1、第 2 章 砂 石 材 料,2,第 2 章 砂石材料,本章主要內(nèi)容 2.1 石料的技術(shù)性質(zhì) 2.2 集料的技術(shù)性質(zhì) 2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),3,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),材料性質(zhì) 技術(shù)要求（綜合描述）： 技術(shù)性質(zhì)（定性描述） 技術(shù)指標(biāo)（定量描述） 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： 針對(duì)材料規(guī)格、分類、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方 法、驗(yàn)收規(guī)則、標(biāo)志、運(yùn)輸和貯存等制定 的統(tǒng)一執(zhí)行的文件。,4,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),技術(shù)性質(zhì) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性質(zhì),5,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),一 石料的技術(shù)性質(zhì) 石料的技術(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) p4 物理常數(shù)（如密度、表觀密度和孔隙率等） 吸水性 （如吸水率、飽

2、水率等） 耐候性 （如抗凍性、抗腐蝕性等）,6,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 物理常數(shù) 石料的物理常數(shù)是石料礦物組成和 結(jié)構(gòu)狀態(tài)的反映，與石料的技術(shù)性質(zhì)有 著密切的聯(lián)系。 為了反映石料的組成結(jié)構(gòu)與物理 力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系，通常用物理常數(shù) 來(lái)反映。,7,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),石料可由各種礦物組成不同排列的各種結(jié) 構(gòu)，但從質(zhì)量和體積的物理觀點(diǎn)出發(fā)，石料 的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)是由礦物實(shí)體和孔隙組成。 孔隙又分為開口孔隙和閉口孔隙。 p6,8,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 密度 石料在規(guī)定條件（1055烘干至恒 重，溫度20）下，單位實(shí)體體積（不 含孔隙）的質(zhì)量。 P11 密度試驗(yàn),9,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 毛

3、體積密度 石料在規(guī)定條件（1055烘干至恒 重）下，單位毛體積（含礦質(zhì)實(shí)體和 開口、閉口孔隙的體積）的質(zhì)量。,10,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 孔隙率 石料的孔隙體積（包括開口和閉口孔 隙）占總體積的百分率。,11,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 吸水性 石料在規(guī)定條件下吸水的能力。由吸水 率和飽水率來(lái)反映。,12,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 吸水率 石料在室內(nèi)常溫（202）和大氣 壓力條件下，試件最大的吸水質(zhì)量占烘 干（1055烘干至恒重）質(zhì)量的百分 率。,13,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 飽水率 石料在室內(nèi)常溫（202）和真空 （2.67kPa）條件下，試件最大的吸水 質(zhì)量占烘干（1055烘干至恒重）

4、質(zhì) 量的百分率。,14,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 耐候性 石料抵抗大氣自然因素作用的性質(zhì)。用 抗凍性和堅(jiān)固性等指標(biāo)表示，反映石料 抵抗凍融破壞、抗腐蝕的能力。 抗凍性 堅(jiān)固性,15,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),2 力學(xué)性質(zhì) 抗壓強(qiáng)度 石料的抗壓強(qiáng)度值取決于石料的組成結(jié) 構(gòu)（如礦物組成、巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、 裂隙的分布等），同時(shí)也取決于試驗(yàn)條 件（如試件的幾何外形、加載速度、溫 度和濕度等）。,16,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì), 磨耗性磨耗試驗(yàn) 磨耗性是石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等 綜合作用的性能。以磨耗試驗(yàn)測(cè)定磨耗 率來(lái)反映磨耗性。 洛杉磯式磨耗試驗(yàn)（洛杉磯法）,17,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),3 化學(xué)性質(zhì)

5、與瀝青的粘附性 在瀝青混合料中，由于礦質(zhì)集料的 化學(xué)性質(zhì)變化，對(duì)瀝青混合料的物理 力學(xué)性質(zhì)起著極為重要的作用。 堿性石料與瀝青的粘附性較好。瀝 青混合料最好選用堿性石料配制，以獲 得較好的強(qiáng)度性能。,18,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),二 石料的技術(shù)要求分類與分級(jí)（分為四類四級(jí)） 三 石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),19,2.1 石料的技術(shù)性質(zhì),四 石料制品 道路路面用：高級(jí)鋪砌用整齊塊石、路 面鋪砌用半整齊塊石和不 整齊塊石、錐形塊石。 橋梁建筑用：片石、塊石、方塊石、粗 料石、鑲面石等。,20,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),集料的概念： 指以集合形式或者集群形態(tài)使用的 尺寸較小的顆粒狀材料。 按粒徑大小分為: 粗集料

6、（d 5mm） 細(xì)集料（d 5mm）,21,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),一 粗集料的技術(shù)性質(zhì) p62 1 物理性質(zhì) 物理常數(shù),22,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 表觀密度 p5 在規(guī)定條件（1055烘干至恒重） 下，單位表觀體積（含礦質(zhì)實(shí)體和閉口 孔隙的體積）的質(zhì)量。,23,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 堆積密度 粗集料處在堆積狀態(tài)下，單位體積（包 括顆粒內(nèi)部的孔隙和顆粒之間的空隙體 積）的質(zhì)量。,24,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 空隙率 粗集料處在堆積狀態(tài)下，顆粒之間的空 隙體積占總體積的百分率。,25,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 級(jí)配 p63 定義：集料各級(jí)顆粒的粒徑和分布情 況（搭配比例）稱為級(jí)配。 可

7、用分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百 分率、通過(guò)百分率或者級(jí)配曲線表示。,26,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 堅(jiān)固性（抗凍性）,27,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),2 力學(xué)性質(zhì) （與石料不同） 集料壓碎值 集料在連續(xù)增加的荷載下，抵抗壓碎的 能力。,28,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 集料沖擊值 集料抵抗連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的性能 稱為抗沖韌性，用集料沖擊值表示。,29,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 集料磨耗值 集料磨耗值用于評(píng)定抗滑表層的集料抵 抗車輪磨耗的能力。,30,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 集料磨光值 反映集料在路面使用時(shí)，抵抗車輛荷載 摩擦作用而不被磨光的能力。,31,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),二 細(xì)集料的技術(shù)

8、性質(zhì) 1 物理常數(shù)（與粗集料同）,32,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),2 級(jí)配 p63 集料各級(jí)顆粒粒徑和搭配情況。 通過(guò)篩分析試驗(yàn)可評(píng)定集料的級(jí)配，可用 分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率、通過(guò)百 分率等級(jí)配參數(shù)或者級(jí)配曲線表示集料的級(jí) 配。用級(jí)配參數(shù)與級(jí)配范圍比對(duì)，可評(píng)定集 料級(jí)配是否良好。,33,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),篩分試驗(yàn)：p64 標(biāo)準(zhǔn)篩: 10.0 5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 先用10.0 mm篩過(guò)篩，要求全部通過(guò)。稱烘干砂 500g，倒入5.0 mm篩中，在振動(dòng)搖篩機(jī)上篩10分 鐘，取下，稱各篩及底盤上的剩余質(zhì)量：m1、 m2、 m3 、m4 、m5 、m6

9、、 m7 。 要求m=5005 g。,34,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 分計(jì)篩余百分率 p64 (簡(jiǎn)稱分計(jì)篩余) 某篩的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分率。 分計(jì)篩余百分率 ai=(mi m)100 （）,35,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 累計(jì)篩余百分率 (簡(jiǎn)稱累計(jì)篩余) 某篩及以上的分計(jì)篩余百分率之和。 累計(jì)篩余百分率 Ai=a1a2ai （）,36,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì), 通過(guò)百分率 (簡(jiǎn)稱通過(guò)率) 通過(guò)某篩的質(zhì)量 占試樣總質(zhì)量的百分率。 通過(guò)百分率 Pi =100Ai （）,37,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),例：某砂樣的篩分結(jié)果如下，計(jì)算級(jí)配參數(shù)。 孔徑 mm 5 2.5 1.25 0.63 0.31

10、5 0.16 0.16 篩余量 g 25 80 125 70 75 120 5 計(jì)算結(jié)果： 分計(jì)篩余 5 16 25 14 15 24 1 累計(jì)篩余 5 21 46 60 75 99 100 通過(guò)篩余 95 79 54 40 25 1 0,38,2.2 集料的技術(shù)性質(zhì),3 細(xì)度模數(shù) p65 評(píng)價(jià)砂總體粗細(xì)程度的一個(gè)指標(biāo)。 MX=(A2+A3+A4+A5+A6 5A1)(100 A1) MX ：3.7 特粗砂 3.7-3.1 粗砂 3.0-2.3 中砂 2.2-1.6細(xì)砂 1.5-0.7 特細(xì)砂 0.7 粉砂,39,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),路橋工程用的砂石材料，大多數(shù)是以 礦質(zhì)混合料的形式

11、與各種結(jié)合料（如水泥 或?yàn)r青等）組成混合料使用。因此，對(duì)礦 質(zhì)混合料必須進(jìn)行組成設(shè)計(jì)，以獲得良好的 級(jí)配，內(nèi)容包括： （1）級(jí)配理論和級(jí)配范圍的確定； （2）基本組成的設(shè)計(jì)方法。,40,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),一 級(jí)配理論 1 級(jí)配曲線 2 最大密度曲線公式 3 最大密度曲線n冪公式,41,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),二 級(jí)配曲線與級(jí)配范圍 p6466 按照級(jí)配理論公式計(jì)算出各級(jí)粒徑 的通過(guò)百分率為縱坐標(biāo)，以粒徑為橫坐 標(biāo)，繪制成曲線即為理論級(jí)配曲線。,42,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),由于礦質(zhì)混合料（簡(jiǎn)稱礦料）在軋 制過(guò)程中的不均勻性，以及混合料配制 時(shí)的誤差等因素的影響，使所配礦

12、料的 級(jí)配往往不可能與理論級(jí)配完全符合。,43,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),因此，必須允許組配集料時(shí)的合成 級(jí)配在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)波動(dòng)，這個(gè)范圍就 是級(jí)配范圍。 設(shè)定級(jí)配范圍是經(jīng)濟(jì)合理的一種技 術(shù)措施。,44,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),三 組成設(shè)計(jì)方法 1 試算法（計(jì)算優(yōu)勢(shì)粒徑顆粒） 設(shè)：由 A、B、C 三種集料配制成集料 M 的質(zhì)量為R噸，而A、B、C三種集料的分計(jì)篩余分別是 aAi、aBi、aCi，在集料M中的含量（百分?jǐn)?shù)）分別為X、Y、Z，集料M的分計(jì)篩余是 aMi。,45,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),則有： X + Y + Z = 100 aAiXR + aBiYR + aCiZR = aMiR 即 aAiX + aBiY + aCiZ = aMi aAiX = aMi,46,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),aCjZ = aMj Y = 100XZ 校核計(jì)算結(jié)果 （如符合級(jí)配范圍要求，組成設(shè)計(jì)完成）,47,2.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì),2 正規(guī)方程法 建立一組n元一次方程組，求解。,48,2.