沥青混合料-第三章-石料与集料.ppt

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1、沥青混合料第三章石料与集料学习目的与任务：1、介绍石料的岩石学特征、阐述石料与集料的主要技术性能及主要评价方法和评价指标；2、讨论集料的级配概念和级配理论，并以此为基础，学习矿料的配合比设计方法。学习要求：了解石料和集料的技术性质和技术标准；掌握级配理论和组成设计方法。石料和集料（亦称骨料）统称为砂石材料，是道路与桥梁建设中用量最大的一种建筑材料，它们可以用作道路与桥梁工程的圬工材料，也是沥青混合料和水泥混凝土中最重要的基本原料。因此，全面的认识、合理的选择以及正确的使用石料和集料，对于保证道路建筑工程的质量有着不可忽视的重要意义。一、石料的岩石学特性石料定义：在建筑结构工程

2、中，所使用的石料通常指由天然岩石经机械加工制成的，或者由直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制品。1．造岩矿物所谓的造岩矿物是具有一定化学成分和结构特性的天然化合物或单质，简称矿物，由一种或两种以上的矿物组成不同的岩石。由于各种矿物具有确定的化学组成与特有的结构构造，对石料的物理力学特性有着不同的影响。第一节石料1）岩浆岩岩浆岩是岩浆冷凝而成的岩石，它是所有岩石中最原始的岩石。岩浆岩按冷却条件可分为深成岩（如花岗岩、正长岩等）、喷出岩（如玄武岩、安山岩等）和火山岩（如火山凝灰岩等）。岩浆岩具有优良的工程性质，在道路工程中用途广泛。深成岩具有密度大、抗压强度高、吸水性和抗冻性

3、好的优点；火山岩多孔、质轻，是良好的保温建筑材料和水泥混合材料；喷出岩的物理力学性质介于岩浆岩与火山岩之间。2．岩石分类岩石的性质除了与构成岩石的矿物有关之外，还取决于不同的成岩条件。根据成岩条件将岩石分成三类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。2）沉积岩沉积岩是由母岩（岩浆岩、变质岩和已形成的沉积岩）在地表风化剥蚀，经过搬运、沉积和石化等作用而形成的岩石，它占地表的66%，是地表的主要岩类。沉积岩可分为碎屑岩类（如凝灰岩、砾岩等）、粘土岩类（如页岩、泥岩等）和化学及生物化学岩类（如石灰岩、白云岩等）。沉积岩的物理力学性质与矿物、岩屑的成分以及胶结物质的性能有很大关系，通常表现出各向异

4、性的特点。与深成岩相比，沉积岩密度小、孔隙率和吸水率大、强度低、耐久性差。3）变质岩变质岩是原生的岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成的岩石。变质岩可分为片理状岩类（如片岩、千枚岩等）和块状岩类（如大理岩、石英岩等）。变质岩的物理力学性质不仅与原岩性质有关，而且与变质作用条件及变质程度有关。由沉积岩的得到的变质岩受高压和重结晶作用，比原岩更加坚固耐久；由深成岩得到的变质岩经变质作用后产生片状结构，耐久性降低。3.常见岩石种类岩石种类繁多，并且很难找到严格按照上面分类的单一种类岩石，多为几种岩石的组合体。因此，在选岩时要严格按照规范要求，对岩相、岩性进行细致的鉴定，从而避免

5、因选岩不当造成的负面影响。4、矿物主要化学组成石料的化学成分主要有：氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁以及少量的氧化锰和三氧化硫等。根据石料组成中二氧化硅成分含量的多少，将岩石分成酸碱性石料。下表的亲水系数表明石料对水亲和力的大小。亲水系数越大，说明石料与水的结合程度越高，相对应与沥青的结合力就越弱，所以石料的酸碱性直接影响到石料和沥青构成的混合料的性质。二、石料的物理性质1．物理常数物理常数主要指石料的密度和孔隙率，此类常数能够直接影响到石料的力学性质，也是将石料用于混合料配合比设计的参数之一。1）密度定义：在规定条件下（大多指规定的温度），石料矿质实体单位体积的质量。

6、由于石料在组成结构上或多或少存在着孔隙，而孔隙又分为与外界连通的开口孔隙和与外界不连通的闭口孔隙，所以石料（包括集料）的密度就有数种不同形式。图1-5石料组成部分的质量与体积关系示意图a)石料结构剖面图；b）石料的体积与质量的关系（1）真实密度真实密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体单位真实体积（不包括孔隙体积）的质量，按照下列公式计算。（2）毛体积密度毛体积密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体包括孔隙（闭口、开口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量，由如下公式计算。2）孔隙率孔隙率是指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，由如下公式计算。2．吸水性

7、石料在规定的条件下吸入水分的能力称为吸水性，通常用吸水率与饱和吸水率来表征，它能有效反映石料微裂缝的发育程度，可用来判断石料的抗冻和抗风化等性能。1）吸水率吸水率是指在规定条件下，试件最大吸水质量与烘干石料试件质量之比。测定石料的吸水率是将已知质量的干燥规则试件逐层加水至浸没，用自由吸水法测定其吸水后质量，按下式计算。2）饱水率饱水率是指在强制条件下，石料试件的最大吸水质量与烘干试件质量之比。测定石料的饱和吸水率是将已知质量的干燥规则试件用煮沸法或真空抽气法强制饱水，测定其饱水后的质量，按下式计算。3）