道路建筑材料__第一章_砂石材料
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工程岩体的主要破坏方式之一，因此需对其进行测定 。
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、岩石的技术性质
Βιβλιοθήκη Baidu
1）物理常数 （1）真密度：是岩石在规定条件下，烘干岩石矿质实 体单位体积的质量，用t 表示。
道路建筑材料
第一章 砂石材料
郑州交通技师学院 交通工程系 付丽
知识教学点和学习要求
知识教学点 砂石材料的技术性质和技术要求(石料和集料) 矿质混合料的级配理论和组成设计方法
学习要求 了解并掌握砂石材料的技术性质和技术要求 掌握级配理论和组成设计方法，会用图解法和试算法设计
矿质混合料的配合比
第一节 砂石材料的技术性质
砂石材料按形状分类 1）块状石料：简称石料 2）粒状石料：简称集料 ，又按大小分为：
A、粗集料：如碎石、卵石 B、细集料：如砂、 C、石屑 砂石材料按来源分类 A、天然石料 B、人工轧制的集料 C、工业冶金矿渣
第一节 砂石材料的技术性质
石路面
第一节 砂石材料的技术性质
（一）石料的技术性质—物理性质
(1)耐久性（原耐候性） 定义：是指石料承受干湿、冻融等环境条件及交通条件
的变化不老化、不劣化的抵抗能力。
检测试验：
JGJ E41-2005《公路工程石料试验规程》
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）
中国现存最早，并且保存良好的是隋代赵州安济桥又称赵 州桥。桥为敞间圆弧石拱，净跨37.02m。
第一节 砂石材料的技术性质
碎石
砂
工 业 废 渣 骨 料
一、石料的技术性质与技术要求
（一）岩石的技术性质 1.岩石内部组成结构： A. 矿质实体 B. 开口孔隙 C. 闭口孔隙
封闭孔隙（体积为）Vn) 开口孔隙（体积为Vi） 固体物质（体积为Vs） 孔隙体积：V0=Vi+ Vn
关键指标：单轴抗压强度和抗磨耗性
JGJ E41-2005《公路工程石料试验规程》
（一）石料的技术性质—力学性质
1）单轴抗压强度（T0221-2005） 意义：反映石料力学性能的重要指标。 测试方法：将石料制成规定标准试件，饱水后处理后用万能
试验机（或压力试验机），使试件在按规定加 载
条件下单轴受压，直至到达极限破坏时的单位 承
m`2 --试件经强制吸水后的质量（g ) m1---同前
（一）石料的技术性质—物理性质
2）吸水性 吸水性—饱水系数
定义：岩石吸水率与饱和吸水率之比（0.5~0.8）。 意义：一般来说，石料的饱水系数越大，常压下吸水后留余的空
间就越少，岩石越容易被冻胀破坏，其抗冻性就越差。
吸水性—影响因素
影响因素：孔隙大小、孔隙构造特征 规律：一般来说，孔隙结构相同的石料，孔隙率越大，吸水率越
大；表观密度越大的石料，孔隙越小，吸水率也越小；
一、岩石的技术性质
✓ 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。
✓ （测试方法：将已知质量的干燥试件逐层加水至浸没，用 自由吸水法测定其吸水后的质量）
✓ 饱和吸水率:是指在强制条件下，石料试件最大吸水质量 与烘干试件质量之比。
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
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
✓ （测试方法：将已知质量的干燥试件用煮沸法和真空抽气 法强制饱水，测定其饱水后的质量）
一、岩石的技术性质
3 ）抗冻性：抵抗大气自然因素目前主要考 虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经 过冻 (-15 0 C,4h) 、融 (20 0 ± 50 C,4h) 循 环，质量损失不超过 5% ，抗压强度不超 过 25% 的次数。
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。
t
ms vs
因 ms M 故
Vs—固体物质的体积
M---岩石的质量（g）
t
M vs
ms—岩石矿质实体的质量（g）
一、岩石的技术性质
测定方法：李氏比重瓶法测定，将石料磨 细至全部过0.25mm的筛孔，然后将其装入 比重瓶中，利用已知比重的液体置换石料 的体积。
¡一、岩石的技术性质
（2） 毛体积密度：在规定条件下，烘干岩石（包括孔隙在内） 的单位体积的质量。 V----岩石的毛体积（ g/cm3 ） 其它符号同前
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
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、岩石的技术性质
Βιβλιοθήκη Baidu
1）物理常数 （1）真密度：是岩石在规定条件下，烘干岩石矿质实 体单位体积的质量，用t 表示。
道路建筑材料
第一章 砂石材料
郑州交通技师学院 交通工程系 付丽
知识教学点和学习要求
知识教学点 砂石材料的技术性质和技术要求(石料和集料) 矿质混合料的级配理论和组成设计方法
学习要求 了解并掌握砂石材料的技术性质和技术要求 掌握级配理论和组成设计方法，会用图解法和试算法设计
矿质混合料的配合比
第一节 砂石材料的技术性质
砂石材料按形状分类 1）块状石料：简称石料 2）粒状石料：简称集料 ，又按大小分为：
A、粗集料：如碎石、卵石 B、细集料：如砂、 C、石屑 砂石材料按来源分类 A、天然石料 B、人工轧制的集料 C、工业冶金矿渣
第一节 砂石材料的技术性质
石路面
第一节 砂石材料的技术性质
（一）石料的技术性质—物理性质
(1)耐久性（原耐候性） 定义：是指石料承受干湿、冻融等环境条件及交通条件
的变化不老化、不劣化的抵抗能力。
检测试验：
JGJ E41-2005《公路工程石料试验规程》
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）
中国现存最早，并且保存良好的是隋代赵州安济桥又称赵 州桥。桥为敞间圆弧石拱，净跨37.02m。
第一节 砂石材料的技术性质
碎石
砂
工 业 废 渣 骨 料
一、石料的技术性质与技术要求
（一）岩石的技术性质 1.岩石内部组成结构： A. 矿质实体 B. 开口孔隙 C. 闭口孔隙
封闭孔隙（体积为）Vn) 开口孔隙（体积为Vi） 固体物质（体积为Vs） 孔隙体积：V0=Vi+ Vn
关键指标：单轴抗压强度和抗磨耗性
JGJ E41-2005《公路工程石料试验规程》
（一）石料的技术性质—力学性质
1）单轴抗压强度（T0221-2005） 意义：反映石料力学性能的重要指标。 测试方法：将石料制成规定标准试件，饱水后处理后用万能
试验机（或压力试验机），使试件在按规定加 载
条件下单轴受压，直至到达极限破坏时的单位 承
m`2 --试件经强制吸水后的质量（g ) m1---同前
（一）石料的技术性质—物理性质
2）吸水性 吸水性—饱水系数
定义：岩石吸水率与饱和吸水率之比（0.5~0.8）。 意义：一般来说，石料的饱水系数越大，常压下吸水后留余的空
间就越少，岩石越容易被冻胀破坏，其抗冻性就越差。
吸水性—影响因素
影响因素：孔隙大小、孔隙构造特征 规律：一般来说，孔隙结构相同的石料，孔隙率越大，吸水率越
大；表观密度越大的石料，孔隙越小，吸水率也越小；
一、岩石的技术性质
✓ 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。
✓ （测试方法：将已知质量的干燥试件逐层加水至浸没，用 自由吸水法测定其吸水后的质量）
✓ 饱和吸水率:是指在强制条件下，石料试件最大吸水质量 与烘干试件质量之比。
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
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
✓ （测试方法：将已知质量的干燥试件用煮沸法和真空抽气 法强制饱水，测定其饱水后的质量）
一、岩石的技术性质
3 ）抗冻性：抵抗大气自然因素目前主要考 虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经 过冻 (-15 0 C,4h) 、融 (20 0 ± 50 C,4h) 循 环，质量损失不超过 5% ，抗压强度不超 过 25% 的次数。
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。
t
ms vs
因 ms M 故
Vs—固体物质的体积
M---岩石的质量（g）
t
M vs
ms—岩石矿质实体的质量（g）
一、岩石的技术性质
测定方法：李氏比重瓶法测定，将石料磨 细至全部过0.25mm的筛孔，然后将其装入 比重瓶中，利用已知比重的液体置换石料 的体积。
¡一、岩石的技术性质
（2） 毛体积密度：在规定条件下，烘干岩石（包括孔隙在内） 的单位体积的质量。 V----岩石的毛体积（ g/cm3 ） 其它符号同前
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