道路建筑材料第一篇1砂石材料
道路工程材料 第一章 砂石材料
例题：1-1
2. 矿质混合料的组成设计
矿质混合料颗粒级配应满足的基本要求： 1、最小空隙率：即使不同粒径的各级矿质集料按 一定的比例搭配后，应有最大密实度。
2、最大磨擦力：各级矿质集料在进行比例搭配时 ，应使各级集料排列紧密，形成一个多级空间骨架 结构，且具有最大的摩擦力。 矿质混合料组成设计内容：
a
ms vs vn
测定方法
⑵毛体积密度
定义：粗集料单位毛体积的质量 表达式：
ms b vs vn vi
测定方法
ห้องสมุดไป่ตู้
⑶ 堆积密度
定义：单位体积物质颗粒的质量。 补充定义 表达式：
ms vs vn vi vv
测定方法： 自然堆积密度、振实密度、捣实密度 、
。
Y=100-（X+Z）
⑷ 校核
（二）图解法
因目前工程单位用的较多的是图解法 又称修正平衡而积法，是目前工程单位用的较多的一 种方法。 步骤 ： 1、绘制级配曲线图
图1-8 图解法用级配曲线坐标图
2、确定各种集料的用量比例：两线相叠、两线相 接、两线相离。
图1-9 组成集料级配曲线和要求
3、校核 需要对矿料的合成级配进行校核，当超出级配 范围时，应调整各集料的用量。
指标： 抗冻标号 直接冻融法 抗冻标号越大 抗冻性越好
根据石料能抵抗的冻融循环次数，将石料分为5、10、15、 25、50等等级。
抗冻标号：根据所能经受得冻融循环次数分
坚固性快速方法
2、力学性质
1）单轴抗压强度：（无侧限抗压强度）
定义：规定的试件在达到极限破坏时，单位面积上所承 受的压力 用于评定岩石强度、划分石料等级 2）磨耗性 定义：岩石抵抗撞击、边缘剪切和摩擦等联合作用的性能 试验方法：
同济大学 道路工程材料 1-1砂石材料
砂石材料分类
主要内容
◇ 石料与集料的技术性能 ◇ 矿质混合料的级配理论 ◇ 矿质混合料配合比设计方法
1
砂石材料分类
☆按来源分类 ① 天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂(海砂、河砂、山砂等) ② 人工轧制的砂石材料：块料、碎石集料图 ③ 工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等 ☆按成岩条件 ① 岩浆岩：花岗岩、辉绿岩、玄武岩 ② 沉积岩：石灰岩、砂岩 ③ 变质岩：片麻岩、石英岩、大理岩
m1 m2 100% m1
21
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 ③ 石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大
22
搁板式磨耗仪示意图
① 省时：15min左右 ② 使石料受到更严峻的冲击、 剪切、摩擦作用，石料级差大 ③ 试样级配较符合路用状况
表观密度体积
毛体积密度体积
14
各档集料的密度与吸水率
集料编号 粒径范围(mm) 毛体积相对密度 表观相对密度 吸水率(%) 1# 2# 3# 5# 20~25 15～20 5~15 0～ 3 2.738 2.730 2.769 2.613 2.756 2.756 2.809 2.613 0.6 0.6 0.5
图1-2 石料抗压强度试件
② 桥梁试件: 200×200×200 mm立方体
19
影响石料抗压强度的因素
道路用石料抗压强度试件 内因：材料的矿物成分 结构和构造 外因：试件尺寸 加荷速率 湿度等
20
2、磨耗率
定义：石料抵抗撞击、摩擦综合作用的能力 ① 双筒式（狄法尔法）: 50块石料（50~75mm），质量 5000g左右，转速30~33r/min，转10,000转（5.5~5.0h） ② 搁板式（洛杉矶法）:试样为~5000g有级配的集料，钢 球12个φ48mm，~5000g。转速30~33r/min，转500转 磨耗率计算公式： Qab＝
道路建筑材料 定义
1砂石材料：块石，集料，工业废渣。
无机结合物：石灰，水泥，稳定土。
有机结合料：沥青。
高聚物材料：塑料，橡胶，纤维。
复合材料：水泥砼，沥青砼。
2四个标准：国标GB，行标JT，地方，企业。
技术性质：在一定条件下才能成立的性质。
3研究目标：①保证结构稳定②保证工程质量，技术指标施工性能③降低造价。
4石料：天然岩石通过机械加工制成或直接开采得到的，一定形状和尺寸的石料制品。
造岩矿物：具有一定化学成分和机构特征的天然化合物或单质。
岩石分类：按岩石的形成条件分：岩浆岩，沉积岩，变质岩。
5石料分类：片石，块石，碎石，石屑。
物理性质：物理系数①密度②孔隙率。
吸水性①吸水率②饱水率。
抗冻性①直接冻融②硫酸钠法。
真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积质量pt=ms/vs(g/cm³)不包括孔隙，测量方法：李氏比重法，比重瓶法。
体积测定：石料磨粉过0.315mm筛孔。
表观密度：在规定条件下烘干石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观提及质量ρa=ms/（vs+vn）（g/cm³）不包括开口孔隙。
测量方法：在水中称质量。
毛体积密度：在规定条件下烘干岩石单位体积质量（包括开口闭口孔隙）ρh=ms/(vn+vi+vs) （g/cm³）毛体积:Vh= vn+vi+vs,测量方法：静水天平法：吸水饱和24小时称其质量或体积。
孔隙率：石料孔隙体积占总体积的百分率n=Vn+Vi/Vn)*100 n=(1-ρn/ρt)*100.6吸水性：石料在规定条件下吸水的能力。
含水率w：石料在天然状态下的含水率潮湿空气常温常压20±2℃。
饱水率Wsa：常温真空抽气残压2.67Kpa，恢复常压水几乎充满开口孔隙的全部体积7抗冻性：石料在饱和水状态下能经受反复冻结和融化而不破坏并不严重降低强度。
试件：直径和高为50mm的固体或50*50*50正方体。
8冻融法：饱水（-15℃，4h）（20+5℃水中4h）一个循环。
砂石材料
试验中应注意的问题
(1) 试样烘干至恒重是指相邻两次称量间隔时间大于3h （一般不大于6h）的情况下，前后两次称量之差小于该项 试验所要求的称量精度。 (2) 向密度瓶中装入石粉时，应防止石粉损失，避免漏 斗颈堵塞。倾注完毕应当排气和恒温。
自由吸水法
将岩石加工为规则试件，经105～110℃烘干至恒重后 称量，在铺有薄砂的盛水容器中，用分层逐渐加水的方法 （第一次注水至试件高度1/4处，隔2h后注水至试件高度1/2 处，4h后将水加至试件3/4处，6h将水加至高出试件顶面 20mm以上）使岩石中的空气逐渐逸出，最后浸泡24h，取 出擦干浮水，称量 。
称取试样质量m1
密度瓶
（5）抽真空(或沸煮法)，排气泡。 （6）注入试液，接近满瓶。放入恒温水槽（20±2℃） （7）温度稳定后，塞好瓶塞，擦干称质量m3（即密度瓶＋试 样＋试液的质量） （8）倒出，洗净，加试液（温度同上），擦干，称质量m2 （即密度瓶＋试液的质量）
计算与数据整理
m1 t wt m1 m 2 m3
质量损失率
m1 m2 L 100 m1
冻前烘干质量
冻融系数
Kf
Rf Rs
经若干次冻融循环后的试件 的饱水抗压强度，MPa 未经冻融循环的试件 的饱水抗压强度，MPa
判断岩石抗冻性好坏 的三个指标
冻融后的强度变化； 质量损失； 外形变化。
一般认为：冻融系数大于75%，质量损失小于2%， 且无明显的缺损（裂缝、缺角、松散等）时， 为抗冻性好的岩石。
岩石吸水率的大小与其（孔隙率的大小）及（孔隙构造特征）有关。
岩石的吸水性能够有效反映岩石裂隙的发育程度，可用来 判断岩石的（抗冻性）和（抗风化能力）。
道路沥青材料第一章砂石材料
(1) 建立基本计算方程 (2) 基本假设 (3) 计算 (4) 校核调整
2. 图解法设计步骤 (自学)
(1) 准备工作 筛分并计算各自的通过量百分率、明确设计级配要求 (2) 绘制框图 (3) 确定各集料用量 (4) 合成级配的计算与校核
21
1.4 小结与习题
道路建筑材料·砂石材料
(2)磨光值 (PSV ) 反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。该值越大，表明集料的抗磨
光性能越好。采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪浊得 的磨光后集料的磨擦系数。
10
道路建筑材料·沥青材料
(3) 冲击值 (LSV) 反映石料抵抗冲击荷载的能力。该值越小，表明集料的抗冲击性能越
好。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层 用集料非常重要。
细度模数愈大，表示细集料愈粗。砂按细度模数分为粗、中、细 三种规格，相应的细度模数分别为：
粗砂 Mf = 3.7～3.1；中砂Mf = 3.0 ～ 2.3；细砂Mf = 2.2～1.6
15
道路建筑材料·砂石材料
2. 集料的级配曲线
(1) 级配曲线的绘制
以通过量的百分率为纵坐标，筛孔尺寸（也表Y示X轴轴矿：：料P标i，不准通同筛过颗孔百粒的分的0率.4粒5；
石灰岩
白云岩石粉
23
道路建筑材料·砂石材料
石料的体积：
开口孔隙Vi+闭口孔隙Vn+矿质实体Vs
Vi
石料物理常数：
Vn
真实相对密度：单位矿质实体质量，γt
测定：将矿质实体磨细，容量瓶法测定；
公式：
毛体积相对密度：单位毛体积质量，γb 测定：表干法，浸水48h使开口空隙吸饱水，干燥毛巾擦至表面干燥； 公式：
道路建筑材料第一章砂石材料
道路建筑材料第一章砂石材料在道路建筑中，砂石材料是不可或缺的重要组成部分。
它们就像是构建道路这个巨大结构体的基石，为道路的稳固和耐用提供了坚实的基础。
砂石材料，简单来说，就是沙子和石子。
但可别小瞧了它们，其种类、特性以及质量等方面都有着严格的要求和标准。
先来说说沙子。
沙子的颗粒大小是有明确分类的。
一般来说，粗砂、中砂和细砂在不同的道路建筑工程中有着不同的用途。
粗砂的颗粒较大，空隙相对较大，透气性好，但和水泥等胶凝材料混合时，需要的水泥量较多；中砂则是在很多情况下都被广泛使用的，它的颗粒大小适中，能够在保证强度的同时，较好地控制水泥用量；细砂由于颗粒细小，表面积较大，需水量较大，若使用不当，可能会影响混凝土的强度和耐久性。
再看看石子。
石子的种类也不少，比如卵石和碎石。
卵石表面光滑，在混凝土搅拌时流动性较好，但与水泥的粘结力相对较弱；碎石则表面粗糙，棱角分明，与水泥的粘结力更强，能够更好地提高混凝土的强度。
砂石材料的质量对于道路的质量至关重要。
优质的砂石材料应该具备干净、无杂质、强度高、级配良好等特点。
如果砂石中含有过多的泥土、粉尘等杂质，会降低混凝土的强度和耐久性。
而级配良好则意味着不同大小颗粒的砂石比例恰当，这样能够使混凝土更加密实，提高其抗压、抗折等性能。
在道路建设中，砂石材料的来源也是多种多样的。
有的是从江河中开采而来，有的是通过开山采石获得。
但无论来源如何，都需要经过严格的筛选和检验，以确保其符合道路建设的要求。
开采砂石材料也不是一件简单的事情。
需要考虑到环境保护、资源合理利用等诸多因素。
过度开采可能会导致生态破坏、水土流失等问题。
因此，在开采过程中，必须要遵循相关的法律法规，采取有效的措施进行环境保护和生态恢复。
砂石材料在运输和储存过程中也有讲究。
运输过程中要防止砂石的散落和混入杂质，储存时要注意防雨、防潮，避免砂石材料的性能受到影响。
在实际的道路建筑工程中，选择合适的砂石材料需要综合考虑多个因素。
最新版《道路建筑材料》精品电子课件模块1 砂石材料
1.1
2）抗磨耗性
岩石
抗磨耗性是岩石抵抗撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能,用磨
耗损失来表示。岩石的磨耗性用洛杉矶磨耗试验法（详见1.2.1 粗 骨料的技术性质）测定,磨耗损失一般用Q表示,即
Q=(m1-m2)/m1×100% （1-14）
式中,Q为岩石的磨耗损失；m1为装入筒中的试样质量（g）；m2 为试验后洗净烘干岩石试样的质量（g）。
1.1
岩石
表1-1 常见岩石的密度和吸水率
1.1
3）耐久性
岩石
用于道路与桥梁建筑的岩石抵抗自然因素作用的性能称为岩石
的耐久性。
目前已列入《公路工程岩石试验规程》中的耐久性试验有抗冻 性试验和坚固性试验。
（1）抗冻性。岩石在反复冻融后其强度降低的主要原因如下。
①构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同,当温度变化时,由于矿 物的胀缩系数不均而导致岩石结构的破坏。
1.1
3.
岩石的化学性质
岩石
1）岩石的酸碱性
图1-2 岩石酸碱性分类
1.1
2）岩石的黏附性
岩石
岩石的黏附性直接影响到沥青混合料的使用性能,其中由于岩石
与沥青的黏结性能不良而造成的沥青混合料剥离是沥青路面常见的 破坏形式之一。
岩石与沥青的黏附性不仅取决于岩石的性质,同时也取决于沥青
的性质。从岩石本身看,影响它与沥青黏附性的主要因素是岩石的 化学性质和岩石的表面特征。
硫酸钠结晶体积膨胀,产生与水结冻相似的作用,使岩石孔隙受 到扩张应力的作用,经过多次循环,引起岩石破坏。
1.1
2.
岩石的力学性质
岩石
1）单轴抗压强度
单轴抗压强度是岩石试件抵抗单轴压力时保持自身不被 破坏的极限应力。单轴抗压强度试验是测定规则形状岩石试
道路建筑材料
第一节 砂石材料的技术性质
⒈物理性质 2）与水有关的性质 吸水性： 吸水性：石料吸水性是石料在规定条件下吸水的能力
含水率：潮湿空气中（常温20±2℃ 、常压。） 20± 常压。 含水率：潮湿空气中（常温20 吸水率：在水中最大吸水（室内、常温、常压） 吸水率：在水中最大吸水（室内、常温、常压） 饱水率：常温、真空抽气（残压2.67KPa）,恢复常压，水几乎充满 饱水率：常温、真空抽气（残压2 67KPa KPa） 恢复常压，
21
第一节 砂石材料的技术性质
[ 例1]： 1]：
水泥砼配合比中采用干砂和石子称量，分别为200 水泥砼配合比中采用干砂和石子称量，分别为200㎏， 200㎏
解： W湿砂 ＝200（1＋3%）＝ ）＝206kg （ ＋ ）＝ W湿石子＝600（1＋2%）＝ （ ＋ ）＝612kg ）＝
答案:（ 答案 （206Kg，612Kg） ， ） •
28
第一节 砂石材料的技术性质
道路建筑材料
田文玉 谢远光 江利民 主编 主审
第一章 砂石材料 第一节 砂石材料的技术性质
概述 1.石料技术性质 1.石料技术性质 2.与水有关的技术性质 2.与水有关的技术性质 3.集料技术性质 3.集料技术性质
第二节 矿质混合料的组成设计
2
绪论：一、建筑材料的定义与分类
广义上建筑材料是指用于建筑工程中所有材料的总称。 广义上建筑材料是指用于建筑工程中所有材料的总称。不仅包括构成 狭义上建筑材料是指组成建筑物的材料。 狭义上建筑材料是指组成建筑物的材料。
公式： 公式：
f sc =
f m ax A0
26
受压面积
单位：MPa 单位：
第一节 砂石材料的技术性质
道路建筑材料__第一章_砂石材料
的变化不老化、不劣化的抵抗能力。
检测试验：
JGJ E41-2005《公路工程石试验规程》 T0241-1994 抗冻性试验：石料在浸水条件下，经多次 冻结与融化作用后测定试件的质量损失以及单轴饱水抗 压强度的变化。（指标：冻融系数、质量损失率和外观 变化） T0241-1994 坚固性试验：石料经多次饱和硫酸盐溶液 浸泡与干燥作用后，测定试样质量损失的变化。(指标： 质量损失率)
意义：测定岩石试件在单轴压缩应力条件下的轴向及径向应
变值，据此计算岩石的弹性模量和泊松比。 测试方法：将石料制成规定圆柱体标准试件后采用电阻应变 仪或千分表进行测定。
（一）石料的技术性质—力学性质
3）劈裂强度（T0223-1994）
意义：岩石的抗拉能力较弱，并且在工程实践中拉断破坏是
工程岩体的主要破坏方式之一，因此需对其进行测定。
C. 闭口孔隙
孔隙体积：V0=Vi+ Vn
固体物质（体积为Vs）
材料在自然状态下总体积V=Vs+ V0
石料组成结构外观示意图
一、岩石的技术性质
2
.岩石的技术性质
物理性质、力学性质、化学性质
（1）物理性质： 物理常数（真实密度、毛体积密度、孔隙率） 吸 水 性 （吸水率、饱和吸水率） 抗 冻 性 （耐候性、腐蚀性）
（一）石料的技术性质—化学性质
3）化学性能—酸碱性 决定因素：氧化硅和氧化钙在岩石组份中比例的多少决定了 石料的酸碱性。 分类： ①酸性岩 SiO2>65%（例花岗岩、石英岩等）
②中性岩 SiO2含量在52%~65%
③碱性岩 SiO2<52%（例石灰岩、玄武岩等）
选择石料时应考虑岩石的酸碱性对沥青与岩石粘结的影响
砂石材料道路建筑材料课件
集料
在水泥混凝土中，粒径＜4.75mm
细集料
在混合料中起填充作用 在沥青混合料中，粒径＜2.36mm
（天然砂、人工砂和石屑）
二、集料的物理性质
1、物理常数 （1）密度
① 表观密度、毛体积密度、表干密度
集料的表观密度和毛体积密度定义与石料相同，但 测定方法不同。
表干密度：也称饱和面干毛体积密度，计算体积与 毛体积密度相同，但计算质量以表干质量为准。
公式：
VCA
=
1
rc rb
100
粗集料的毛体积密
度
二、集料的物理性质
1、物理常数 2、级配：混合料中各种粒径集料颗粒的搭配比例或分 布情况。
二、集料的物理性质
1、物理常数 2、级配 3、颗粒形状与表面特征
较理想的集料颗粒形状是接近球体或立方体 现行规范中对集料针、片状颗粒含量进行限制 集料表面特征主要影响集料与结合料间的粘结性能 表面粗糙、有破裂面的集料颗粒比表面光滑、无棱角的 集料颗粒内摩阻力更大，与胶结料之间的粘结能力也较强， 但混合料施工和易性相对较差。
定义：石料抵抗撞击、边 缘剪切和摩擦等综合作用的 能力。 测定方法：
① 洛杉矶磨耗试验 ② 狄法尔磨耗试验
2、磨耗率
定义：石料抵抗撞击、边 缘剪切和摩擦等综合作用的 能力。 测定方法：
① 洛杉矶磨耗试验 ② 狄法尔磨耗试验
2、磨耗率
定义：石料抵抗撞击、边 缘剪切和摩擦等综合作用的 能力。
测定方法： ① 洛杉矶磨耗试验 ② 狄法尔磨耗试验
公式：
U
=
1
rc rs
100
细集料毛体积 密度
二、集料的物理性质
1、物理常数 2、级配 3、颗粒形状与表面特征 4、含泥量和泥块含量
道路建筑材料定义
道路建筑材料定义第一篇：道路建筑材料定义1砂石材料：块石，集料，工业废渣。
无机结合物：石灰，水泥，稳定土。
有机结合料：沥青。
高聚物材料：塑料，橡胶，纤维。
复合材料：水泥砼，沥青砼。
2四个标准：国标GB，行标JT，地方，企业。
技术性质：在一定条件下才能成立的性质。
3研究目标：①保证结构稳定②保证工程质量，技术指标施工性能③降低造价。
4石料：天然岩石通过机械加工制成或直接开采得到的，一定形状和尺寸的石料制品。
造岩矿物：具有一定化学成分和机构特征的天然化合物或单质。
岩石分类：按岩石的形成条件分：岩浆岩，沉积岩，变质岩。
5石料分类：片石，块石，碎石，石屑。
物理性质：物理系数①密度②孔隙率。
吸水性①吸水率②饱水率。
抗冻性①直接冻融②硫酸钠法。
真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积质量pt=ms/vs(g/cm³)不包括孔隙，测量方法：李氏比重法，比重瓶法。
体积测定：石料磨粉过0.315mm筛孔。
表观密度：在规定条件下烘干石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观提及质量ρa=ms/（vs+vn）（g/cm³）不包括开口孔隙。
测量方法：在水中称质量。
毛体积密度：在规定条件下烘干岩石单位体积质量（包括开口闭口孔隙）ρh=ms/(vn+vi+vs)（g/cm³）毛体积:Vh= vn+vi+vs,测量方法：静水天平法：吸水饱和24小时称其质量或体积。
孔隙率：石料孔隙体积占总体积的百分率n=Vn+Vi/Vn)*100 n=(1-ρn/ρt)*100.6吸水性：石料在规定条件下吸水的能力。
含水率w：石料在天然状态下的含水率潮湿空气常温常压20±2℃。
饱水率Wsa：常温真空抽气残压2.67Kpa，恢复常压水几乎充满开口孔隙的全部体积7抗冻性：石料在饱和水状态下能经受反复冻结和融化而不破坏并不严重降低强度。
试件：直径和高为50mm的固体或50*50*50正方体。
8冻融法：饱水（-15℃，4h）（20+5℃水中4h）一个循环。
第1章砂石材料资料
三、石料的力学性质
1.强度
１)．抗压强度 （１）公路工程
注：作边坡验算要进行 三轴抗压强度试验
一般仅采用单轴抗压强度试验，每组6个试件。
a、建筑地基采用圆柱体试件，直径为50mm±2mm、高/径=2。
b、桥梁工程采用立方体试件，边长为70mm±2mm。
c、路面工程采用圆柱体或立方体试件，其直径或边长和高均 为50mm±2mm。
抗拉强度计算提供设计参数。
测试方法：将岩石钻芯取样，利用点荷 载试验仪对岩芯试样进行径 向和轴向加载直至破坏，以 点荷载强度指数表征。
6）抗折强度（T0226-1994） 意义：抗折强度是石料在荷载作用下受弯至折断时的极限弯曲
应力，它评价岩石板材、条石基础和条石路面等建材 主要力学指标。
测试方法：将石料制成规定的标准长 方体试件，并在规定条件 下施加荷载直至试件折断 破坏。
冷却至20℃）下，单位真实体积的质量。
ρt =ms/Vs
式中：ρt——石料的真实密度（g/cm3）；
ms——石料矿质实体的质量（g）；
Vs——石料矿质实体的体积（cm3）。
矿质实体体积+闭
b、表观密度（视密度） 口孔隙体积
指在规定条件下，烘干石料单位表观体积的质量，
V mV a
s
s
n
或
a
a
( ms ms mw
) w
h
(
m
f
ms mw
)
w
（2）材料的孔隙
孔隙对材料的影响：a、孔隙的多少（孔隙率）
孔隙率
b、孔隙的特征 开口孔隙和闭
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3）堆积密度
粗集料的堆积密度是单位体积（包括矿质实体、闭口孔隙
和开口孔隙及颗粒间空隙）物质颗粒的质量，按式（1-13）求
天然密度。按我国现行《公路工程岩石试验规程》（JTG E41—
2005）规定，岩石毛体积密度的检测方法可以量积法，水中称量法
和蜡封法来测定。
道路建筑材料
（3）孔隙率 岩石的孔隙率是指岩石孔隙体积占岩石总体积的百分率。
n 用 表示： n V0 100
V
直接测定孔隙体积来计算孔隙率有些难度，工程上常采用真实密度 和毛体积密度间接计算求得，由式（1-3）得：n=[1—(Vs／V)]100， 故式（1-3）可表达为式（1-4）：
道路建筑材料
R P A
岩石的抗压强度是岩石力学性质中最重要的一项指标，它是岩 石强度分级和岩性描述的主要依据。
道路建筑材料
2.磨耗性 磨耗性是岩石抵抗摩擦、撞击的能力，以磨耗率表示。
Q m1 m2 100 m1
（三）化学性质 早年的研究认为矿质集料是一种惰性材料，它在混合料（
各种水泥混凝土或沥青混合料）中只起着物理作用。随着科学 发展，科学家们根据物理一力学的研究，认为矿质集料在混合 料中与结合料起着物理一化学作用。岩石的化学性质将影响着 混合料的物理一力学性质。
粗集料表观密度以 a 表示。
a
ms Vs Vn
道路建筑材料
2）毛体积密度
粗集料的毛体积密度是在规定条件下，单位毛体积（包括矿 质实体、闭口孔隙和开口孔隙）的质量，按式（1-12）计算：
b
Vs
ms Vn
Vi
粗集料表观密度、毛体积密度可以采用容量瓶法、网篮法 进行测定。
道路建筑材料
道路建筑材料
第一篇 道路建筑材料
第一章 砂石材料
教学要点： 1.岩石的主要技术性质及其评价指标； 2.集料的基本概念； 3.路用集料的主要技术性质及其评价指标； 4.集料在道路施工中常用的试验检测技术； 5.矿质混合料的级配理论和组成设计方法。
道路建筑材料
第一节 砂石材料的技术性质与检验
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1.单轴抗压强度 单轴抗压强度是指岩石试件抵抗单轴压力时保持自身不被破坏
的极限应力。按我国现行《公路工程岩石试验规程》（JTG E41— 2005）规定：将岩石制备成标准试件（建筑地基用岩石制备成直径 为50mm±2mm，高径比为2：1的圆柱体试件；桥梁工程用岩石制备 成边长为70mm土2mm的立方体试件；路面工程用岩石制备成边长 为50mm±2mm的立方体试件或直径和高均为50mm±2mm的圆柱体 试件），经吸水饱和后，单轴受压并按规定的加载条件下，达到极 限破坏时单位面积承受的荷载。按式（1-9）计算：
m1 m
m
100
吸水率、饱和吸水率能有效地反映岩石微裂隙的发育程度， 可用来判断岩石的抗冻性和抗风化等性能。
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3.抗冻性 岩石抗冻性是指岩石在吸水饱和状态下，经受规定次数的
冻融循环后抵抗破坏的能力。 冻融后的质量损失率按式（1-7）计算：
L ms m f 100 ms
冻融系数是指未经冻融的岩石试件抗压强度与冻融循环后的岩石试 件抗压强度的比值。冻融系数按式（1-8）计算：
Kf
Rf Rs
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如无条件进行冻融试验，也可采用坚固性简易快速测定法， 这种方法通过饱和硫酸钠溶液进行多次浸泡与烘干循环后来测 定。 （二）力学性质
道路与桥梁工程结构物中使用的岩石，除受上述物理性质 影响外，还受到外力的压作用，应具备一定的力学性质，如抗 磨光、抗冲击和抗磨耗等力学性能。下面主要介绍单轴抗强度 和磨耗性的确定方法。
（JTG E41—2005）采用“密度瓶法”。要获得矿质实体的体积，
必须将岩石粉碎磨细，通过试验测定出来，详见第二篇。
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（2）毛体积密度
在规定条件下，岩石（包括孔隙在内）的单位体积的质量，
用 b 表示。
b
Vs
ms Vn
Vi
根据岩石含水状态，毛体积密度可分为干密度、饱和密度和
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二、集料的技术性质与检验 集 料是指在混合料中起骨架或填充作用的粒料，包括岩石
天然风化而成的砾石（卵石）和砂等，以及由岩石经人工轧制 的各种尺寸的碎石、机制砂、石屑等。 （一）粗集料的技术性质与检验 本节仅对粗集料的一般技术性质进行阐述。 1.物理性质 （1）物理常数
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1）表观密度 粗集料的表观密度（简称视密度）是在规定条件（ 105℃±5℃烘干至恒重）下，单位表观体积（包括集料矿质实体 和闭口孔隙的体积）的质量，按式（1-11）计算。
技术性质有着密切的关系。岩石的内部组成结构主要是由矿质 实体和孔隙（包括与外界连通的开口孔隙和不与外界连通的闭 口孔隙）所组成，如图1-1a）。各部分质量与体积的关系如图11b）。
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图1-1 岩石组成结构示意图 a）岩石组成结构外观示意图；b）岩石结构的质量与体积关系示意图
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n (1 b ) 100 t
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2.吸水性 岩石的吸水性是岩石在规定条件下吸水的能力，用吸水率
和饱和吸水率两项指标来表征。
（1）吸水率
岩石吸水率是指在规定条件（常温、常压、自由吸水48h）
下，岩石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，以百
分率表示，按式（1-5）计算：
wa
（1）真实密度间一般为6h~12h）至恒重（干燥器中冷却至20℃±2℃称量，前
后两次称量质量差小于0.3毫克），烘干岩石矿质实体单位体积
（不包括开口与闭口孔隙）的质量。用 t 表示。
t
ms Vs
岩石真实密度的检测方法按我国现行《公路工程岩石试验规程》
砂石材料包括天然岩石、人工轧制的集料以及工业冶金矿渣等 ，下面将对这些材料的技术性质予以论述。
一、岩石的技术性质与检验 岩石的技术性质，主要从物理性质、力学性质和化学性质三方
面进行评价。
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（一）物理性质 岩石的物理性质包括：物理常数（如真实密度、毛体积密度和
孔隙率等）、吸水性（如吸水率、饱水率）和抗冻性。 1.物理常数 岩石的物理常数是岩石矿物组成结构状态的反映，它与岩石的