道路工程材料-第1章砂石材料.ppt

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1、道路工程材料土木工程与建筑系2013.09第一章砂石材料1石料2集料3矿质混合料的组成设计4石料与集料的工程应用道路工程材料第一章砂石材料1石料石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然岩石的矿物成分，以及这些矿物在岩石中的结构与构造。石料是天然岩石经机械加工制成的，或者直接开采得到具有一定形状和尺寸的石料制品。1.1石料的岩石学特性1.1.1造岩矿物造岩矿物岩石地质作用石英、云母、长石；角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、赤铁矿等。道路工程材料第一章砂石材料1石料1.1.2岩石的分类按成岩条件分岩浆岩沉积岩变质岩——片理状岩、

2、块状岩深成岩喷出岩火山岩花岗岩、正长岩、辉长石玄武岩、安山岩、辉绿岩石灰岩、页岩、砂岩、石膏，散粒状的粘土、砂、卵石道路工程材料第一章砂石材料1石料1.2石料的物理性质物理常数石料的物理常数是反映材料矿物组成、结构状态和特征的参数。常用物理常数是密度和孔隙率。吸水性抗冻性反映材料与水有关的性质道路工程材料第一章砂石材料1石料材料内部体积构成闭口孔隙（体积为Vn）开口孔隙(体积为Vi)材料内部固体物质体积（Vs）道路工程材料第一章砂石材料1.2石料的物理性质规定条件下，石料矿质实体单位体积的质量。真实密度表观密度毛体积密度1

3、石料1.2.1物理常数------密度道路工程材料第一章砂石材料m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1.2石料的物理性质1.2.1物理常数------真实密度1石料规定条件下，烘干石料矿质实体单位真实体积的质量。道路工程材料第一章砂石材料m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1石料1.2石料的物理性质1.2.2物理常数------表观密度规定条件下，烘干石料矿质实体单位表观体积（包括闭口孔隙）的质量。道路工程材料第一章砂石材料规定条件下，烘干石料矿质实体单位毛体积（包括闭口、开口孔隙）的质量。1石料1.2石

4、料的物理性质1.2.3物理常数------毛体积密度道路工程材料第一章砂石材料道路工程材料第一章砂石材料1石料1.2石料的物理性质1.2.4物理常数------孔隙率石料孔隙体积占石料总体积（包括开口孔隙和闭口孔隙体积）的百分率。道路工程材料第一章砂石材料1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------吸水性1石料①吸水率：常温（20±2℃）、标准大气压（101.325kPa)，最大的吸水质量占干燥试样质量的百分比。②饱水率：常温、真空抽气（2.67kPa），最大吸水质量占干燥试样质量的百分比。材料吸入水分的能力。包括吸水率和饱和吸水

5、率。道路工程材料第一章砂石材料直接冻融法坚固性法石料在水饱和状态下，能经受反复冻融而不破坏，并不严重降低强度的能力。孔隙构造、吸水性1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------抗冻性1石料道路工程材料第一章砂石材料直接冻融法（冻融循环试验：吸水饱和，-15℃冰冻←→常温融解）循环若干次(15、25、50次)冻融系数4h石料——直径、高50mm圆柱体试件，50mm正方体试件，在105±5℃烘干。质量损失率1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------抗冻性1石料道路工程材料第一章砂石材料①道路试件:50×50×50±2mm立方体

6、Φ50×H50±2mm的圆柱体②桥梁试件:70×70×70±2mm立方体1.3石料的力学性质石料的抗压强度石料抗压试件1石料试件类型道路工程材料第一章砂石材料材料的矿物成分结构和构造P——试验时石料试件破坏的极限荷载，NA——石料试件的受力截面积，mm2影响因素试件尺寸加荷速率湿度等内因外因对试件饱水处理后施加荷载直至破坏。1.3石料的力学性质石料的抗压强度1石料道路工程材料第一章砂石材料磨耗率洛杉矶磨耗试验狄法尔磨耗试验1.3石料的力学性质1石料石料抵抗撞击、摩擦的联合作用的能力。道路工程材料第一章砂石材料式中：m2——试验后2mm筛

7、上烘干石料试样质量；m1——试验前烘干石料试样质量。磨耗率试验方法——狄法尔法（双筒式）50块石料（50～75mm），单一粒径，质量5000g左右，转速30～33r/min，转10,000转（5.5～5.0h）磨耗率计算公式：1.3石料的力学性质1石料道路工程材料第一章砂石材料双筒式磨耗仪示意图①耗时长达5h以上②试件尺寸单一（50～75mm），与路用实际情况不符合③石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大狄法尔法（双筒式）道路工程材料第一章砂石材料1.3石料的力学性质1石料磨耗率试验方法——洛杉矶法（搁板式）试样为~5000g有

8、一定级配的集料，加入12个48mm钢球，~5000g。转速30～33r/min，转500转。式中：m1——试验前烘干石料试样质量。m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量；道路工程材料第一章砂石材料①省时：