道路施工建设培训课件.ppt

1、道路建筑材料道路建筑材料云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院建筑材料：建筑材料：是用于建筑物各个部位的各种构是用于建筑物各个部位的各种构件和结构体并最终构成建筑物的材料。件和结构体并最终构成建筑物的材料。道路建筑材料：道路建筑材料：是用于路桥建筑物各个部位是用于路桥建筑物各个部位的各种构件和结构体并最终构成路桥的材料。的各种构件和结构体并最终构成路桥的材料。一、课程性质一、课程性质道路建筑材料道路建筑材料是道路与桥梁工程的一门专业技是道路与桥梁工程的一门专业技术基础课，是研究道路与桥梁用材料术基础课，是研究道路与桥梁用材料组成、性能和应组成、性能和应用用的一门课程的一门课程。二、课程结构二

2、、课程结构、组成：理论课试验课、组成：理论课试验课 课程设计：水泥砼配合比设计课程设计：水泥砼配合比设计 沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计、内容、内容石料与集料石料与集料砂石材料是公路桥梁工程中用量最大的一种建筑材料砂石材料是公路桥梁工程中用量最大的一种建筑材料砂石材料砂石材料经过人工开采的岩石或轧制碎石以及地经过人工开采的岩石或轧制碎石以及地壳岩层岩石经天然风化而得到的松散材料。壳岩层岩石经天然风化而得到的松散材料。用途：用途：直接用于铺道路或各种桥梁结构物直接用于铺道路或各种桥梁结构物 作为集料来配制水泥砼和沥青混合料作为集料来配制水泥砼和沥青混合料无机结合料及制品无机结合料及制品

3、石灰、水泥、水泥砼是桥梁建筑中钢筋砼和石灰、水泥、水泥砼是桥梁建筑中钢筋砼和预应力砼结构的主要材料预应力砼结构的主要材料有机结合料及其混合料有机结合料及其混合料沥青、沥青混合料沥青、沥青混合料土土高聚物材料高聚物材料钢材和木材钢材和木材材料的组成材料的组成性能性能指标指标试验试验应用应用贮贮 存、运输存、运输力学性质物理性质力学性质物理性质化学性质化学性质工艺性质工艺性质三、材料的技术性质三、材料的技术性质、检验方法、检验方法常用的检验方法有三种：常用的检验方法有三种：试验室原始材料性能检测试验室原始材料性能检测试验室内模拟机构检验测定试验室内模拟机构检验测定现场修筑试验性机构物测定现场修筑试

4、验性机构物测定、技术标准见教材、技术标准见教材3 3四、检验方法与技术标准四、检验方法与技术标准四项技术性质四项技术性质第一章第一章 砂石材料砂石材料 第一节第一节 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质 砂石材料砂石材料:集料（粒料）集料（粒料）+石料（岩石）石料（岩石）一、岩石一、岩石的技术性质的技术性质（物理、力学、化学）（物理、力学、化学）石料：石料：应符合设计规定的类别和强度等级，石质均匀、不应符合设计规定的类别和强度等级，石质均匀、不易风化、无裂缝和良好耐久性能的岩石。易风化、无裂缝和良好耐久性能的岩石。物理常数物理常数各种密度和孔隙性各种密度和孔隙性石料物理性质石料物理性质 吸水性

5、吸水性含水量的程度含水量的程度 耐候性耐候性抗风化性、抗冻性等抗风化性、抗冻性等物理性质物理性质 不包括孔隙（开、闭）不包括孔隙（开、闭）测量方法：密度瓶法。测量方法：密度瓶法。体积测定：石料磨粉体积测定：石料磨粉真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积的质量。真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积的质量。公式公式:3单位:g/cm1 1）物理常数）物理常数一块砌体一块砌体ssstVMVm空气中称量空气中称量m0=0m0=0 毛体积密度：毛体积密度：定义：在规定条件下，烘干岩石单位体积的质量。（包括孔定义：在规定条件下，烘干岩石单位体积的质量。（包括孔隙体积）隙体积）shsinmMVVVV体

6、积测定：体积测定：量积法量积法吸水饱和吸水饱和2424小时，称其质量（体积），小时，称其质量（体积），蜡封法蜡封法测毛体积。测毛体积。单位：单位：g/cmg/cm3 3、kg/mkg/m3 3 。一块砌体一块砌体公式：公式：孔隙率：孔隙率：定义：石料孔隙体积占总体积的百分率。定义：石料孔隙体积占总体积的百分率。01100htVPVp 问题：问题：孔隙率和空隙率不同点？孔隙率和空隙率不同点？是否孔隙率大吸水率就大？（构造有关）是否孔隙率大吸水率就大？（构造有关）（%）2 2）吸水性）吸水性石料的吸水性是石料在规定的条件下吸水的能力。采用石料的吸水性是石料在规定的条件下吸水的能力。采用吸吸水率水率

7、和和饱和吸水率饱和吸水率两项指标来表征石料的吸水性。两项指标来表征石料的吸水性。（1 1）吸水率）吸水率 在规定条件下（室内常温在规定条件下（室内常温202和大气压条件和大气压条件下），岩石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，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。以百分率表示。吸水率公式吸水率公式w wa a岩石吸水率岩石吸水率(%)(%)m m烘至恒重时的试件质量烘至恒重时的试件质量(g)(g)1001mmma m m1 1吸水至恒重时的试件质量吸水至恒重时的试件质量(g)(g)（2 2）饱和吸水率）饱和吸水率 在室内常温（在室内常温（202022）和真空抽

8、气（抽至真空度）和真空抽气（抽至真空度为残压为残压2.67Kpa2.67Kpa）后的条件下，石料最大吸水的质量占烘）后的条件下，石料最大吸水的质量占烘干石料试件质量的百分率。我国规范采用真空抽气法和煮干石料试件质量的百分率。我国规范采用真空抽气法和煮沸法测定。沸法测定。饱和吸水率公式饱和吸水率公式w wsasa岩石饱和吸水率岩石饱和吸水率(%)(%)m m烘至恒重时的试件质量烘至恒重时的试件质量(g)(g)1002mmmsa m m2 2试件经强制饱和后的质量试件经强制饱和后的质量(g)(g)饱和吸水率大于吸水率（吸水率、饱和吸水率能有效饱和吸水率大于吸水率（吸水率、饱和吸水率能有效地反映岩石

9、微裂隙的发育程度，可用来判断岩石的抗冻性地反映岩石微裂隙的发育程度，可用来判断岩石的抗冻性和抗风化等性能）和抗风化等性能）（3）水对岩石工程性能的影响）水对岩石工程性能的影响A、石料饱水系数（、石料饱水系数（Kb）Kb=Wa/WSa Kb1，石料抗冻性能差，石料抗冻性能差，Kb0.85寒冷地区不用。寒冷地区不用。B、石料软化系数（、石料软化系数（Kr）Kr=Rb/Rg Rb同种石料吸水饱和时抗压强度；石料吸水饱和时抗压强度；Rg同种石料石料干燥时抗压强度干燥时抗压强度 Kr 1，石料石料耐水性好，耐水性好，石料强度受水影响小，石料强度受水影响小，Kr0.6不用，不用，Kr0.75不用于重要工程

10、。不用于重要工程。3 3）抗冻性）抗冻性 抗冻性是指石料在抗冻性是指石料在饱水状态饱水状态下，能抵抗多次冻结和下，能抵抗多次冻结和融化作用而不破坏，强度不严重降低的性能。融化作用而不破坏，强度不严重降低的性能。我国现行抗冻性的试验方法是采用直接冻融法，该方法是我国现行抗冻性的试验方法是采用直接冻融法，该方法是将石料加工为规则的块状试样，在常温条件下（将石料加工为规则的块状试样，在常温条件下（202055），采用逐渐浸水的方法，使开口孔隙吸饱水分，然后置于负温，采用逐渐浸水的方法，使开口孔隙吸饱水分，然后置于负温（通常采用（通常采用-15-15）的冰箱中冻结）的冰箱中冻结4h4h，最后在常温（，

11、最后在常温（202055）的水中融解的水中融解4h4h，如此为一冻融循环。经过，如此为一冻融循环。经过1010、1515、2525或或5050次循次循环后，（环后，（D15D15、D20 D20 为岩石的抗冻标号，其中为岩石的抗冻标号，其中1515、2020表示的是表示的是冻融循环次数）观察其外观破坏情况并加以记录。采用经过规冻融循环次数）观察其外观破坏情况并加以记录。采用经过规定冻融循环后的质量损失百分率表征其抗冻性。定冻融循环后的质量损失百分率表征其抗冻性。定义：定义：R=P/AR=P/A （抵抗撞击、边缘剪力和摩擦联合作用的性能）（抵抗撞击、边缘剪力和摩擦联合作用的性能）磨耗率磨耗率 Q

12、=Q=（m m1 1-m-m2 2）/m/m1 1 1001002.力学性质力学性质1 1）单轴抗压强度）单轴抗压强度2 2）磨耗性）磨耗性 3.化学性质化学性质 1)1)、化学成分对化学性质影响化学成分对化学性质影响2)2)、矿物成分对化学性质影响矿物成分对化学性质影响3)3)、岩石酸碱性（石灰岩为碱性岩石，岩浆岩为酸性岩、岩石酸碱性（石灰岩为碱性岩石，岩浆岩为酸性岩石）石）岩浆岩的酸性根据岩浆岩的酸性根据S Si iO O2 2的含量，岩浆岩石可分为：的含量，岩浆岩石可分为：酸性岩石（大于酸性岩石（大于65%65%）中性岩石（中性岩石（52%52%65%65%）基性、超基性岩石（小于基性、

13、超基性岩石（小于52%52%）道路路面建筑用岩石制品道路路面建筑用岩石制品 高级铺砌用整齐块石高级铺砌用整齐块石 路面铺砌用半整齐块石路面铺砌用半整齐块石 铺砌用不半整齐块石铺砌用不半整齐块石 锥形块石锥形块石 桥梁建筑用主要岩石制品桥梁建筑用主要岩石制品 片石片石 块石块石 方块石方块石 粗料石粗料石 细料石细料石 镶面石镶面石 二、道路和桥涵用岩石制品二、道路和桥涵用岩石制品三、集料的技术性质三、集料的技术性质 集料集料:为在混合料中起骨架或填充作用的粒料。分粗、细集料，为在混合料中起骨架或填充作用的粒料。分粗、细集料，有天然、机制、工业废料有天然、机制、工业废料概述：粗集料是在混合料中起

14、骨架作用的粒料。有人工轧制的概述：粗集料是在混合料中起骨架作用的粒料。有人工轧制的碎石；天然碎石；天然风化而成风化而成卵砾石。沥青混合料中粗集料粒径大于卵砾石。沥青混合料中粗集料粒径大于2.36mm2.36mm，水泥混凝土粗，水泥混凝土粗集料粒径大于集料粒径大于4.75mm4.75mm。粗集料的技术性质粗集料的技术性质物理性质物理性质 1 1）物理常数）物理常数表观密度：单位表观体积的质量。表观密度：单位表观体积的质量。VsVsVnVn（闭口）（闭口）sasamMVV nV公式公式：(g/3)表观体积测定：表观体积测定：网蓝法。网蓝法。称量完全干燥称量完全干燥道路使用的集料规定：密实道路使用的

15、集料规定：密实不包括开口孔隙。不包括开口孔隙。试验：试验：毛体积密度毛体积密度：定义：粗集料在规定条件下，单位毛体积的质量。定义：粗集料在规定条件下，单位毛体积的质量。公式：测定方法：浸测定方法：浸24h24h饱水后，用湿毛巾擦干后而求得饱和面干质饱水后，用湿毛巾擦干后而求得饱和面干质量。然后用排水法求得水中的质量。量。然后用排水法求得水中的质量。饱和面干饱和面干shsnimVVV 堆积密度：堆积密度：集料装填于容器中包括集料空隙和孔隙在内集料装填于容器中包括集料空隙和孔隙在内单位体积的质量。单位体积的质量。体积确定：容积升（自然堆积密度）体积确定：容积升（自然堆积密度）松方密度松方密度：公式

16、：公式：振动堆积密度振动堆积密度0sssVfmmmVVVVV细集料堆积密度及紧装密度试验细集料堆积密度及紧装密度试验空隙率：空隙率：集料集料在自然堆集时的空隙占总体积的百分率。在自然堆集时的空隙占总体积的百分率。空隙率空隙率 公式：公式：01001100VaVVnV问题：空隙率和孔隙率有什么不同？问题：空隙率和孔隙率有什么不同？2 2）级配）级配 标准筛为方孔筛，筛孔孔径为标准筛为方孔筛，筛孔孔径为70mm70mm、63mm63mm、53mm53mm、37.5mm37.5mm、31.5mm31.5mm、26.5mm26.5mm、19mm19mm、16mm16mm、13.2mm13.2mm、9.

17、5mm9.5mm、4.75mm4.75mm、2.36mm2.36mm、1.18mm1.18mm、0.6mm0.6mm、0.3mm0.3mm、0.15mm0.15mm、0.075mm0.075mm。其余性质同细集料。其余性质同细集料3）坚固性坚固性 按规范规定，对已轧制成的碎石或天然卵石用硫酸钠溶按规范规定，对已轧制成的碎石或天然卵石用硫酸钠溶液进行干湿循环试验。经液进行干湿循环试验。经5 5次循环后，观察其表面破坏情况，次循环后，观察其表面破坏情况，用质量损失百分率计算其坚固性。用质量损失百分率计算其坚固性。2 2、力学性质、力学性质力学性质力学性质压碎值压碎值磨光值磨光值冲击值冲击值磨耗值磨

18、耗值1）压碎值）压碎值定义：定义：讨论与分析：讨论与分析：集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。将将9.59.5-13.2mm-13.2mm集料试样集料试样3Kg3Kg装入压碎值测定仪的钢制圆装入压碎值测定仪的钢制圆筒内，放在压力机上，在筒内，放在压力机上，在10min10min左右时间内均匀的加荷载至左右时间内均匀的加荷载至400KN400KN，稳压，稳压5s5s，立即卸载，称其通过，立即卸载，称其通过2.36mm2.36mm的筛余质量。的筛余质量。按下式计算按下式计算1001mmQoa试验前试样质量（试验前试样质量（g g）试验后通过试验后通过2.

19、36mm2.36mm筛孔筛孔的细料质量（的细料质量（g g）石料压碎值（石料压碎值（%）2）磨光值（）磨光值（PSV）讨论与分析：讨论与分析：表示集料抵抗车轮磨光作用的能力，是保证路面（特别是表示集料抵抗车轮磨光作用的能力，是保证路面（特别是高速公路、一级公路）具有足够抗滑性能的重要力学性质，可高速公路、一级公路）具有足够抗滑性能的重要力学性质，可采用加速磨光机和摆式摩擦系数测定仪测定。石料磨光值越高，采用加速磨光机和摆式摩擦系数测定仪测定。石料磨光值越高，表示其抗滑性越好。表示其抗滑性越好。3）冲击值（）冲击值（AIV）定义：定义：讨论与分析：讨论与分析：集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能

20、力。集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。1001mmAIV试样总质量（试样总质量（g g）冲击破碎后通过冲击破碎后通过2.36mm2.36mm的试样质量（的试样质量（g g）集料冲击值（集料冲击值（%）4）磨耗值（）磨耗值（AAV）定义：定义：讨论与分析：讨论与分析：集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。smmAAV213集料表干密度（集料表干密度（g/cmg/cm3 3）磨耗前试件的质量（磨耗前试件的质量（g g）集料道瑞磨耗值集料道瑞磨耗值（%）磨耗后试件的质量（磨耗后试件的质量（g g）（一）细集料的技术性质（一）细集料的技术性质 概述：产源

21、：概述：产源：天然砂天然砂山砂、河砂、山砂、河砂、人工砂人工砂提高粘结力提高粘结力 废废 料料废模型砂废模型砂 （砂（砂细碎如砂的物质，砂砾）细碎如砂的物质，砂砾）（沙（沙极细碎的石砾，沙漠、风沙）极细碎的石砾，沙漠、风沙）主要起填充主要起填充作用作用考虑：产源、考虑：产源、粒径、物理、粒径、物理、酸碱性、级配酸碱性、级配 总结：总结：沥青混合料中的细集料是指粒径沥青混合料中的细集料是指粒径小于小于2.36mm2.36mm;水泥混凝土中的细集料是指粒径水泥混凝土中的细集料是指粒径小于小于4.75mm4.75mm。物理常数物理常数（同粗集料）（同粗集料）分析：与粗集料不同点分析：与粗集料不同点粒

22、径小、粒径小、量少；量少；要求要求干净的（含泥量、杂质量、有机干净的（含泥量、杂质量、有机质）质）级配：级配：是砂各级粒径颗粒的分配情况。是砂各级粒径颗粒的分配情况。方法：采用筛析法（方孔筛方法：采用筛析法（方孔筛一套标准筛）一套标准筛）分析：级配分析：级配目的：提高密实（耐久性好）目的：提高密实（耐久性好）细度模数细度模数目的：控制抗折强度、节约水泥目的：控制抗折强度、节约水泥 总结：总结：砂子的级配两方面控制。同时满足要求。砂子的级配两方面控制。同时满足要求。（旧筛方孔）（旧筛方孔）5.0 mm5.0 mm4.75mm 4.75mm（新）（新）2.5 mm2.5 mm 2.36mm2.36

23、mm 1.25 mm1.25 mm1.18mm1.18mm 0.63 mm0.63 mm0.6mm 0.6mm 控制粒径控制粒径 0.315 mm0.315 mm0.3mm0.3mm 0.16 mm0.16 mm0.15mm0.15mm 级配级配总称量总称量500g500g筛析法：一套标准筛筛析法：一套标准筛。0.6mm 0.6mm 粒径的含量粒径的含量决定它的区间决定它的区间。有关级配的重要参数有关级配的重要参数 存留量存留量 ：mimi；总量：总量：M=500gM=500g分计筛余百分率分计筛余百分率 iima=100=100M筛 上 的 存 留 量总 量累计筛百分率累计筛百分率126iA

24、aaa 通过百分率通过百分率1 0 0iipA目的：求目的：求100g100g砂中各砂中各筛上存留量筛上存留量.粗度：粗度是评价砂粗细的一种指标。用细度模粗度：粗度是评价砂粗细的一种指标。用细度模数表示，是各号筛的累计筛余百分率之和除以数表示，是各号筛的累计筛余百分率之和除以100100之之商。商。公式：公式：23456115100 xAAAAAAMA规定：规定：砂的细度模数分为三级。砂的细度模数分为三级。MXMX =3.7=3.73.13.1 粗砂粗砂 MX=3.0MX=3.02.3 2.3 中砂中砂 MX=2.2MX=2.21.6 1.6 细砂细砂“%”不代入计算不代入计算A1A1：不是砂

25、子：不是砂子细度模数细度模数水泥裹覆着集料平均粒径组成水泥裹覆着集料平均粒径组成;分析：分析：粒径差太大，粒径差太大，拌合困难拌合困难；粒径差太小，细小颗粒多粒径差太小，细小颗粒多受力易断裂；受力易断裂；细级料粒径过小表面积大，浪费水泥；细级料粒径过小表面积大，浪费水泥；完全是完全是一种一种颗粒的砂，密实度颗粒的砂，密实度不够不够。还必须考虑颗粒的级配。还必须考虑颗粒的级配。总结（总结（1 1）：）：问题：问题：粗、中、细砂如何确定？粗、中、细砂如何确定？砂的粗细程度确定的指标有哪两项？砂的粗细程度确定的指标有哪两项？颗粒级配：颗粒级配：级配级配好好密实密实耐久性好耐久性好强度高强度高。混凝土

26、用。混凝土用砂的级配按砂的级配按建筑用砂建筑用砂（GB/T 14684GB/T 1468420012001）的规）的规定划分为定划分为 3 3个个级配区有：级配区有：粗砂、中砂、细砂。粗砂、中砂、细砂。完全粗的不行，完全粗的不行，小颗粒的也需要。要符合小颗粒的也需要。要符合3-33-3规定。规定。从级配来说，就是填满骨架的空隙。从级配来说，就是填满骨架的空隙。详见砂的分区及级配范围表详见砂的分区及级配范围表3-33-3：总结（总结（2 2）：）：级级配区配区 筛孔尺寸（筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.15累计筛余（累计筛余（%）（粗）（粗）010035565358

27、571958010090（中）（中）010025050107041927010090（细）（细）01001502504016855510090 砂的分区及级配范围砂的分区及级配范围 表表3-3说明：说明：区砂属于粗砂区砂属于粗砂采用较采用较区大的砂率（不易捣实）；区大的砂率（不易捣实）；区砂属于中砂区砂属于中砂由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成；区砂属于细砂区砂属于细砂采用较采用较区小的砂率（易捣实）。区小的砂率（易捣实）。砂子标准级配图区砂子标准级配图区01020304050607080901000.150.30.61.182.364.759.5筛孔尺寸（mm）筛孔

28、尺寸（mm）通过百分率（%）通过百分率（%）上限下限试样0102030405060708090100累累计计筛筛余余百百分分率率(%)上限上限下限下限P62控制粒径偏粗偏粗偏细偏细中砂区砂样砂子标准级配图(细砂)砂子标准级配图(细砂)01020304050607080901000.150.30.61.182.364.759.5筛孔直径（mm）通过百分率（%）上限下限试样累累计计筛筛余余百百分分率率(%)(%)0 0101020203030404050506060707080809090粗砂粗砂区区细砂细砂区区砂子标准级配图区01020304050607080901000.150.30.6 1.

29、18 2.36 4.759.5筛孔尺寸(mm)通过百分率(%)上限下限试样0102030405060708090100累 累计 计筛 筛余 余百 百分 分率 率%规定：必须同时规定：必须同时 满足满足级配级配和和MxMx两项指标。两项指标。砂样砂样注意：砂样的曲线砂样的曲线完全在标准区间完全在标准区间之内，且之内，且MxMx符合规定符合规定二者统二者统一一，如：都属于二区，该项砂是中砂；，如：都属于二区，该项砂是中砂；除除5.0mm5.0mm和和6.0mm6.0mm筛孔外筛孔外,允许超出分界线，但其总量不应允许超出分界线，但其总量不应大于大于5%5%；如何选择细集料属于哪个级配区？如何选择细集

30、料属于哪个级配区？先先计算细度模数，但超出量符合规定，来确定。计算细度模数，但超出量符合规定，来确定。若若有一方面不符合规定有一方面不符合规定，该集料，该集料不符合不符合要求。要求。若给定的集料不符合规定，可取用若给定的集料不符合规定，可取用二种以上集料二种以上集料组合级组合级配，直到符合要求为止。配，直到符合要求为止。集料一定要干净，集料一定要干净，符合符合有害杂质含量的规定。有害杂质含量的规定。砂子类别确定的设计步骤砂子类别确定的设计步骤 例：已知砂子筛分的存留量例：已知砂子筛分的存留量 设计步骤：设计步骤：计算分计筛余量计算分计筛余量 计算重要参数：计算重要参数：计算累计筛余量计算累计筛

31、余量 计算通过百分率计算通过百分率 计算细度模数（结果）计算细度模数（结果）用标准级配确定砂子的级配范围（结果）用标准级配确定砂子的级配范围（结果）结论（根据细度模数和级配范围）。结论（根据细度模数和级配范围）。四、冶金矿渣集料四、冶金矿渣集料 指黑色金属冶金矿渣集料指黑色金属冶金矿渣集料 （高炉重矿渣、钢渣）（高炉重矿渣、钢渣）在空气中冷却形成坚硬的材料在空气中冷却形成坚硬的材料路用、集料路用、集料 冶金矿渣的化学成分冶金矿渣的化学成分酸、中、碱酸、中、碱 矿渣物理性质矿渣物理性质相对密度相对密度2.972.973.32g/cm3.32g/cm (2.67 (2.672.7g/cm)2.7g

32、/cm)堆积密度约堆积密度约900900/m/m3 3 力学性质力学性质强度较高（相当于花岗岩）强度较高（相当于花岗岩）压碎值压碎值 磨光值磨光值 磨耗值磨耗值符合要求符合要求 应用：稳定的矿渣集料可应用于各种路面的应用：稳定的矿渣集料可应用于各种路面的基层和垫层。基层和垫层。类宜用于强度等级大于类宜用于强度等级大于C60C60的混凝土；的混凝土；类宜用于强度等级类宜用于强度等级C30-C60C30-C60及抗冻、抗渗或其它要求及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土；的混凝土；类宜用于强度等级小于类宜用于强度等级小于C30C30的混凝土和建筑砂浆。的混凝土和建筑砂浆。砂子的用途砂子的用途第二节第二节

33、矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 道路与桥梁用砂石材料，大我数是以矿质混合料的形式与各种道路与桥梁用砂石材料，大我数是以矿质混合料的形式与各种结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。然而在矿质混合料结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。然而在矿质混合料中各档集料是相互搭配使用的，欲使混合料具备优良的性能，除中各档集料是相互搭配使用的，欲使混合料具备优良的性能，除各种矿质集料的技术性质应符合技术要求外，矿质混合料还必须各种矿质集料的技术性质应符合技术要求外，矿质混合料还必须满足最小空隙率和最大摩擦力的基本要求。满足最小空隙率和最大摩擦力的基本要求。1 1、矿质混合料级配优良的标准：、矿

34、质混合料级配优良的标准：(1)(1)、最大密实度、空隙率最小；、最大密实度、空隙率最小；(2)(2)、充分发挥粗矿料骨架支撑作用、形成最大磨擦力；、充分发挥粗矿料骨架支撑作用、形成最大磨擦力；(3)(3)、矿料表面积不太大，结合料（胶结材料）省。、矿料表面积不太大，结合料（胶结材料）省。2 2、矿质混合料进行组成设计，其主要内容包括：、矿质混合料进行组成设计，其主要内容包括：(1)(1)级配理论和级配范围的确定；级配理论和级配范围的确定；(2)(2)基本组成的设计方法。基本组成的设计方法。一、矿质混合料的级配理论一、矿质混合料的级配理论（一）级配类型（一）级配类型 典型级配：连续级配和间断级配

35、。典型级配：连续级配和间断级配。1.1.连续级配：筛孔尺寸由大到小，逐级粒径均有，按比例互连续级配：筛孔尺寸由大到小，逐级粒径均有，按比例互相搭配组成的矿质混合料。相搭配组成的矿质混合料。2.2.间断级配：在矿质混合料中剔除其一个或几个分级而形成间断级配：在矿质混合料中剔除其一个或几个分级而形成一种不连续的混合料。一种不连续的混合料。（二）级配理论（二）级配理论1.1.富勒（富勒（W.B.FullerW.B.Fuller）理论：）理论：P P2 2=kd=kd P=100(d/D)P=100(d/D)0.50.5 式中：式中：P P欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（mmmm）的通过百分率

36、（）的通过百分率（%）；）；d d欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（mmmm）；）；D D矿质混合料的最大粒径（矿质混合料的最大粒径（mmmm）。）。2.2.泰波（泰波（A.N.TalbalA.N.Talbal）理论：）理论：P=100(d/D)P=100(d/D)n n式中：式中：P P欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（mmmm）的通过百分率（）的通过百分率（%）；）；n n试验指数；试验指数；d d欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（mmmm）；）；D D矿质矿质混合料的最大粒径（混合料的最大粒径（mmmm）。DDDdDDDtaoao1131313.3.魏茅斯魏茅斯(C.A

37、.G.Weymouth(C.A.G.Weymouth)粒子干涉理论粒子干涉理论 魏矛斯提出的粒子干涉理论，认为颗粒之间的空魏矛斯提出的粒子干涉理论，认为颗粒之间的空隙，应由次小一级颗粒所填充；其所余空隙又由再次小颗隙，应由次小一级颗粒所填充；其所余空隙又由再次小颗粒所填充，但填隙的颗粒不得大于其间隙之距离，否则大粒所填充，但填隙的颗粒不得大于其间隙之距离，否则大小颗粒粒子之间势必发生干涉现象。为避免干涉起见，大小颗粒粒子之间势必发生干涉现象。为避免干涉起见，大小粒子之间应按一定数量分配，并从临界干涉的情况下可小粒子之间应按一定数量分配，并从临界干涉的情况下可导出前分级粒度的间距计算公式：导出前

38、分级粒度的间距计算公式：二、级配曲线范围的绘制二、级配曲线范围的绘制 理论级配曲线：以级配理论公式计算出的通过百分率（理论级配曲线：以级配理论公式计算出的通过百分率（%）为纵）为纵坐标，以粒径（坐标，以粒径（mmmm）为横坐标绘制而成的曲线。）为横坐标绘制而成的曲线。级配曲线范围：由于矿料在轧制过程中的不均匀性，以及混合级配曲线范围：由于矿料在轧制过程中的不均匀性，以及混合料配制时的误差等，所配制的混合料必须在一定的范围内波动。料配制时的误差等，所配制的混合料必须在一定的范围内波动。若为常坐标，级配曲线明显造成前密后疏，不便绘制和查阅，所若为常坐标，级配曲线明显造成前密后疏，不便绘制和查阅，所

39、以一般采用半对数坐标进行绘制。这种方法是用半对数坐标绘制以一般采用半对数坐标进行绘制。这种方法是用半对数坐标绘制级配曲线。半对数坐标就是以对数坐标为横坐标，以常坐标为纵级配曲线。半对数坐标就是以对数坐标为横坐标，以常坐标为纵坐标所绘制的坐标网。坐标所绘制的坐标网。建立半对数坐标的一般方法如下：建立半对数坐标的一般方法如下：1 1、先计算出各颗粒粒径的对数、先计算出各颗粒粒径的对数lgdilgdi 2 2、求出各颗粒粒径间的对数间距，即、求出各颗粒粒径间的对数间距，即lgdi-lgdi-1lgdi-lgdi-1（精确到（精确到0.010.01），并计算出各颗粒粒径对数间距的总和，即），并计算出各

40、颗粒粒径对数间距的总和，即（lgdi-lgdi-lgdi-1lgdi-1）3 3、按下式求出各颗粒粒径的间距系数、按下式求出各颗粒粒径的间距系数K K：11lglglglgiiiiddddK应校核颗粒间距系数总和，调整使应校核颗粒间距系数总和，调整使K=1.00K=1.004 4、选定横坐标长度、选定横坐标长度L L，各颗粒粒径间距，各颗粒粒径间距lili=KL=KL5 5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置（即距原点的、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置（即距原点的距离）距离）6 6、根据各颗粒粒径在横坐标上的位置确定横坐标，以、根据各颗粒粒径在横坐标上的位置确定横坐标，以通过百分率为纵坐标，即

41、为半对数坐标。通过百分率为纵坐标，即为半对数坐标。建立好坐标网后建立好坐标网后,将按泰波实验指数（将按泰波实验指数（n1n1和和n2n2）计算所得的各颗粒粒径（计算所得的各颗粒粒径（didi）的）的通过百分率（通过百分率（pipi）绘于坐标图上，再将各点连接为光）绘于坐标图上，再将各点连接为光滑的曲线，两条级配曲线之滑的曲线，两条级配曲线之间所包括的范围通常用阴影部分表示，即为级配曲线间所包括的范围通常用阴影部分表示，即为级配曲线范围。范围。三、矿质混合料的组成设计方法三、矿质混合料的组成设计方法 在生产中，天然的或人工轧制的单一集料的级配一般很难完全在生产中，天然的或人工轧制的单一集料的级配

42、一般很难完全符合某一合适级配范围的要求。其中天然的集料往往是通过多种天符合某一合适级配范围的要求。其中天然的集料往往是通过多种天然集料搭配使集料级配符合规范级要求，如在级配碎石中往往是砾然集料搭配使集料级配符合规范级要求，如在级配碎石中往往是砾石和砂相掺配而达到要求。而人工轧制的碎石则往往是通过将碎石石和砂相掺配而达到要求。而人工轧制的碎石则往往是通过将碎石加工成几种不同规格（粒度）后再进行搭配，使其混合级配符合规加工成几种不同规格（粒度）后再进行搭配，使其混合级配符合规范要求。范要求。相对应的，我们对不同规格的集料用不同的名字。通俗的叫相对应的，我们对不同规格的集料用不同的名字。通俗的叫法有

43、：寸半子、寸子、瓜子片、石屑。法有：寸半子、寸子、瓜子片、石屑。正式的文件名称用该集料的最大公称粒径与最小颗粒直径正式的文件名称用该集料的最大公称粒径与最小颗粒直径表示，如：表示，如：“10mm31.5mm10mm31.5mm碎石碎石”是指这种集料的最大公称粒径为是指这种集料的最大公称粒径为31.5mm31.5mm，最小颗粒粒径为，最小颗粒粒径为10mm10mm的碎石。的碎石。矿质混合料的设计方法主要采用试算法和图解法。在应用矿质混合料的设计方法主要采用试算法和图解法。在应用设计方法时应具备以下两项条件：设计方法时应具备以下两项条件：（1 1）各种集料的筛析结果）各种集料的筛析结果 （2 2）

44、按技术规范（或理论级配）要求矿质混合料的级配范围）按技术规范（或理论级配）要求矿质混合料的级配范围（一）试算法（一）试算法数解法设计步骤数解法设计步骤 1、建立基本计算方程、建立基本计算方程 设有A、B、C 三种集料在某一筛孔上的分计筛余百分率分别为A()、B B()、C C()，打算配制矿质混合料M，混合料M在相应筛孔上的分计筛余百分率为M()。设 A、B、C三种集料在混合料中的比例分别是 X、Y、Z，则得到下面两式：X+Y+Z=100 （123）A().X +B B().Y+C C().Z=M()（124）2、基本假设、基本假设 在矿质混合料中，假定混合料中某一级粒径的颗粒仅由三种集料中的

45、一种集料来提供，而其它两种集料中不含有这一粒径的颗粒，此时这两种集料相应的分计筛余百分率为0。例如设在 粒级上仅 集料在此粒级上存在分计筛余，其它两个集料 和 的分计筛余全部是0，从而简化计算过程。3、计算、计算1）计算）计算A集料在混合料中所占的比例集料在混合料中所占的比例 根据上述假设，（124）式成为：A().X =M M()则A集料在混合料中所占的比例为：X =M M()/A()（125）2）计算计算C集料在混合料中所占的比例集料在混合料中所占的比例 同理，按此假设在计算 集料在混合料中的比例时，在 粒级上其它两种则C集料 和 在该粒径上的分计筛余百分率也是0，则有：C(j j).X

46、=M M(j j)即C集料在混合料中比例是：Z=M M(j j)/C(j j)（126）3）最后计算）最后计算B集料在混合料中的比例：集料在混合料中的比例：Y=100 (X+Z )（127）4、校核调整 对以上计算得到的各集料的比例即配合比进行验算，如得到的合成级配不在所要求的级配范围，应调整初步配合比重新验算，直到满足级配要求为止。如经数次调整仍不能达到要求，可掺加单粒级集料或调换其它集料。1.1.试算法：试算法：例题例题1-2P251-2P25材料名称材料名称 配合比配合比 13.213.24.754.752.362.361.181.180.600.600.300.300.150.150.

47、0750.0750.070.075 5原原材材料料筛筛分分碎石碎石100%100%0.80.860.060.023.523.514.414.41.31.30 00 00 00 0砂砂100%100%0 00 010.510.522.122.119.419.436.036.07.07.03.03.02.02.0矿粉矿粉100%100%0 00 00 00 04.04.04.04.05.55.53.23.283.383.3级级配配情情况况碎石碎石49%49%0.40.429.429.411.511.57.17.10.60.60 00 00 00 0砂砂30%30%0 00 03.23.26.66.

48、65.85.810.810.82.12.10.90.90.60.6矿粉矿粉21%21%0 00 00 00 00.80.80.80.81.21.20.70.717.517.5合合成成级级配配a ai i(%)(%)100%100%0.40.429.429.414.714.713.713.77.27.211.611.63.33.31.61.618.118.1A Ai i(%)(%)100%100%0.40.429.829.844.544.558.258.265.465.477.077.080.380.381.981.9100100P Pi i(%)(%)100%100%99.699.670.27

49、0.255.555.541.841.834.634.623.023.019.719.718.118.10 0标标准准级级配配范围范围100%100%100100637863784063406330533053224522451531535 512301230102510250 0中值中值100%100%10010070.570.551.551.541.541.533.533.52525212117.517.50 0（二）图解法设计步骤（二）图解法设计步骤1、准备工作、准备工作 (1)对所用的各集料筛分，并计算出各自的通过量百分率。(2)明确设计标准级配要求的级配范围。(3)并计算出该要求标准级

50、配范围的中值。2、绘制框图、绘制框图（1）绘制一矩形框图：通常纵横边各为100mm和150mm，从左下向右上引对角线 作为合成级配的中值。图1-8。（2）标纵坐标：按算数坐标标通过量百分率刻度（%）。（3）标横坐标：表示筛孔位置（单位mm），方法各筛孔的具体位置则根据合成级配要求的通过量百分率中值，在纵坐标上找出该值的位置，然后从纵坐标引平行线与对角线相交，再从交点处向下作垂线，垂线与横坐标的相交点即为各筛孔相应位置。绘制框图坐标体系（图绘制框图坐标体系（图1-8）3、绘制各集料级配曲线（图、绘制各集料级配曲线（图1-9）将参与级配合成的各集料通过量绘制在框图中，用折线的形式连成级配曲线。4、