公路工程试验.ppt
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1、1.砂石材料砂石材料 砂石材料分砂石材料分类类 主要内容主要内容 砂石材料的技砂石材料的技术术性能性能 矿质矿质混合料的混合料的级级配理配理论论 矿质矿质混合料配合比混合料配合比设计设计方法方法 石料与集料在道路工程中的石料与集料在道路工程中的应应用用1.砂石材料分砂石材料分类类按来源分按来源分类类天然砂石材料:卵石、天然砂石材料:卵石、砾砾石、漂石;砂石、漂石;砂(海砂、河砂、山砂等海砂、河砂、山砂等)人工人工轧轧制的砂石料:制的砂石料:块块料、碎石集料料、碎石集料工工业业冶金冶金矿矿渣集料:渣集料:钢钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等按尺寸和用途分按尺寸和用途分类类石料
2、石料集料:粗集料集料:粗集料粒径粒径d4.75mm(2.36mm)细细集料集料粒径粒径d4.75mm(2.36mm)2.1.2砂石材料的技砂石材料的技术术性能性能1.2.1石料的技石料的技术术性性质质1.2.1.1物理性物理性质质物理常数物理常数吸水性吸水性抗抗冻冻性性3.1.2.1石料的技石料的技术术性性质质1)物理常数)物理常数图图1-1石料体石料体积组积组成示意成示意图图密度:密度:真真实实密度密度(真(真实实体体积积vs矿矿物物实实体体体体积积)表表观观密度密度(表(表观观体体积积vsvn含含闭闭口孔隙)口孔隙)毛毛体体积积密密度度(毛毛体体积积vs+vn+vi闭闭口口与与开开口口孔孔
3、隙隙)孔隙率:孔隙率:4.石料体石料体积组积组成示意成示意图图m0VnMmSViVsVV0开口孔隙开口孔隙闭闭口孔隙口孔隙矿矿物物实实体体5.2)吸水性)吸水性:材料吸入水分的能力:材料吸入水分的能力吸水率吸水率:常温(:常温(202)、)、标标准大气准大气压压(101.325kPa)饱饱水率水率:常温、真空抽气(:常温、真空抽气(2.67kPa)6.3)抗抗冻冻性性:石石料料在在水水饱饱和和状状态态下下,能能经经受受反反复复冻冻融融而而不不破破坏坏,并不并不严严重降低重降低强强度的能力度的能力直接直接冻冻融法融法(冻冻融循融循环试验环试验:-15冰冰冻冻4h常温融解常温融解)循循环环若干次若
4、干次(15、25、50次次)质质量量损损失失强强度度损损失:失:强强度降低不大于度降低不大于25,耐,耐冻冻系数系数0.75坚坚固性法固性法(硫酸(硫酸钠钠Na2SO4结结晶、体晶、体积涨积涨大)大)7.1.2.1.2力学性力学性质质1)抗)抗压压强强度度道路道路试试件件:505050mm立方体立方体50H50mm的的圆圆柱体柱体图图1-2石料抗石料抗压压强强度度试试件件桥桥梁梁试试件件:200200200mm立方体立方体8.图图1-2 石料抗石料抗压压强强度度试试件件影响石料抗影响石料抗压压强强度的因素:度的因素:内因:材料的内因:材料的矿矿物成分物成分 结结构和构造构和构造外因:外因:试试
5、件尺寸件尺寸 加荷速率加荷速率 湿度等湿度等9.2)磨耗率磨耗率搁搁板式(洛杉板式(洛杉矶矶法)法):试样为试样为5000g有有级级配的集料,加配的集料,加入入钢钢球球12个个48mm,5000g。转转速速3033r/min,转转500转转图图1-4搁搁板式磨耗板式磨耗仪仪双筒式(狄法双筒式(狄法尔尔法)法):50块块石料(石料(5075mm),),质质量量5000g左右,左右,转转速速3033r/min,转转10,000转转(5.55.0h)图图1-3双筒式磨耗双筒式磨耗仪仪磨耗率磨耗率计计算公式算公式:式中:式中:m2试验试验后后2mm筛筛上烘干石料上烘干石料试样质试样质量;量;m1试验试
6、验前烘干石料前烘干石料试样质试样质量。量。10.图图1-3 双筒式磨耗双筒式磨耗仪仪示意示意图图 耗耗时长时长达达5h以上以上 试试件尺寸件尺寸单单一(一(5075mm),与路用),与路用实际实际情况不符合情况不符合 石料石料间间相互作用,不同性相互作用,不同性质质石料的磨耗率相差不大石料的磨耗率相差不大11.图图1-4 搁搁板式磨耗板式磨耗仪仪示意示意图图 省省时时:15min左右左右 使石料受到更使石料受到更严严峻的冲峻的冲击击、剪切、摩擦作用,石料剪切、摩擦作用,石料级级差大差大 试样级试样级配配较较符合路用状况符合路用状况12.物理性物理性物理性物理性质质质质物理常数:密度(表物理常数
7、:密度(表观观密度、毛体密度、毛体积积密度)、空隙率密度)、空隙率吸水性:吸水率、吸水性:吸水率、饱饱水率水率抗抗冻冻性性力学性力学性力学性力学性质质质质抗抗压压强强度:度:单单位面位面积积上所能承受的最大荷上所能承受的最大荷载载磨耗率:石料抵抗撞磨耗率:石料抵抗撞击击、剪切和摩擦、剪切和摩擦综综合作用的能力合作用的能力石料的技石料的技术术性性质质13.1.分分类类:按照成岩条件、:按照成岩条件、风风化程度等化程度等岩岩浆浆岩岩类类(火成岩)(火成岩)石灰岩石灰岩类类(沉(沉积积岩)岩)砂岩与片麻岩砂岩与片麻岩类类(变质变质岩)岩)砾砾石岩(天然石岩(天然风风化)化)2.分分级级指指标标:饱饱
8、水抗水抗压压强强度和磨耗率度和磨耗率最最坚坚强强坚坚强强中等中等坚坚强强较较弱弱软软1.3.2 石料的技石料的技术标术标准准14.1.2.2 集料的技集料的技术术性性质质图图1-5 碎石集料碎石集料 1.2.2.1 物理性物理性质质1)物理常数)物理常数图图1-6集料的体集料的体积组积组成成密度:表密度:表观观密度、毛体密度、毛体积积密度、装填密度密度、装填密度装填密度装填密度堆堆积积(松装)密度(松装)密度集料按自由下落方式装集料按自由下落方式装样样图图1-7细细集料堆集料堆积积密度密度试验仪试验仪具示意具示意图图振振实实(紧紧装)密度装)密度集料振集料振摇摇方式装方式装样样捣实捣实密度密度
9、集料振集料振摇摇方式装方式装样样空隙率空隙率VG:集料空隙体:集料空隙体积积占集料占集料总总体体积积的百分比的百分比不含开口孔隙不含开口孔隙含开口孔隙含开口孔隙颗颗粒之粒之间间的的空空间间体体积积15.图图1-5 碎石集料碎石集料不同粒径、尺寸不同粒径、尺寸较较小的石料小的石料颗颗粒的集合体粒的集合体16.图图1-6 集料的体集料的体积组积组成成孔隙:孔隙:矿矿物之物之间间的空的空间间Vn+Vi空隙:集料空隙:集料颗颗粒之粒之间间的空的空间间Vv颗颗粒之粒之间间的的空空间间体体积积17.图图1-7 细细集料堆集料堆积积密度密度试验仪试验仪具示意具示意图图18.2)级级配:配:指集料中不同尺寸指
10、集料中不同尺寸颗颗粒的比例粒的比例反映了粒径大小不同的反映了粒径大小不同的矿质颗矿质颗粒的相互搭配情况粒的相互搭配情况级级配的几种情况配的几种情况筛筛析析试验试验套套筛筛圆圆孔孔筛筛(直径直径):40、20、10、5、2.5、1.25、0.63、0.3方孔方孔筛筛(边长边长):13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3筛筛分分试验试验参数参数分分计筛计筛余百分率余百分率ai:某号:某号筛筛上的上的筛筛余余质质量占量占试样总质试样总质量的百分率量的百分率累累计计筛筛余余百百分分率率Ai:等等于于或或大大于于某某号号筛筛上上筛筛余余质质量量之之和和占占总总质质量量的百分率的百分
11、率通通过过百分率百分率Pi:通:通过过某号某号筛筛的集料的集料质质量占量占试试件件总质总质量的百分率量的百分率级级配曲配曲线线的的绘绘制制图图1-10级级配曲配曲线线制表制表19.图图1-8 级级配的几种情况配的几种情况20.筛筛析析试验试验用套用套筛筛21.图图1-10 级级配曲配曲线线示意示意图图 作作图图:纵纵坐坐标为标为通通过过百分率百分率P P()常数坐常数坐标标 横坐横坐标为筛标为筛孔尺寸孔尺寸(mm)(mm)注意:坐注意:坐标单标单位位 注明不同曲注明不同曲线线意意义义 判断集料判断集料级级配是否符合要求配是否符合要求22.3)粗度)粗度细细度模数度模数评评价砂(价砂(0.164
12、.75mm)粗)粗细细程度程度细细度模数度模数粗砂:粗砂:Mf 3.73.1中砂:中砂:Mf 3.02.3细细砂:砂:Mf2.21.623.碎石受碎石受压压4)集料的)集料的颗颗粒形状与表面特征粒形状与表面特征颗颗粒形状:蛋粒形状:蛋圆圆形、棱角形、形、棱角形、针针状、片状状、片状针针状:状:长长度大于其平均粒径度大于其平均粒径2.4倍的倍的颗颗粒粒片状:厚度小于其平均粒径片状:厚度小于其平均粒径0.4倍的倍的颗颗粒粒表面特征:表面的粗糙程度及孔隙特征等表面特征:表面的粗糙程度及孔隙特征等砾砾石受石受压压24.粗集料的力学性能粗集料的力学性能压压碎碎值值:石料抵抗:石料抵抗压压碎的能力碎的能力
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