1、第二章第二章 砂石材料砂石材料 砂石材料是道路与桥梁建筑中用量最大砂石材料是道路与桥梁建筑中用量最大的一种建筑材料，按用途不同，分为石料、的一种建筑材料，按用途不同，分为石料、集料和矿质混合料。集料和矿质混合料。2.1 石料石料 2.2 集料集料 2.3 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计12.1 砂石材料砂石材料2.1.1 砂石材料的基础知识砂石材料的基础知识 石料指天然岩石经机械加工制成的具有一定形石料指天然岩石经机械加工制成的具有一定形状和尺寸的石料制品；状和尺寸的石料制品；物理性质物理性质 石料的技术指标石料的技术指标 力学性质力学性质 化学性质化学性质 第二章第二章 砂石材料砂
2、石材料22.1.1 砂石材料的基础知识砂石材料的基础知识u 分类：分类：岩浆岩：密度大，吸水性小，抗冻抗压；岩浆岩：密度大，吸水性小，抗冻抗压；沉积岩：密度小，吸水率大，强度低；沉积岩：密度小，吸水率大，强度低；变质岩：变质岩：u 工程上常用的石料制品：工程上常用的石料制品：粗料石、细料石、碎石、石屑、矿粉、砾石、砂；粗料石、细料石、碎石、石屑、矿粉、砾石、砂；花岗岩：耐久性高，耐磨性好；花岗岩：耐久性高，耐磨性好；玄武岩：硬度大，较脆，耐久性好；玄武岩：硬度大，较脆，耐久性好；石灰岩：耐水性差；石灰岩：耐水性差；第二章第二章 砂石材料砂石材料花岗岩、玄武岩花岗岩、玄武岩 石灰岩、砾石灰岩、砾
3、岩、砂岩岩、砂岩31.物理性质物理性质 石料的物理性质包括：物理常数、吸水性和耐候性；石料的物理性质包括：物理常数、吸水性和耐候性；(1)物理常数：石料矿物组成结构状态的反映。物理常数：石料矿物组成结构状态的反映。矿物实体矿物实体三部分三部分 闭口孔隙闭口孔隙 开口孔隙开口孔隙 第二章第二章 砂石材料砂石材料4 1)真实密度真实密度 ：定义：烘干定义：烘干(105烘箱中烘烘箱中烘6h)，岩石矿质实体单，岩石矿质实体单位位真实体积真实体积的质量；的质量；公式：公式：测定：测定：密度瓶法密度瓶法 第二章第二章 砂石材料砂石材料5 )毛体积密度毛体积密度 ：定义：烘干岩石矿质实体包括孔隙定义：烘干岩
4、石矿质实体包括孔隙(开口、闭口孔开口、闭口孔隙隙)体积在内的单位体积在内的单位毛体积体积毛体积体积的质量；的质量；公式：公式：测定：测定：浸水浸水48h饱水，称饱水，称m水中重水中重；第二章第二章 砂石材料砂石材料6 )表观密度表观密度 ：定义：石料烘干至恒重，岩石矿质实体单位定义：石料烘干至恒重，岩石矿质实体单位表观表观体积体积的质量；的质量；公式：公式：测定：测定：表干法表干法 浸水浸水48h饱水，称饱水，称m水中重水中重；干燥毛巾擦至表；干燥毛巾擦至表 干，称干，称m表干表干；第二章第二章 砂石材料砂石材料7 )孔隙率孔隙率：定义：岩石孔隙体积占岩石总体积定义：岩石孔隙体积占岩石总体积(
5、包括开口、闭包括开口、闭口孔隙体积口孔隙体积)的百分率的百分率；公式：公式：测定：测定：第二章第二章 砂石材料砂石材料8吸水性：吸水性：定义：石料在规定条件下的吸水能力；定义：石料在规定条件下的吸水能力；工程上常采用工程上常采用吸水率吸水率和和饱水率饱水率两项指标表征；吸水性越两项指标表征；吸水性越 大，沥青粘附性越差；大，沥青粘附性越差；1）吸水率：）吸水率：室内常温常压下，石料试件最大吸水质量占烘干室内常温常压下，石料试件最大吸水质量占烘干石料质量的百分率。石料质量的百分率。第二章第二章 砂石材料砂石材料逐步加入水淹没石料逐步加入水淹没石料细砂细砂92）饱水率：）饱水率：室内常温，真空度室
6、内常温，真空度2.67kPa条件下，石料试件最大条件下，石料试件最大吸水质量占烘干石料质量的百分率。吸水质量占烘干石料质量的百分率。第二章第二章 砂石材料砂石材料加入水淹加入水淹没石料没石料细砂细砂抽真空抽真空通常计算的饱水率通常计算的饱水率吸水率吸水率10 试件饱水，试件饱水，-15冻冻4h，205解冻解冻4h，如此循环规定次数；测如此循环规定次数；测定实验前后试件质量和定实验前后试件质量和饱水抗压强度；饱水抗压强度；耐候性：耐候性：定义：主要表现为岩石的抗冻性，反复冻结和融化定义：主要表现为岩石的抗冻性，反复冻结和融化 而不破坏，且岩石强度未有明显降低的能力；而不破坏，且岩石强度未有明显降
7、低的能力；采用采用抗冻性抗冻性和和坚固性实验坚固性实验表征；表征；1）抗冻性：）抗冻性：评估石料饱水时，经历规定次数冻融循环后抵抗破评估石料饱水时，经历规定次数冻融循环后抵抗破坏的能力；坏的能力；第二章第二章 砂石材料砂石材料11 硫酸钠浸泡硫酸钠浸泡20h，105烘箱烘烘箱烘4h，如此循，如此循环规定次数；测定实验前环规定次数；测定实验前后试件质量后试件质量 2）坚固性：）坚固性：评估石料饱和硫酸钠多次浸泡与烘干循环后，不发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；表征生显著破坏或强度降低的性能；表征自然降水自然降水对石料的对石料的影响；影响；第二章第二章 砂石
8、材料砂石材料有条件者均采用直接冻融有条件者均采用直接冻融12 2.力学性质力学性质 确定石料等级的两项指标确定石料等级的两项指标抗压强度抗压强度和和磨耗性磨耗性；(1)单轴抗压强度单轴抗压强度fcm：试件试件：立方体：立方体(50mm)or圆柱体圆柱体(dh=5050mm)实验：饱水实验：饱水48h，加载下达极限破坏；，加载下达极限破坏；公式公式：(2)磨耗性磨耗性Q磨耗磨耗：石料抵抗撞击、剪切和摩擦的性能；采用洛杉矶石料抵抗撞击、剪切和摩擦的性能；采用洛杉矶磨耗实验测定；磨耗实验测定；第二章第二章 砂石材料砂石材料13 3.化学性质化学性质 沥青沥青(H+)+石料石料(OH-)粘附性好；粘附
9、性好；(1)石料酸碱性：石料酸碱性：酸性石料：酸性石料：65%SiO2含量含量 中性石料：中性石料：65%52%；碱性石料：碱性石料：4.75mm)天然集料天然集料 砾石砾石(260mm)人工集料人工集料 人工砂人工砂(2.36mm(沥青混凝土中，方孔筛沥青混凝土中，方孔筛)；细集料细集料：烘干质量烘干质量水中重水中重2.饱和面干：开口孔隙吸饱水，表面无水状态；饱和面干：开口孔隙吸饱水，表面无水状态；3.表观密度：矿质实体和闭口孔隙排开水体积；表观密度：矿质实体和闭口孔隙排开水体积；4.毛体积密度：开口、闭口孔隙及实体排开水体积；毛体积密度：开口、闭口孔隙及实体排开水体积；39总总 结结402.级配组成设计：级配组成设计：(1)级配三参数：级配三参数：分分计筛余百分率：余百分率：ai=mi/m100 累累计筛余百分率：余百分率：Ai=a1+a2+ai 通通过百分率：百分率：pi=100-Ai(2)数解法原理：数解法原理：总总 结结41思考题：思考题：P341-1P35 1-8；作业：作业：P35 1-12；第二章第二章 砂石材料砂石材料42
