公路集料讲座.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,名 称,编 号,实施时间,备 注,公路工程岩石试验规程,（JTG E41-2005）,2005-08-01,新,公路工程石料试验规程,（JTJ 054-94）,1994-12-01,旧,公路工程集料试验规程,（,JTG E42-2005）,2005-08-01,新,公路工程集料试验规程,（,JTJ 058-2000）,2000-07-01,旧,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,0,52,65,100,碱性石料,中性石料,酸性石料,石灰岩,硅质石灰岩,玄武岩,闪长岩,辉绿岩,斑岩,花岗岩,石英岩,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,2.36,mm,(,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 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,（,SiO,2,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 0.25,mm,2.,取约100,g，,烘干，冷却至室温,3.装有煤油的比重瓶保温，读数（0.05,ml）,4.,瓶中装样品（总量控制、精度0.001,g）,5.,排气、保温、读数,6.,计算、精度0.01,g/cm,3,、,评判（2次平行0.02,g/cm,3,）,1.样品破碎、磨细、研细,0.315,mm,2.,烘干，冷却,四分法取15,g(,精度0.001,g）,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0.01,g/cm,3,、,评判（2次平行0.02,g/cm,3,）,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50,mm,方或圆，或不规则，3块,2.,烘干、冷却、称重0.01,g,3.逐步浸水6,h,后，全浸48,h,4.,称水中质量、饱水表干质量,5.,计算、精度0.01,g/cm,3,6.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150,g,，3,块,2.,烘干、冷却、称重0.01,g,3.试件水中饱和,（煮沸法或抽真空法）,4.,称水中质量、饱水表干质量,5.,计算、精度0.01,g/cm,3,6.,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50,mm,方或圆，,6,块,2.,游标卡尺量尺寸，0.1,mm，,底算受压面积,3.三次浸水6,h,后，高20,mm，,全浸48,h（,也可用真空法）,4.,擦表水，查缺陷，压至坏,（0.5,1.0MPa/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，1,MPa,6.层理显著时，平行、垂直分别做再平均,1.样品,2.,量尺寸，0.1,mm，,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,（0.5,1.0MPa/s）,5.,列出单个和同组平均值,0.1,MPa,6.,层理显著时，平行、垂直,分别列出数据,建筑地基：圆50,mm,高径比2：1，6个,桥梁：立方体70,mm，6,个,路面：圆或方，均为50,mm，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、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1.7,mm,方孔）,4.,计算，2次平行，误差不大于2%,石料、水泥混凝土筛,2,mm,圆孔,沥青混合料、基层筛,1.7,mm,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.粗集料,按建筑用卵石、碎石（,GB/T 14685,2001）,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 14685,2001）,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,名称,俗称,质量,体积,关系式,表观相对密度,视比重,m1,v1+v2,a,=m,a,/(m,a,-m,w,),表观密度,视密度,a,=,a*,T,表干相对密度,饱和面干毛体积相对密度,m1+m3,水,v1+v2+v3,s,=m,f,/(m,f,-m,w,),表干密度,饱和面干毛体积密度,s,=,s*,T,表干毛体积密度,毛体积相对密度,m1,v1+v2+v3,b,=m,a,/(m,f,-m,w,),毛体积密度,绝干毛体积密度,b,=,b*,T,真实密度,真密度,m1,v1,吸水率,m3,水,/,m1,W,x,=(m,f,-m,a,)/m,a,第五节 粗集料试验检测,粗集料密度,表观密度,m,a,:,集料烘干质量,m,f,:,集料表干质量,m,w,:,集料水中质量,T,:T,时水的密度,m1,m2,v1,m3,水,v2,v3,质量 体积,公路工程集料试验规程（,JTG E42-2005）,T0304-2005（,网蓝法）,T0308-2005（,容量瓶法）,1.筛料、称料、洗料、浸料24,h,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50,mm,左右）,调平、称重,m2,机械,人工,（同上），振动台振3,min,调平、称重,m2,3层，25,mm,圆钢，25来回，每次垂直,滚转、调平、称重,m2,3层，16,mm,钢捣棒，边向中25次,刮平、调平、称重,m2,(筒重,m1、,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9.5mm,13.2mm，,约3000,g，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（10,min,内到400,kN，,稳压5,s，,卸载）,5.过2.36,mm,筛，称细料重，1,g,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,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，4.75,mm,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9.5,mm,13.2mm,样品，不少于1,kg,2.三层装量筒，25次自由捣实，都在高50,mm,内,3.称重，0.1,g,4.,冲击杯中装料，捣实25次,5自由锤击15次，（高380,mm，,重13.75,kg,间隔大于1,s）,6.过筛2.36,mm，,总量不超1,g,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9.5,mm,13.2mm,2.,制作试件,3.试块称重，0.1,g,4.,称试件、托盘、配重，2,kg,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（0.1,0.3,mm,砂，3/4高）,4.固化,5.养生（常温24,h）,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9.5,mm,13.2mm、,洗干小于0.3,mm,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27,g/min、,水60,ml/min、57600,转、1,h2h,暂停）,5.细砂磨光（,X,轮、280号金刚砂3,g/min、,水60,ml/min、57600,转、,2h,暂停）,6.磨光值测定（洗净，18,20水中2,h）、,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46,52）,8.计算，,PSV=PSV,试件,+49-,PSV,标准,1.试模准备,2.排料(面下,)6,块选4块2组,3.吹砂（小于0.3,mm,砂）,4.固化,5.养生（40下3,h）,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(500,g,0.5g,前总量1%),水泥砼,2.水洗法（500,g,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=(A,0.15,+A,0.3,+A,0.6,+A,1.18,+A,2.36,)-5A,4.75,/100-A,4.75,5.,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300,g（m0），,装已含半瓶水（23,1.7）的瓶中,2.排气泡，恒温24,h,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0.01,g/cm,3,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、10,mm,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 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=0.3,0.5,日本：,n=0.35,0.45,美国：,n=0.45,2.K,法,Px=100(1-(k,x,-1)/(k,n,-1),n=3.32log(D/0.004)X=3.32log(D/d,x,),同济认为：,k=0.7,0.8,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=0.7,0.8 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！,