桥梁与渡河工程专业《公路工程试验检测技术》教案-道路材料试验检测

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1、桥梁与渡河工程专业《公路工程试验检测技术》教案第2章.道路材料试验检测道路材料指用于道路、桥梁工程结构及其附属构造物的各类建筑材料，是道路桥梁工程建设的物质基础，道路材料的技术性能和质量品质直接影响着工程结构物的质量和使用功能。道路材料的技术性质及其品质指标需要通过适当的试验检测手段来确定，本章主要学习常用道路材料的技术性质、技术标准及技术指标的测试，其中《道路建筑材料》课程中已讲过的常规试验项目，这里不再赘述。2.1岩石技术性质及试验检测方法道路桥梁结构物中所用的石料通常指由天然岩石经机械加工制成或直接开采得到的具有一定形状和尺寸的岩石制品。通过试验

2、鉴定岩石的质量和各项技术指标，有助于合理选择与使用岩石，并深入地认识岩体介质在复杂环境中的力学特性，从而保证工程的安全、经济、合理。岩石的性质包括物理性质（密度、毛体积密度、孔隙率，含水率、吸水率、膨胀性）、力学性质（单轴抗压强度）、耐久性（抗冻性、坚固性）等。一、岩石的物理性质1.物理常数岩石的物理常数是反映材料矿物组成与结构状态的参数，与岩石的技术性质有着密切联系。常用的物理常数有密度、毛体积密度、孔隙率。这些物理常数可以间接预测岩石的有关物理性质和力学性质，在选用石料、进行混合料组成设计计算时，其也是重要的设计参数。岩石的内部组成结构从质量和体积

3、的物理观点出发，主要由矿质实体和孔隙（包括开口孔隙、闭口孔隙）所组成。（1）密度：是在规定条件下，烘干岩石矿质实体单位真实体积(不包括开口孔隙、闭口孔隙的体积）的质量，用ρt表示。式中：ρt—岩石真实密度g/cm3；ms—岩石矿质实体的干质量g；Vs—岩石矿质实体的体积cm3。试验方法：密度瓶法按现行《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）,采用密度瓶法测定岩石密度：将岩石磨成细粉，以一定质量的石粉在密度瓶中通过置换法求得矿质实体的体积，从而计算出岩石的真实密度。试验时注意事项：a.石粉磨的愈细精度愈高；b.烘干石粉；c.排液时排净液体中的空

4、气（用沸煮法或真空抽气法；使用煤油作试液时采用真空抽气法，严禁用沸煮法）。（2）毛体积密度：是在规定条件下，岩石单位毛体积(包括孔隙在内的体积）的质量，用ρ0表示。式中：ρ0—岩石毛体积密度g/cm3；M—岩石矿质实体的干质量g；Vs—岩石矿质实体的体积cm3；Vn—岩石闭口孔隙的体积cm3；Vi—岩石开口孔隙的体积cm3。20桥梁与渡河工程专业《公路工程试验检测技术》教案根据含水状态，毛体积密度分干毛体积密度ρd、饱和毛体积密度ρs、天然毛体积密度ρ0。试验方法：量积法、水中称重法、蜡封法按现行《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）,岩石

5、毛体积密度测定方法有量积法、水中称重法、蜡封法。试验时注意事项：a.能制备成规则试件的各类岩石，采用量积法；除去遇水崩解、溶解和干湿涨缩外的其它各类岩石，可用水中称量法；遇水崩解、湿涨、含水溶性成分的松软石料及不能用量积法进行试验的各类岩石，宜用蜡封法（使用该法试件亦应进行适当处理，最好采用标准试件）。b.在公路工程中，岩石毛体积（块体）密度试验，绝大多数采用水中称量法，少数用量积法，而蜡封法只在特殊情况下采用。三种试验方法各有优点：水中称量法可以连续测定多种指标，但某些岩石受到限制；蜡封法适用于各种岩石和不规则试样，但测试技术较烦；量积法测试技术简单

6、，但必须制备具有一定精度的试件。三种方法的测试成果，从理论上讲差别不大，在试样制备方法及精度要求得到全面解决以后，建议推广量积法。（3）孔隙率：孔隙率是岩石孔隙体积V0占其总体积V的百分率。用n表示。式中：ρ0——岩石毛体积密度g/cm3；ρt——岩石密度g/cm3。2.吸水性岩石吸入水分的能力称为吸水性，其大小用吸水率和饱和吸水率两项指标来表示。(1)吸水率（自由吸水率）：在规定条件下，岩石试样最大的吸水质量占烘干岩石试样质量的百分率。即式中：wa——岩石吸水率或自由吸水率%；m——岩石试件烘干至衡量时的质量g；m1——岩石吸水饱和质量g。(2)饱水

7、率（饱和吸水率）：在强制条件下，岩石试样最大的吸水质量占烘干岩石试样质量的百分率。，m2-试件经强制饱和后的质量g。试验方法：按现行《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）规定，岩石吸水率采用自由吸水法测定；饱水率采用沸煮法或真空抽气法测定试验时注意事项：a.吸水率试验规定条件：温度15-25℃的自然状态；饱水率试验规定条件：采用沸煮法、抽真空法。b.试件的形状：一般没有严格规定。但应尽可能采用规则试样，采用规则试样测定吸水率和饱水率，不仅操作方便，提高效率，而且也有利于建立各指标之间的相互关系。c.吸水稳定标准：在大气压力下吸水的稳定标准规

8、定采用48h。试验资料证明，浸水24h平均吸水率达到绝对吸水率的85%,48h达到94%，继续