道路建筑材料课件——砂石材料
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道路建筑材料2PPT课件
2020/10/13
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2、力学性质
一般的力学性质：抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度等。 强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力。 路用性能特殊要求的力学性质：抗磨光、抗冲击、抗磨耗。 1) 单轴抗压强度R：
R P A
式中：R—岩石的单轴抗压强度（MPa）； P—极限破坏时的荷载（N）； A—试件的受压面积(mm2)。
化学性质：材料的化学成分（如矿物组成）与周围物质进行化学反应或 在外界物质影响下保持其组成结构稳定的能力。
<52%：酸性石料 SiO2 52%~65%：中性石料
>65%：碱性石料
（二）石料的技术要求
1.路用石料的技术分级： 先分四类后分4级，分级依据主要为石料的抗压强度和磨耗率。
2.路用石料的技术标准：T1-1
石料结构的质量与体积关系示意图 2
(1) 真实密度ρt
真实密度ρt：石料在规定的条件（105℃±5℃下烘干至 恒重P230，温度20℃）下，单位矿质实体体积的质量。
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）。 当在空气中称重时，mo=0，ms =M，故
岩石的单轴抗压强度取决于石料的组成结构（如矿物组成、岩石的结构 和构造、裂隙的分布等），同时也取决于试验的条件（如试件的形状、尺寸、 加载速度、温度和湿度等）。 2)磨耗性：石料抵抗磨擦、剪切和撞击等综合作用的性质。 测试方法： （1）洛杉矶磨耗试验。 （2）狄法尔磨耗试验。
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3.化学性质
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二、道路和桥梁用石料制品
(一） 道路路面建筑用石料制品 1.高级铺砌用整齐块石 2.路面铺砌用半整齐块石 3.铺砌用不整齐块石 4.锥形块石 （二）桥梁建筑用石料制品 1.片石 2.块石 3.方块石 4.粗料石 5.细料石 6.镶面石
《道路建筑材料》PPT课件
设计原则
满足强度要求，保证耐久性，经济合理
设计步骤
选择原材料，确定试配强度，计算水灰比，选定砂率，计算单位用水量，确定 外加剂掺量，试拌调整
水泥混凝土在道路工程中的应用
应用范围
路面、桥梁、隧道、涵洞等
施工方法
滑模摊铺、轨道摊铺、小型机具施工等
质量控制
原材料检验、配合比控制、拌合过程监控、运输与浇筑管理、养 护与成品保护等
道路建筑材料的质量控制方法
进场检验
对进场的建筑材料进行外观检查、质量证明文件核查和抽样检验， 确保材料符合设计要求和相关标准。
过程控制
在施工过程中，对建筑材料进行定期或不定期的抽样检验，确保材 料质量稳定可靠。
合格评定
对经过检验和验收的建筑材料进行合格评定，对不合格的材料进行退 货或降级使用处理。
砂石在道路工程中的应用
路基填筑
用做路基填料，可提高 路基的强度和稳定性。
路面基层
用做路面基层材料，可 提高路面的承载能力和
耐久性。
路面面层
用做路面面层材料，可 提高路面的抗滑性和耐
磨性。
排水设施
用做排水设施材料，如 边沟、截水沟等，可起
到排水和防护作用。
03 石灰与水泥
石灰的生产与性质
石灰的生产原料
道路建筑材料的质量控制标准
国家标准
国家制定的关于道路建筑材料的强制性标准，如《公路沥 青路面施工技术规范》、《公路水泥混凝土路面施工技术 规范》等。
行业标准
交通运输部或相关行业组织制定的推荐性标准，如《公路 路基设计规范》、《公路桥梁设计规范》等。
企业标准
企业根据自身生产和技术条件制定的标准，一般高于国家 标准和行业标准，用于指导企业内部生产和质量控制。
满足强度要求，保证耐久性，经济合理
设计步骤
选择原材料，确定试配强度，计算水灰比，选定砂率，计算单位用水量，确定 外加剂掺量，试拌调整
水泥混凝土在道路工程中的应用
应用范围
路面、桥梁、隧道、涵洞等
施工方法
滑模摊铺、轨道摊铺、小型机具施工等
质量控制
原材料检验、配合比控制、拌合过程监控、运输与浇筑管理、养 护与成品保护等
道路建筑材料的质量控制方法
进场检验
对进场的建筑材料进行外观检查、质量证明文件核查和抽样检验， 确保材料符合设计要求和相关标准。
过程控制
在施工过程中，对建筑材料进行定期或不定期的抽样检验，确保材 料质量稳定可靠。
合格评定
对经过检验和验收的建筑材料进行合格评定，对不合格的材料进行退 货或降级使用处理。
砂石在道路工程中的应用
路基填筑
用做路基填料，可提高 路基的强度和稳定性。
路面基层
用做路面基层材料，可 提高路面的承载能力和
耐久性。
路面面层
用做路面面层材料，可 提高路面的抗滑性和耐
磨性。
排水设施
用做排水设施材料，如 边沟、截水沟等，可起
到排水和防护作用。
03 石灰与水泥
石灰的生产与性质
石灰的生产原料
道路建筑材料的质量控制标准
国家标准
国家制定的关于道路建筑材料的强制性标准，如《公路沥 青路面施工技术规范》、《公路水泥混凝土路面施工技术 规范》等。
行业标准
交通运输部或相关行业组织制定的推荐性标准，如《公路 路基设计规范》、《公路桥梁设计规范》等。
企业标准
企业根据自身生产和技术条件制定的标准，一般高于国家 标准和行业标准，用于指导企业内部生产和质量控制。
砂石材料PPT课件
2021 道路桥梁工程系
细集料的堆积密度测定 颗粒材料 空隙
2021 道路桥梁工程系
空隙率 集料颗粒之间空隙体积(含开口孔隙)占集料总体积的百分率。
n
1
a
100
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密 程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的 依据。
2021 道路桥梁工程系
2.级配
1.理想集料颗粒形状是球状或立方体。不取用扁平、薄片、细长状的颗粒。 针状颗粒的定义：最大长度大于2.4倍的平均粒径的颗粒。 片状颗粒的定义：最大厚度小于0.4倍的平均粒径的颗 测定方法：针片状规准仪、游标卡尺法
2.集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集 料颗粒有较显著的摩阻力，同时也会影响集料的施工和易 性；粗糙且有吸收水泥浆和沥青轻组分的孔隙特征的集料与 结合料的粘结能力较强。
⑵磨光值（PSV） 反映集料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，它是采用加速
①吸水率：
岩石吸水率是指在室内常温（20℃±2℃）和大气压 条件下，岩石试样最大的吸水质量占烘干（105 5℃ 干燥至恒重）岩石试件质量的百分率。
Wa
m1 m m
100
2021 道路桥梁工程系
②饱和吸水率：
在室内常温和真空抽气后的条件下，岩石试样最大吸水的质 量占烘干岩石试件质量的百分率。
区别：
Wsa
m2 m100 m
饱水率是在石料抽至真空的条件下测定的，此时
水几乎充满开口孔隙的全部体积，而在常压下测定
的吸水率，通常认为水分只填充部分孔隙。
2021 道路桥梁工程系
饱水率>吸水率 影响吸水性的因素：a、孔隙特征、孔隙率
b、岩石的酸碱性 c、矿物成分组织构造 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。
道路建筑材料备课课件(最新)课题一：砂石材料
这两个定义涉及的粒径有着明显区别，通常集料公称最大 粒径比最大粒径要小一个粒级。但在实际使用过程中、甚至在 一些书本资料上也经常不加严格区别，容易引起混淆。实际工 程中所指的最大粒径往往是指公称最大粒径，这一点在今后的 应用中要加以区分。
1. 沥青路面及各类基层用粗细集料的界限2.36mm,标准方孔筛， 相应的筛孔尺寸依次为:
集料的颗粒形状与表面特征 ：
集料的形状和表面特征将影响集料颗粒间的内摩阻力、集料颗粒与结 合料粘结性及吸附性等方面。 1.理想集料颗粒形状是球状或立方体。不取用扁平、薄片、细长状的颗粒。
针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。
2.集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集料颗粒有较 显著的摩阻力，同时也会影响集料的施工和易性；粗糙且有吸收水泥浆 和沥青轻组分的孔隙特征的集料与结合料的粘结能力较强。
矿料配合比设计就是根据实际工程中现有的各种集料的级配参数（即 筛分结果），针对设计要求或技术规范要求，采用一定的方法确定各规格 集料在合成矿料中所占有比例的操作过程。
集料级配的表示方法 筛分试验 细集料的细度模数
集料的级配曲线
采用标准套筛对集料进行过筛分析，以确定集料粗细颗粒的分布即级
配就是所谓筛分试验。通过筛分试验，求得集料试样的级配参数。
4.磨耗值 ( AAV )
确定石料抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵 抗车轮磨耗值。该值越小，表明集料的抗磨耗能力越好。
重点：1.石料的主要物理常数与集料的主要物理常数有哪几项?它们之间
有何异同? 2.什么是集料的装填密度?什么是松装密度?什么是紧装密度? 3.压碎值、磨耗值、磨光值及冲击值分别表征粗集料的什么性质，
本章小结
本章介绍了石料的岩石学特征、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；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。通过学习，要求学生了解石 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。
1. 沥青路面及各类基层用粗细集料的界限2.36mm,标准方孔筛， 相应的筛孔尺寸依次为:
集料的颗粒形状与表面特征 ：
集料的形状和表面特征将影响集料颗粒间的内摩阻力、集料颗粒与结 合料粘结性及吸附性等方面。 1.理想集料颗粒形状是球状或立方体。不取用扁平、薄片、细长状的颗粒。
针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。
2.集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集料颗粒有较 显著的摩阻力，同时也会影响集料的施工和易性；粗糙且有吸收水泥浆 和沥青轻组分的孔隙特征的集料与结合料的粘结能力较强。
矿料配合比设计就是根据实际工程中现有的各种集料的级配参数（即 筛分结果），针对设计要求或技术规范要求，采用一定的方法确定各规格 集料在合成矿料中所占有比例的操作过程。
集料级配的表示方法 筛分试验 细集料的细度模数
集料的级配曲线
采用标准套筛对集料进行过筛分析，以确定集料粗细颗粒的分布即级
配就是所谓筛分试验。通过筛分试验，求得集料试样的级配参数。
4.磨耗值 ( AAV )
确定石料抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵 抗车轮磨耗值。该值越小，表明集料的抗磨耗能力越好。
重点：1.石料的主要物理常数与集料的主要物理常数有哪几项?它们之间
有何异同? 2.什么是集料的装填密度?什么是松装密度?什么是紧装密度? 3.压碎值、磨耗值、磨光值及冲击值分别表征粗集料的什么性质，
本章小结
本章介绍了石料的岩石学特征、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；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。通过学习，要求学生了解石 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。
砂石材料_图文
粗集料的吸水率可按下式计算:
式中：wx—粗集料的吸水率； m1—烘干后的试样与容器的总质量，g； m2—吸水至恒重的试样与容器的总质量，
g； m3—容器的质量，g；
2）集料粒径与筛孔
**最大粒径
这是一个较为重要但又容易引起混淆的概念，集料的最大 粒径这一概念由两个不同定义构成，即集料最大粒径和 集料公称最大粒径。
2）饱水率
• ——在试件强制饱和条件下，岩 石试件的最大吸水质量占烘干石 料试件质量的百分率。
• 计算方法与吸水率相似，但饱水 率＞吸水率（由于使用强制饱和 试件）。
式中： ——岩石饱和吸水率； m——岩石试件烘干至恒量时的质量，g； m2——岩石试件强制吸水至恒量时的质量，g。
饱水系数:
它是评价岩石抗冻性的一种指标，保水系数越大，说 明常压下吸水后留余的空间有限，岩石愈容易被冻胀 破坏 岩石的吸水率和饱和吸水率能有效的反岩石微裂隙的发 育程度，可用来判断岩石的抗冻性和风化等性能。
m1——装入磨耗机的试样质量，g； m2——试验后洗净烘干的试样质量，g。
（三）化学性质
（1）石料化学性质
酸性岩石：SiO2 > 65% 石料按SiO2的含量划分为：中性岩石： SiO2=52%～65%
碱性岩石：SiO2 < 52%
（2）石料与沥青粘附性测定方法
按照我国现行标准，可采用水煮法和水浸法。 *分光光度法
在沥青混合料中，粒径＞2.36mm（以方孔筛计 ）
细集料：
在水泥混凝土中，粒径＜4.75mm（以方孔筛计）
在 （混 天合 然料 砂、中人起工填砂充和作石用屑）在沥青混合料中，粒径＜2.36mm（以方孔筛计）
1.粗集料的技术性质
（1）物理性质
道路建筑材料ppt课件
5、细料石：表面凹凸不大于5mm，砌缝宽 度小于15mm。
6、镶面石：一般应选用较好的石料。 ;
▪ 三、集料的技术性质
▪ 工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗集料及细集料； 其中在沥青混合料中，以 2.36mm为界，在水泥混凝土中以 5mm为界。
▪ （一〕细集料的技术性质 ▪ 定义：在沥青混合料中，指粒径小于2.36mm天然砂，人工
▪ 4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方 孔)
▪ 筛分后，计算相关参数如下： ▪ （1〕分计筛余百分率 ▪ （2〕累计筛余百分率
ai
mi 100 M
▪ （3〕通过百分率
A i a1a2ai
▪
pi 100Ai
;
振筛机
;
▪ 3、粗度
M xA 2.5A 1.25 A 1 0.63 0 A A 0.5 3 01 5A 0.16 5A 5
2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。 (1)吸水率：20℃E2℃和大气压状态下，吸水质量的百分率。
(2)饱水率：20W0Ex 20mC2m，1m真1空1条00件下，吸水质量的百分率
饱水系数当 srW>9x0%m时2，m1抗m1冻性10较0差。
通常认为在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分孔隙， 而当石料开口孔隙内部空气被排空时，水分几乎充满开口孔 隙的全部体积。
Qa
mo m1 m0
100
• m0---试样总质量
• m1---试样筛余质量
;
• 2〕粗集料磨光值
• 测定方法：先将试样磨光，再测定摆值，经换算 后得磨光值PSV
道路建筑材料
课 题:道路建筑材料的基本内容及性质。 教学目的:了解本课程的学习内容、方
6、镶面石：一般应选用较好的石料。 ;
▪ 三、集料的技术性质
▪ 工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗集料及细集料； 其中在沥青混合料中，以 2.36mm为界，在水泥混凝土中以 5mm为界。
▪ （一〕细集料的技术性质 ▪ 定义：在沥青混合料中，指粒径小于2.36mm天然砂，人工
▪ 4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方 孔)
▪ 筛分后，计算相关参数如下： ▪ （1〕分计筛余百分率 ▪ （2〕累计筛余百分率
ai
mi 100 M
▪ （3〕通过百分率
A i a1a2ai
▪
pi 100Ai
;
振筛机
;
▪ 3、粗度
M xA 2.5A 1.25 A 1 0.63 0 A A 0.5 3 01 5A 0.16 5A 5
2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。 (1)吸水率：20℃E2℃和大气压状态下，吸水质量的百分率。
(2)饱水率：20W0Ex 20mC2m，1m真1空1条00件下，吸水质量的百分率
饱水系数当 srW>9x0%m时2，m1抗m1冻性10较0差。
通常认为在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分孔隙， 而当石料开口孔隙内部空气被排空时，水分几乎充满开口孔 隙的全部体积。
Qa
mo m1 m0
100
• m0---试样总质量
• m1---试样筛余质量
;
• 2〕粗集料磨光值
• 测定方法：先将试样磨光，再测定摆值，经换算 后得磨光值PSV
道路建筑材料
课 题:道路建筑材料的基本内容及性质。 教学目的:了解本课程的学习内容、方
《砂石材料》课件
新型材料的研发
通过科研人员的不断努力，未来将会有更多新型的砂石材料问世， 如高强度、轻质、耐高温等性能优异的新型砂石材料。
应用领域拓展
建筑领域
随着城市化进程的加速，建筑领 域对砂石材料的需求将持续增长 ，尤其是高层建筑、大型基础设
施等项目。
航空航天领域
随着航空航天技术的不断发展，砂 石材料在航空航天领域的应用也将 逐渐增多，如制造飞机零部件、卫 星结构件等。
的负担。
节能减排
采用节能技术和设备，降低砂石 材料生产过程中的能源消耗和排
放量，达到节能减排的目的。
《砂石材料》ppt课件
目录 CONTENT
• 砂石材料概述 • 砂石材料的性质 • 砂石材料的生产工艺 • 砂石材料的质量控制 • 砂石材料的未来发展
01
砂石材料概述
定义与分类
定义
砂石材料是指天然或人工开采、加工的岩石和卵石，其粒径 大于4.75mm，主要用于土木工程中混凝土和沥青混合料的 基础骨料。
在矿业工程中，砂石材料可作为矿山 的充填料、井下支撑材料等，起到采 矿和安全保障的作用。
水利工程
在水利工程中，砂石材料可用于制造 混凝土大坝、水闸等建筑物，起到防 洪、灌溉等作用。
砂石材料的重要性
01
02
03
基础支撑
作为基础骨料，砂石材料 在混凝土中起到支撑作用 ，提高建筑物的强度和稳 定性。
节约资源
机械制砂
利用机械力将砂石破碎成细小 颗粒。
化学制砂
利用化学反应将砂石转化为细 小颗粒。
气流制砂
利用高速气流将砂石破碎成细 小颗粒。
研磨制砂
利用研磨介质将砂石研磨成细 小颗粒。
分级工艺
分级筛分
通过科研人员的不断努力，未来将会有更多新型的砂石材料问世， 如高强度、轻质、耐高温等性能优异的新型砂石材料。
应用领域拓展
建筑领域
随着城市化进程的加速，建筑领 域对砂石材料的需求将持续增长 ，尤其是高层建筑、大型基础设
施等项目。
航空航天领域
随着航空航天技术的不断发展，砂 石材料在航空航天领域的应用也将 逐渐增多，如制造飞机零部件、卫 星结构件等。
的负担。
节能减排
采用节能技术和设备，降低砂石 材料生产过程中的能源消耗和排
放量，达到节能减排的目的。
《砂石材料》ppt课件
目录 CONTENT
• 砂石材料概述 • 砂石材料的性质 • 砂石材料的生产工艺 • 砂石材料的质量控制 • 砂石材料的未来发展
01
砂石材料概述
定义与分类
定义
砂石材料是指天然或人工开采、加工的岩石和卵石，其粒径 大于4.75mm，主要用于土木工程中混凝土和沥青混合料的 基础骨料。
在矿业工程中，砂石材料可作为矿山 的充填料、井下支撑材料等，起到采 矿和安全保障的作用。
水利工程
在水利工程中，砂石材料可用于制造 混凝土大坝、水闸等建筑物，起到防 洪、灌溉等作用。
砂石材料的重要性
01
02
03
基础支撑
作为基础骨料，砂石材料 在混凝土中起到支撑作用 ，提高建筑物的强度和稳 定性。
节约资源
机械制砂
利用机械力将砂石破碎成细小 颗粒。
化学制砂
利用化学反应将砂石转化为细 小颗粒。
气流制砂
利用高速气流将砂石破碎成细 小颗粒。
研磨制砂
利用研磨介质将砂石研磨成细 小颗粒。
分级工艺
分级筛分
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
1. 道路工程材料 砂石材料ppt课件
当式d中=：D时d—，欲p=计10算0→通1过00百2=分k率·Dp的→粒10径0
d D
D—混合料最大粒径
2〕级配范围曲线——泰波公式〔最大密度曲线n幂 公式）
式中：n——级配指数p
100
(
d )n D
n=0.45～0.5，密实度最大 n=0.3～0.7，密实度尚可 n=0.35～0.45，工作性较好〔工艺性能）
磨耗率计算公式： Qab＝m1m1m2 10% 0
② 洛式杉中矶：法m〔2—搁—板试式验）后:试2m样m为筛5上00烘0g干有石级料配试的样集质料量，；并 加入12个m钢1—球—〔试φ4验8m前m烘，干约石5料00试0g样）质。量转。速30～ 33r/min，转500转 图1-4 搁板式磨耗仪
图1-3 双筒式磨耗仪示意图
1.2.1.2 力学性质 抗压强度：单位面积上所能承受的最大荷载 磨耗率：石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力
1.3.2 石料的技术标准
1. 分类：按照成岩条件、风化程度等 ① 岩浆岩类〔火成岩） ② 石灰岩类〔沉积岩） ③ 砂岩与片麻岩类〔变质岩） ④ 砾石岩〔天然风化）
2. 分级指标：饱水抗压强度和磨耗率 ① 最坚强 ② 坚强 ③ 中等坚强 ④ 较弱软
1.2.2 集料的技术性质图1-5 碎石集料 1.2.2.1 物理性质
1〕物理常数图1-6 集料的体积组成
⑴ 密度：表观密度、毛体积密度、装填密度 颗粒之间的 ①装堆填积密〔度松f装〕vs 密vn度msv—i —vv集料按自由下落方式空装间体样积
图1-7 细集料堆积密度试验仪具示意图
② 振实〔紧装〕密度——集料振摇方式装样
③ 捣实密度——集料振摇方式装样
⑵ 空隙率VG：集料空隙体积占集料总体积的百分比
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_第一章砂石材料演示精品PPT课件
压面积强度。
（一）石料的技术性质—力学性质
2）单轴压缩变形（T0222-2005） 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
石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比。 质量吸水率：
体积吸水率： W体=（m2-m1）/VρW Wx.Vx------石料的质量、体积吸水率（%） m1-------石料试件烘干至恒重时的质量（g） m2--------石料试件吸水至恒重时的质量（g）
一、岩石的技术性质
(2) 饱和吸水率： 20 0± 2 0 C ，在强制条件下，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
可分为干密度、饱和密度和天然密度
相互之间如何换算？
一、岩石的技术性质
（3)孔隙率：岩石的孔隙率是指孔隙体积占总
体积的百分率
如何推算孔隙率公式？
n----岩石料的孔隙率
V0-----岩石的孔隙体积（cm3）。
一、岩石的技术性质
2） 吸水性：
（1）吸水率:20 ℃± 2 ℃和大气压状态下，是岩石在规定条件下，岩
p 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)
想一想
1、孔隙率与真实密度、毛体积密度有何关系？ 2、干燥状态、饱和状态下的毛体积密度有何关系？
（一）石料的技术性质—力学性质
技术指标：单轴抗压强度、单轴压缩变形、劈裂强度、抗 剪强度、点荷载强度和抗折强度，以及抗压碎、 抗冲击、抗磨光和抗磨耗等性能。
（一）石料的技术性质—力学性质
2）单轴压缩变形（T0222-2005） 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
石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比。 质量吸水率：
体积吸水率： W体=（m2-m1）/VρW Wx.Vx------石料的质量、体积吸水率（%） m1-------石料试件烘干至恒重时的质量（g） m2--------石料试件吸水至恒重时的质量（g）
一、岩石的技术性质
(2) 饱和吸水率： 20 0± 2 0 C ，在强制条件下，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
可分为干密度、饱和密度和天然密度
相互之间如何换算？
一、岩石的技术性质
（3)孔隙率：岩石的孔隙率是指孔隙体积占总
体积的百分率
如何推算孔隙率公式？
n----岩石料的孔隙率
V0-----岩石的孔隙体积（cm3）。
一、岩石的技术性质
2） 吸水性：
（1）吸水率:20 ℃± 2 ℃和大气压状态下，是岩石在规定条件下，岩
p 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)
想一想
1、孔隙率与真实密度、毛体积密度有何关系？ 2、干燥状态、饱和状态下的毛体积密度有何关系？
（一）石料的技术性质—力学性质
技术指标：单轴抗压强度、单轴压缩变形、劈裂强度、抗 剪强度、点荷载强度和抗折强度，以及抗压碎、 抗冲击、抗磨光和抗磨耗等性能。
《砂石材料》PPT课件 (2)
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
第二章 砂石材料
4)堆积密度 堆：
定义：将集料装填于容器中包括集料颗粒间空隙和颗 粒内部的空隙在内的单位体积的质量。
公式：
f
Vs
m干 Vp Vi
测定： 仅测定粗集料；
按堆积的松紧程度不同分为：自然堆积密度与振实
堆积密度；
23
第二章 砂石材料
5) 空隙率 n：
定义：指集料在自然堆积(或紧密堆积)时空隙体积占 总体积的百分率。
公式： n (1 堆 ) 100
a
区别： 空隙：指集料中颗粒间的空隙； 孔隙：指单一石料中的孔隙；
24
第二章 砂石材料
2）坚固性： 评估石料饱和硫酸钠多次浸泡与烘干循环后，不发
生显著破坏或强度降低的性能；表征自然降水对石料的 影响；
Lj
m1 m2 m1
100 %
硫酸钠浸泡20h，105℃ 烘箱烘4h，如此循环规定 次数；测定实验前后试件 质量
有条件者均采用直接冻融
12
第二章 砂石材料
2. 力学性质
确定石料等级的两项指标抗压强度和磨耗性；
18
第二章 砂石材料
1)表观密度
：
a
—定义：规定条件下，烘干集料矿质实体包括闭口孔 隙在内的表观单位体积的质量；
公式：
a
ms Vs Vn
a
a 水
测定： 粗集料表干法；细集料容量瓶法；
浸水24h，2.36～4.75mm集料擦饱和面干状态；2.36以下向容 量瓶中添水至刻度线；
细料 a
ms
第二章 砂石材料
4)堆积密度 堆：
定义：将集料装填于容器中包括集料颗粒间空隙和颗 粒内部的空隙在内的单位体积的质量。
公式：
f
Vs
m干 Vp Vi
测定： 仅测定粗集料；
按堆积的松紧程度不同分为：自然堆积密度与振实
堆积密度；
23
第二章 砂石材料
5) 空隙率 n：
定义：指集料在自然堆积(或紧密堆积)时空隙体积占 总体积的百分率。
公式： n (1 堆 ) 100
a
区别： 空隙：指集料中颗粒间的空隙； 孔隙：指单一石料中的孔隙；
24
第二章 砂石材料
2）坚固性： 评估石料饱和硫酸钠多次浸泡与烘干循环后，不发
生显著破坏或强度降低的性能；表征自然降水对石料的 影响；
Lj
m1 m2 m1
100 %
硫酸钠浸泡20h，105℃ 烘箱烘4h，如此循环规定 次数；测定实验前后试件 质量
有条件者均采用直接冻融
12
第二章 砂石材料
2. 力学性质
确定石料等级的两项指标抗压强度和磨耗性；
18
第二章 砂石材料
1)表观密度
：
a
—定义：规定条件下，烘干集料矿质实体包括闭口孔 隙在内的表观单位体积的质量；
公式：
a
ms Vs Vn
a
a 水
测定： 粗集料表干法；细集料容量瓶法；
浸水24h，2.36～4.75mm集料擦饱和面干状态；2.36以下向容 量瓶中添水至刻度线；
细料 a
ms
《道路建筑材料》PPT课件_OK
高
四种矿物组成的特征：见右表
二、常用水泥的技术标准及强度指标
三、合格、不合格、废品的评定
废品：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项 不符合标准规定时，均为废品。
不合格：凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项 不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强 度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装 标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号 不全的也属于不合格品
在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于5mm的天然砂、人工砂。
9
重要的定义：
• 天然砂natural sand 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径小于 4.75mm的岩石颗粒，但不包括软岩石、风化岩石的颗粒。
• 人工砂manufactured sand 经除土处理的 机制砂、混合砂的统称。
• 机制砂：由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩 石颗粒，但不包括软岩石、风化岩石的颗粒。
3、生产 两磨一烧
C3S
4、化学成分和矿物组成
A：化学成分 主要是由石灰质原料来的氧化钙（CaO） 反应
快
和氧粘化土铁质（原Fe料2O来3）的氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、 B：水泥熟料中的主要矿物组成
速度 释热量
大
C铁主a铝O要酸·有四S硅i钙O酸2（三简4钙CC2a（SO)、3·C铝aAO酸l2O·三3钙·SiO（F2e3简2OCCa3O简3S)C·、4AA硅Fl2)酸O3二简钙C（3A2)、 强度
矿渣水泥
火山灰水泥
粉煤灰水泥
P．S
P．P
P．F
硅酸盐熟料，掺 硅酸盐熟料，掺 硅酸盐熟料，掺
20%~70%粒化 20%~50%火山 加20~40% 粉煤
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（1）物理常数 一、岩石的技术性质
1）真实密度 定义： 岩石的真实密度(简称密度)是岩石在规定条件(105±5℃烘干至恒 重，温度20±2℃)下，烘干岩石矿质单位体积(不包括开口与闭口孔隙)的 质量。计算公式：
t
ms Vs
测定方法：
采用“密度瓶法”
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第一节 砂石材料的技术性质
一、岩石的技术性质
R p A
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第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
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。
影响岩石单轴抗压强度的因素：1、岩石本身（如矿物组成、结构 构造及含水状态等）2、试验条件（试件形状、大小、高径比及加工精 度、加荷速率）。
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第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
(2)磨耗性 磨耗性是岩石抵抗摩擦、撞击的性能。以磨耗率表示。我国现行
《公路工程岩石试验规程》(JTG E41—2005)规定岩石的磨耗试验方法 与粗集料的磨耗试验方法相同，采用洛杉矶式磨耗试验。
Q m1 m2 100 m1
岩石磨耗性是岩石力学 性质的另一个重要指标。
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第一节 砂石材料的技术性质 二、集料的技术性质和技术要求
定义： 集料是指在混合料中起骨架或填充作的粒料，包括岩石天然风化而
成的砾石(卵石)和砂等以及岩石经人工轧制的各种尺寸的碎石。 分类：工程上一般将集料分为粗集料和细集料两种：在水泥混凝土中， 粗集料是指粒径大于4.75mm的碎石、砾石和破碎砾石等，粒径小于 4.75mm(方孔筛)者称为细集料，在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于 2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等。粒径小于2.36mm(方孔 筛)者称为细集料。
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第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
（3）抗冻性：岩石抗冻性是指岩石在饱和状态下，抵抗 反复冻结和融化的性能。抗冻性的试验方法是采用直接 冻融法 ，采用岩石的冻融质量损失率和冻融系数评定。
质量损失率计算公式
冻融系数计算公式
L ms mf 100 ms
Kf
Rf RS
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第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
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第一节 砂石材料的技术性质
一、岩石的技术性质
3.化学性质 按SiO2 的含量多少将岩石划分为酸性、碱性及中性。
碱性石料 中性石料 酸性石料
SiO2<52％ SiO2＝52～65％ SiO2>65％
说明：为保证沥青混合料的强度，在选择岩石时应优先考虑采用碱 性岩石，当地缺乏碱性岩石必须采用酸性岩石时，可掺加抗剥剂以 提高沥青与岩石的粘性。
岩石的抗冻性主要取决于岩石中大开口孔隙的发育情况、亲水性 和可溶性矿物的含量及矿物颗粒间的连接力。大开口孔隙越多，亲水 性和可溶性矿物含量越高时，岩石的抗冻性越低。反之，越高。 说明：无条件进行冻融试验，也可采用坚固性简易性快速测定法，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
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第一节 砂石材料的技术性质 二、集料的技术性质和技术要求
1.粗集料的技术性质 (1)物理性质 1）物理常数：主要研究集料中的孔隙(开口孔隙和闭口
孔隙)及颗粒间的空隙体积与质量的关系。
第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
2、力学性质 路桥工程所用岩石除受上述物理性质影响外，还受到外
力的作用，还应具备一定的力学性质。岩石的力学性质中， 主要是学习岩石等级的抗压强度和抗磨耗性两项性质。
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第一节 砂石材料的技术性质
一、岩石的技术性质
(1)单轴抗压强度：岩石的单轴抗压强度，是将岩石制备成标准试件（建 筑地基用岩石制备成直径为50mm±2 mm，高径比为2:1圆柱体试件,桥梁 工程用岩石制备成边长和高均为70mm±2 mm的立方体试件，路面工程 用岩石制备成边长为50mm±2 mm的立方体试件或直径和高均为 70mm±2 mm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承压面积的荷载。
n
V0 V
100%
1
d t
100%
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第一节 砂石材料的技术性质
一、岩石的技术性质
(2)吸水性 定义：岩石吸水性是岩石在规定的条件下吸水的能力。采用吸水率和 饱水率两项指标表征岩石的吸水性 1)吸水率：岩石在规定条件下，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。采用自由吸水法测定
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第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
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。 1、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 水率等)和耐候性(如耐冻性、坚固性等)。
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第一节 砂石材料的技术性质Biblioteka am1 m 100 m
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第一节 砂石材料的技术性质
一、岩石的技术性质
2)饱和吸水率：岩石饱和吸水率是指强制条件下，岩石试件最大的吸水 质量占烘干岩石试件质量的之比。以百分率表示。采用煮沸法或真空 抽气测定
sa
m2 m m
100
吸水率、饱和吸水率的大小主要取决于岩石本身矿物成分、组织构造、 孔隙特征及其孔隙率的大小，岩石吸水率、饱水率的大小直接影响岩石 的耐水性及其抗冻性。
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目录
1.1砂石材料的技术性质 1.2矿质混合料的组成设计
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➢ 本章内容 1.砂石材料的技术性质和技术要求 2.矿质混合料的级配理论和组成设计 ➢ 教学目标 1.知道砂石材料的技术性质和技术要求，能测 定石料的主要物理常数和力学性质。 2.应用级配理论设计矿质混合料配合组成的方 法 ➢ 重点与难点 砂石材料的技术性质和矿质混合料的组成设计
2)毛体积密度
定义：岩石的毛体积密度是岩石在规定条件下，烘干岩石(包 括孔隙在内)的单位体积的质量。根据岩石含水状态，毛体积 密度分为干密度、饱和密度和天然密度。
计算公式：
d
M V
测定方法：采用量积法、水中称量法和蜡 封法。
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第一节 砂石材料的技术性质 一、岩石的技术性质
3)孔隙率
石料的孔隙率是石料的孔隙体积占其总体积的百分率 石料孔隙率的大小可反映其组成结构状况，也可以间接反 映其强度。