《公路集料讲座.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《公路集料讲座.ppt(40页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,毛菊良,道 路 与 机 场 工 程 系 道路与交通工程教育部重点实验室,公路工程试验检测技术培训,同济大学,公路工程试验检测技术培训,路基路面试验检测技术,第五章 砂石材料试验检测技术,第五章 砂石材料试验检测技术,第一节 砂石材料基本概念 第二节 石料的技术性质和技术标准 第三节 石料试验检测 第四节 集料的技术性质和技术标准 第五节 粗集料试验检测 第六节 细集料试验检测 第七节 矿质混合料的组成设计,第五章 砂石材料试验检测技术,试验规程,第一节 砂石材料基本概念,一.砂石材料分类 1.石料 (1)岩浆岩 岩浆是地壳深处一种处于高温、高压下的硅酸盐熔融体,在地壳发生变动或受到其它内力作
2、用下, 其就会沿着构造薄弱带上升,侵入地壳或喷出地面冷却凝固后形成的岩石被称为岩浆岩,又被称为火成岩。 (2)沉积岩 沉积岩是地表或接近地表的常温、常压条件下,先前存在的各种岩石经外力地质作用风化剥蚀成 松散的产物,并经过搬运、沉积和压实固结而形成的岩石,一般又被称为水成岩。 (3)变质岩 地壳中的岩浆岩、沉积岩或原已生成的变质岩,由于地壳运动和岩浆活动,使其在高温、高压及其它化学因素的作用下,使原岩的化学成分、结构和构造都发生了变化而形成新的岩石,称为变质岩。 2.集料 (1)形成过程分:卵石(砾石)、碎石 (2)粒径大小分:粗集料、细集料 (3)化学成分分:酸性集料、碱性集料,第一节 砂石
3、材料基本概念,玄武岩 Basalt,伟晶花岗岩 Pegmatite,安山岩 Andesite,石灰石 Limestone,第一节 砂石材料基本概念,石料酸碱性相对比较图,第一节 砂石材料基本概念,二.集料粒径 1.粗、细集料分界 (1)水泥混凝土4.75 mm (2)沥青混凝土2.36 mm (3)SMA混合料 2.集料最大粒径 3.集料公称最大粒径,2.36mm (Dmax9.5mm) 4.75mm (Dmax13.2mm),第一节 砂石材料基本概念,三.标准筛,*公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)中,粗、细集料技术要求用方孔筛表示。 *公路工程集料试验规程(JTG
4、E42-2005)中,水泥混凝土用粗、细集料筛分试验用方孔筛。 *标准筛技术要求:GB6003-85,第二节 石料的技术性质和技术标准,一.石料的技术性质,物理性质,力学性质,物理常数,吸水性,耐候性,真密度(A),毛体积密度(A),孔隙率,吸水率,饱水率,化学性质,单轴抗压强度(A),磨耗性(A),抗冻性,坚固性,第二节 石料的技术性质和技术标准,一.石料的技术性质,1.真密度在规定温度条件下,单位真实体积(不包括闭口、开口体积)试样的质量。 2.毛体积密度在规定温度条件下,单位毛体积(包括闭口、开口体积)试样的质量。 3.孔隙率孔隙体积/总毛体积 4.吸水率在规定温度、自然大气压条件下,最
5、大吸水量/试样干质量 5.饱水率在规定温度、一定真空气压条件下,最大吸水量/试样干质量 6.抗冻性试样在饱和状态下,抵抗反复冻融的性能,强度损失比(冻融系数) 7.坚固性试样抵抗反复由硫酸钠结晶膨胀造成破坏或强度降低的性能(质量损失比) 8.单轴抗压强度试件抵抗单轴压力时保持自身不被破坏的极限应力 9.磨耗性试样抵抗撞击、剪切、摩擦等综合作用的性能(质量百分率) 10.酸碱性(SiO2含量),第二节 石料的技术性质和技术标准,二.石料的技术要求,4类4等,第三节 石料试验检测,石料真密度试验,公路工程岩石试验规程(JTG E41-2005) 密度试验(比重瓶法) T0203-2005,公路工程
6、石料试验规程(JTJ 054-94) 密度试验(李氏比重瓶法)T0204-94,1.样品破碎、磨细、研细 0.25mm 2.取约100g,烘干,冷却至室温 3.装有煤油的比重瓶保温,读数(0.05ml) 4.瓶中装样品(总量控制、精度0.001g) 5.排气、保温、读数 6.计算、精度0.01g/cm3、评判(2次平行0.02g/cm3),1.样品破碎、磨细、研细 0.315mm 2.烘干,冷却,四分法取15g(精度0.001g) 3.瓶中装样品、加水至半 4.排气(水煮或真空,煤油真空) 5.加液、保温、称重 6.测全瓶液体同温度的质量 7.计算、精度0.01g/cm3、评判(2次平行0.0
7、2g/cm3),第三节 石料试验检测,石料毛体积密度试验,公路工程岩石试验规程(JTG E41-2005) 毛体积密度试验(水中重法T0204-2005,公路工程石料试验规程(JTJ 054-94) 毛体积密度试验(静水称重法)T0205-94,1.制样品50mm方或圆,或不规则,3块 2.烘干、冷却、称重0.01g 3.逐步浸水6h后,全浸48h 4.称水中质量、饱水表干质量 5.计算、精度0.01g/cm3 6.规格试件也可用游标卡尺量体积,1.样品可规则或不规则,尺寸岩石最大颗粒的10倍,质量150g,3块 2.烘干、冷却、称重0.01g 3.试件水中饱和(煮沸法或抽真空法) 4.称水中
8、质量、饱水表干质量 5.计算、精度0.01g/cm3 6.量积法、水中重法、蜡封法,第三节 石料试验检测,石料饱水抗压强度试验,公路工程岩石试验规程(JTG E41-2005) 单轴抗压强度试验 T0221-2005,公路工程石料试验规程(JTJ 054-94) 单轴抗压强度试验T0213-94,1.制样品50mm方或圆,6块 2.游标卡尺量尺寸,0.1mm,底算受压面积 3.三次浸水6h后,高20mm,全浸48h(也可用真空法) 4.擦表水,查缺陷,压至坏(0.51.0MPa/s) 5.如6个中的2个与4个平均值差3倍以上,取4个平均值,1MPa 6.层理显著时,平行、垂直分别做再平均,1.
9、样品 2.量尺寸,0.1mm,上下面算受压面积 3.试件水中饱和(煮沸法或抽真空法) 4.擦表水,查缺陷,压至坏(0.51.0MPa/s) 5.列出单个和同组平均值,0.1MPa 6.层理显著时,平行、垂直分别列出数据,建筑地基:圆50mm,高径比2:1,6个 桥梁:立方体70mm,6个 路面:圆或方,均为50mm,6个,第三节 石料试验检测,洛杉矶磨耗试验,公路工程集料试验规程(JTG E42-2005) 粗集料磨耗试验(洛杉矶法) T0317-2005,公路工程集料试验规程(JTJ 058-2000) 粗集料磨耗试验 T0317-2000,1.选规格料,洗净烘干 2.称量合成,装料、装球、
10、设定转速和次数、密封、开机 3.水洗法测定通过规定筛孔颗粒含量 4.计算,2次平行,误差不大于2%,1.选规格料,洗净烘干(水泥混凝土A类别) 2.称量合成,装料、装球、设定转速和次数、密封、开机 3.水洗法测定通过规定筛孔颗粒含量 (全部1.7mm方孔) 4.计算,2次平行,误差不大于2%,石料、水泥混凝土筛2mm圆孔 沥青混合料、基层筛1.7mm方孔,第四节 集料的技术性质和技术标准,一.粗集料的技术性质,物理性质,力学性质,物理常数,表观密度(视密度)(A),毛体积密度(A),堆积密度(A),空隙率(A),级配,坚固性,压碎值(A),磨光值(A),冲击值(A),磨耗值(A),第四节 集料
11、的技术性质和技术标准,1.表观密度(视密度)单位体积(包括实体、闭口孔隙)试样的干质量。 2.毛体积密度单位体积(包括实体、闭口、开口孔隙所成轮廓线)试样的干质量。(另:饱和面干毛体积密度表干密度) 3.堆积密度单位体积(包括实体、闭口、开口孔隙、颗粒间孔隙)试样的质量。(包括:自然堆积、振实、捣实,试样干质量、湿质量) 4.空隙率堆积时空隙体积占试样总体积百分率 5.级配颗粒分级及搭配状况(分计筛余、累计筛余、通过率) 6.坚固性试样抵抗反复由硫酸钠结晶膨胀造成破坏或强度降低的性能(质量损失比) 7.压碎值集料在逐渐增加荷载下抵抗压碎的能力,小于规定粒径颗粒质量百分率 8.磨光值石料抵抗轮胎
12、磨光作用的能力,测定摩擦系数 9.冲击值石料抵抗冲击荷载的能力,小于规定粒径颗粒质量百分率 10.磨耗性石料抵抗磨耗作用的性能(洛杉矶法、道瑞法、狄法尔法),一.粗集料的技术性质,第四节 集料的技术性质和技术标准,二.细集料的技术性质,物理常数,表观密度(视密度)(A),堆积密度(A),空隙率(A),级配(A),粗度(细度模数)(A),第四节 集料的技术性质和技术标准,二.细集料的技术性质,1.表观密度、堆积密度、空隙率(同前) 2.级配颗粒粒级的分布状况(分计筛余、累计筛余、通过率) 3.粗度表征细集料的粗细程度,细度模数表示,分级,第四节 集料的技术性质和技术标准,三.集料的技术要求,1.
13、粗集料 按建筑用卵石、碎石(GB/T 146852001)分3级 水泥砼路面用 沥青混合料用 基层、底基层,2.细集料 按建筑用砂(GB/T 146852001)分3级 水泥砼路面用 沥青混合料用 基层、底基层用,第五节 粗集料试验检测,粗集料取样法,1.取样方法,料堆 皮带运输机 车、船,2.取样数量 (表),第五节 粗集料试验检测,粗集料密度表观密度,第五节 粗集料试验检测,粗集料密度表观密度,ma: 集料烘干质量 mf: 集料表干质量 mw: 集料水中质量 T: T时水的密度,质量 体积,公路工程集料试验规程(JTG E42 -2005) T0304-2005 (网蓝法) T0308-2
14、005 (容量瓶法) 1.筛料、称料、洗料、浸料24h 2.称水中重(控温、水面) 3.擦表面水,称表干重 4.烘干,称重 5.平行试验2次,精度:密度0.02、吸水率0.2%,第五节 粗集料试验检测,粗集料密度堆积密度及空隙率,公路工程集料试验规程(JTG E42 -2005) T0309-2005,1.烘料 2.自然堆积密度 3.振实密度 4.捣实密度 5.筒标定,装料(筒口上50mm左右) 调平、称重m2,机械 人工,(同上),振动台振3min 调平、称重m2,3层,25mm圆钢,25来回,每次垂直 滚转、调平、称重m2,3层,16mm钢捣棒,边向中25次 刮平、调平、称重m2,(筒重m
15、1、容积V、筒+水重mw),第五节 粗集料试验检测,粗集料压碎值试验,公路工程集料试验规程(JTG E42 -2005) T0316-2005 粗集料压碎值试验,1.风干料,过筛9.5mm13.2mm,约3000g,3份 2.确定试样质量(3层装金属筒,每次表面捣实25次) 3.装样( 3层装试筒,每次表面捣实25次) 4.加压(10min内到400kN,稳压5s,卸载) 5.过2.36mm筛,称细料重,1g 6.计算,精确0.1%,3次平行试验,第五节 粗集料试验检测,针片状试验水泥砼用,颗粒最小厚度(或直径)方向与最大长度(或宽度)方向尺寸比,1.风干、分样、筛分、称重 2.针状颗粒挑选
16、3.片状颗粒挑选 4.总量计算,精确0.1%,公路工程集料试验规程(JTG E42 -2005) T0311-2005 规准仪法,第五节 粗集料试验检测,针片状试验,公路工程集料试验规程(JTG E42 -2005) T0312-2005 游标卡尺法,颗粒最大长度(或宽度)方向与最小厚度(或直径)方向尺寸比3倍,1.分样,4.75mm过筛,称量 2.游标卡尺量 最大/最小3部分 3.平行2次试验,差平均20%,取平均,否则,加1次,取3次平均值,第五节 粗集料试验检测,抗冲击试验,公路工程集料试验规程(JTG E42 -2005) T0322-2005 粗集料冲击值试验,1.风干,取9.5mm
17、13.2mm样品,不少于1kg 2.三层装量筒,25次自由捣实,都在高50mm内 3.称重,0.1g 4.冲击杯中装料,捣实25次 5.自由锤击15次,(高380mm,重13.75kg,间隔大于1s) 6.过筛2.36mm,总量不超1g 7.计算,2次平行,第五节 粗集料试验检测,磨耗试验道瑞试验,1.洗净、干燥、取9.5mm13.2mm 2.制作试件 3.试块称重,0.1g 4.称试件、托盘、配重,2kg 5.装样 6.进石英砂,磨100圈 7.检查,再磨4100圈 8.称试件质量 9.计算,2平均或4平均,1.试模准备 2.排料(面下,大于24颗) 3.吹砂(0.10.3mm砂,3/4高)
18、 4.固化 5.养生(常温24h) 6.拆模、清理,第五节 粗集料试验检测,磨光试验,1.洗净、干燥、除针片料、取9.5mm13.2mm、洗干小于0.3mm砂,预磨橡胶轮 2.制作试件 3.分组、编号、安装 4.粗砂磨光(C轮、30号金刚砂27g/min、水60ml/min、57600转、1h2h暂停) 5.细砂磨光(X轮、280号金刚砂3g/min、水60ml/min、57600转、2h暂停) 6.磨光值测定(洗净,1820水中2h)、读数0.1 7.5次读数(单块最大最小不超3,4块最大最小不超4.7 ,4块标准4652) 8.计算,PSV=PSV试件+49-PSV标准,1.试模准备 2.
19、排料(面下)6块选4块2组 3.吹砂(小于0.3mm砂) 4.固化 5.养生(40下3h) 6.冷却后拆模、清理,第六节 细集料试验检测,细集料筛分,1.干筛(500g,0.5g,前总量1%)水泥砼 2.水洗法(500g,0.5g,前总量1% )沥青砼、基层、水泥砼 3.计算(分计、累计、百分通过率) 4.天然砂细度模数计算 Mx=(A0.15+A0.3+A0.6+A1.18+A2.36)-5A4.75/100-A4.75 5.平行2次,Mx不大于0.2,第六节 细集料试验检测,细集料密度表观密度(容量瓶法),1.干样300g(m0),装已含半瓶水(23 1.7)的瓶中 2.排气泡,恒温24h
20、 3.加水至刻度,称重(m2) 4.全装同温水至刻度,称重(m1) 5.计算,表观相对密度:m0/(m0+m1-m2) 6.平行2次,2次结果应不大于0.01g/cm3,第六节 细集料试验检测,细集料堆积密度及紧装密度,1.堆积密度:(高度、装砂、称重) 2.紧装密度:(2次装、10mm钢筋、25次、交叉、称重) 3.计算(堆积0.001、紧装0.001、空隙率0.1%) 4.平行2次,第七节 矿质混合料的组成设计,级配类型和级配曲线 1.级配类型 2.级配曲线,二. 矿料的级配理论,三. 矿料的组成设计方法 1.试算法操作 2.图解法操作,四. 矿料级配设计示 1.试算法 2.图解法,第七节
21、 矿质混合料的组成设计,级配类型和级配曲线 1.级配类型 2.级配曲线 (绘图 Excel),连续级配 间断级配 连续开级配,第七节 矿质混合料的组成设计,二. 矿料的级配理论,1. N法 Px=100(d/D)n n=0.5 富勒曲线 一般 n=0.30.5 日本:n=0.350.45 美国:n=0.45 2. K法 Px=100(1-(kx-1) / (kn-1) n=3.32log(D/0.004) X=3.32log(D/dx) 同济认为:k=0.70.8 南方:k=0.7 北方:k=0.75 k0.8 将出现车辙 3. I法 Px=100i x X=3.32log(D/d) i=0.70.8 i0.8 细料偏多,不够稳定 i0.7 透水,第七节 矿质混合料的组成设计,三. 矿料的组成设计方法,1.试算法(快速简单) 2.图解法(易于掌握、过程繁杂) 3.程序求解法 4.Excel图解试配法,第七节 矿质混合料的组成设计,四. 矿料级配设计示例,1.试算法 2.图解法,谢 谢!,
链接地址:https://www.31doc.com/p-2899614.html