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时间:2018-12-04
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1、道路建筑材料1.砂石材料2.水泥3.水泥混凝土4.沥青材料5.沥青混合料6.无机结合料稳定混合料1.砂石材料★主要内容◇砂石材料的技术性能◇矿质混合料的级配◇矿质混合料配合比设计方法◇石料与集料在道路工程中的应用1.1砂石材料分类☆按来源分类①天然砂石材料:卵石、砾石;砂(海砂、河砂、山砂等)②人工轧制的砂石料:块料、碎石集料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-地壳内部熔融岩浆上升冷却而成,又称火成岩例如:花岗岩(侵入岩)、安山岩、玄武岩(喷出岩)②沉积岩-母岩经长期风化、搬运、沉积成岩作
2、用而形成(水成岩石)例如:石灰岩、砂岩③变质岩-岩浆岩或沉积岩经过地址变质作用而形成的岩石例如:石灰岩大理岩,花岗岩片麻岩公路用石料的开采与加工开采矿山轧制设备筛选设备振动喂料鄂式粗破反击式细破筛分生产工艺各种集料1.2砂石材料的技术性能1.2.1石料的技术性质1.2.1.1物理性质(物理常数、吸水性、抗冻性)1)物理常数图1-1石料体积组成示意图⑴密度:①真实密度(真实体积vs—矿物实体体积)②表观密度(表观体积vs+vn—含闭口孔隙)③毛体积密度(毛体积vs+vn+vi—闭口与开口孔隙)⑵孔隙率:图1-1石料体积组成示
3、意图2)吸水性:材料吸入水分的能力①吸水率:常温(20±2℃)、标准大气压(101.325kPa)②饱水率:常温(20±2℃)、真空抽气(2.67kPa)最大吸水质量吸水率(饱水率)=×100%干燥试样质量3)抗冻性:石料在水饱和状态下,能经受反复冻融而不破坏,并不严重降低强度的能力①直接冻融法(冻融循环试验:-15℃冰冻4h←→25℃融解4h)若干次(15、25、50次)◇质量损失◇强度损失:强度降低不大于25%,耐冻系数>0.75②硫酸钠坚固性法(Na2SO4结晶体积涨大)将石料浸入饱和Na2SO4溶液20h,置于10
4、5±5℃烘箱4h,循环5次1.2.1.2力学性质①道路试件:50×50×50mm立方体φ50×H50mm的圆柱体图1-2石料抗压强度试件②桥梁试件:200×200×200mm立方体1)抗压强度石料应具备一定的抗压、抗弯、抗剪强度,以及抗冲击、摩擦作用的能力。抗压强度和磨耗率常用于评价石料等级。单位面积上所能承受的最大荷载。图1-2石料抗压强度试件影响石料抗压强度的因素:内因:材料的矿物成分结构和孔隙构造外因:试件尺寸加荷速率湿度等2)磨耗率②洛杉矶法(搁板式):试样为5000g有级配的集料,并加入12个钢球(φ48mm,约
5、5000g)。转速30~33r/min,转500转图1-4搁板式磨耗仪①狄法尔法(双筒式):50块石料(50~75mm),质量5000g左右,转速30~33r/min,转10,000转(5.5~5.0h)图1-3双筒式磨耗仪磨耗率计算公式:式中:m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量;m1——试验前烘干石料试样质量。石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力。图1-3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合③石料间相互作用,不同性质石料的磨耗率相差不大图1-4搁板式磨耗仪示
6、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1.2.1.1物理性质物理常数:密度、空隙率吸水性:吸水率、饱水率抗冻性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1.2.1石料的技术性质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1.3.2石料的技术标准1.2.2集料
7、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、装填密度装填密度①堆积(松装)密度——集料按自由下落方式装样图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——不含开口孔隙——含开口孔隙颗粒之间的空间体积图1-5碎石集料不同粒径、尺寸较小的石料颗粒的集合体集料是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料,包括:天然砂(小于4.75mm)人工砂(机制砂,混和砂)卵石(大于4
8、.75mm)碎石(岩石、卵石破碎)工业矿渣(高炉矿渣、刚渣)图1-6集料的体积组成孔隙:矿物之间的空间—Vn+Vi空隙:集料颗粒之间的空间—Vv图1-7细集料堆积密度试验仪具示意图2)级配:指集料中不同尺寸颗粒的比例反映了粒径大小不同的矿质颗粒的相互搭配情况图1-8级配的几种情况⑴筛析试验图1-9套筛圆
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