載交通并保持路面平整度。經(jīng)濟(jì)環(huán)保相比于其他建筑材料，砂石骨料的開(kāi)采和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，且利用率高、循環(huán)利用性強(qiáng)。砂石骨料的生產(chǎn)工藝1開(kāi)采從礦山中開(kāi)采原料2破碎將原料通過(guò)機(jī)械破碎3篩分對(duì)破碎后的產(chǎn)品進(jìn)行篩分4洗選對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行洗滌和選擇5倉(cāng)儲(chǔ)將成品骨料存入倉(cāng)庫(kù)砂石骨料的生產(chǎn)工藝包括從礦山開(kāi)采、機(jī)械破碎、篩分篩選、洗滌等步驟。通過(guò)這些工藝，可以生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的各類砂石骨料產(chǎn)品。這些工藝保證了產(chǎn)品的清潔度和粒度分布的合理性。鋪設(shè)級(jí)配的要求合理的級(jí)配曲線良好的路面級(jí)配能夠提高載荷分配能力,提升整體抗變形性能,確保道路承載力和使用壽命。粒徑組成比例根據(jù)不同應(yīng)用需求,合理調(diào)控各類粒徑骨料的配比,達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)性能。現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)在鋪設(shè)過(guò)程中,定期開(kāi)展骨料粒度、潔凈度等性能檢測(cè),確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。集料的性能評(píng)價(jià)1粒度分布根據(jù)項(xiàng)目要求評(píng)估集料的粒度分布是否滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。粒度分布直接影響混合料的密實(shí)性和強(qiáng)度。2抗壓強(qiáng)度通過(guò)壓碎值和洛杉磯磨損試驗(yàn)評(píng)估集料的抗壓和抗磨損性能，確保其滿足工程應(yīng)用要求。3吸水性能測(cè)定集料的含水率和吸水率，確保其不會(huì)對(duì)混凝土和瀝青混合料的性能產(chǎn)生不利影響。4化學(xué)穩(wěn)定性檢查集料中是否含有有害物質(zhì),如有機(jī)物、硫酸鹽等,以確保其不會(huì)引起混合料的化學(xué)反應(yīng)。集料應(yīng)用中的注意事項(xiàng)材料選擇選擇適合道路工程需求的集料類型,如強(qiáng)度、耐磨性、抗凍性等性能需要與實(shí)際應(yīng)用相匹配。配比設(shè)計(jì)精準(zhǔn)把握集料的粒度分布、含泥量等指標(biāo),合理設(shè)計(jì)配比以確保出料質(zhì)量穩(wěn)定。施工工藝根據(jù)集料特性合理安排運(yùn)輸、儲(chǔ)存、拌和等施工步驟,保證集料性能不受損壞。質(zhì)量檢驗(yàn)定期檢測(cè)集料指標(biāo),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取補(bǔ)救措施,確保集料符合工程標(biāo)準(zhǔn)要求。集料的可持續(xù)利用循環(huán)利用通過(guò)破碎、篩分等方式，將棄料、建筑垃圾等重復(fù)利用作為集料綠色開(kāi)采采用環(huán)保開(kāi)采工藝，減少對(duì)環(huán)境的破壞可持續(xù)發(fā)展制定長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)集料資源的可持續(xù)利用技術(shù)創(chuàng)新利用先進(jìn)技術(shù)提高集料使用效率,減少浪費(fèi)集料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)環(huán)?？稍偕滦铜h(huán)保集料利用可再生資源,如廢棄物、礦物殘?jiān)?減少對(duì)自然資源的依賴,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字化生產(chǎn)集料生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化,利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。高性能材料通過(guò)改性技術(shù)開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異強(qiáng)度、耐久性等性能的高性能集料,滿足工程建設(shè)日益提高的要求。集料的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了多項(xiàng)涉及集料的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),如ISO14688-1粒度分析、ISO16665集料取樣等,為集料的質(zhì)量管控提供了依據(jù)。ASTM標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)發(fā)布了ASTMC33等集料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)集料的物理、化學(xué)性質(zhì)提出了詳細(xì)要求,廣泛應(yīng)用于全球工程實(shí)踐。歐洲標(biāo)準(zhǔn)歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定了EN12620等集料標(biāo)準(zhǔn),涉及尺寸、形狀、潔凈度等多個(gè)方面,為歐洲地區(qū)集料管控提供了統(tǒng)一規(guī)范。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)也制定了GB/T14685公路工程用集料技術(shù)條件等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合自身實(shí)際情況對(duì)集料