公路工程从业人员业务辅导-道路材料

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1、公路工程从业人员 业务辅导 道路材料,第一部分 集 料,一、集料基本概念,分 类 （1）根据集料形成过程：卵石、碎石； （2）根据粒径大小：粗集料、细集料（注意不同用途时的划分依据）； （3）根据化学成分：酸性集料、碱性集料（知道典型酸性集料和碱性集料代表）.,一、集料基本概念,集料粒径 不同应用目的粒径划分采用不同划分界限。 用于水泥混凝土的粗细粗集料划分尺寸为4.75mm，而用于沥青混合料的粗细粗集料划分尺寸为2.36mm ； 集料最大颗粒 集料最大粒径：使集料100通过的最小标准筛筛孔尺寸； 集料公称最大粒径：可能全部通过或允许有少量存留的最小标准筛筛孔尺寸，即第一次开始产生少量存留的筛

2、孔尺寸.,一、集料基本概念 标准筛,标准筛概念 根据规范要求，沿用多年的两套标准筛系统合并为一种规格，孔的形状全部为方形，其中孔径设置有： 75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、 26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm .,一、集料基本概念,取样量 现场选取用于室内试验所需的材料数量，要求有代表性，前后取样的一致性。 该数量取决于试验项目内容、项目的数目以及集料公称粒径的大小。 试验用量 针对某项试验所需的数量，取决于具体试验项目和材料公称粒径大小。,二、粗集

3、料的技术性质 物理性质,物理常数：密度 密度定义：在一定（温度）条件下物质单位体积材料的质量，采用公式可表示为： 密度的单位：克/立方厘米（g/cm3） 克/毫升（g/ml） 千克/升（Kg/L） （103）千克/立方米（Kg/m3）.,二、粗集料的技术性质 物理性质,密度种类 （1） （2） （表观体积材料实体体积+闭口孔隙） （3） （毛体积材料实体体积闭口空隙体积+开口孔隙体积）,二、粗集料的技术性质 物理性质,（4） （表干质量材料实体质量开口孔隙中吸水的质量） （5） （堆积体积材料实体体积全部孔隙体积空隙体积）.,二、粗集料的技术性质 物理性质,孔隙率和空隙率； 级配可由砂的级配加

4、以说明； 坚固性抵御外界环境冻融破坏的能力，采用在饱和硫酸钠溶液中浸泡并在一定温度下烘干的操作方法进行评价。注意影响坚固性的因素：除了与砂石材料的组成和结构外，还取决于孔隙率和饱水程度.,二、粗集料的技术性质 力学性质,压碎值：用于评定粗集料的承载能力； 洛杉矶磨耗率：评定粗集料抗磨耗、冲击、边缘剪切等综合性能； 高等级公路沥青路面表层用粗集料专用试验 抗冲击值：评定粗集料抵御行车过程产生冲击现象的能力； 抗磨耗值：评定粗集料抵御行车车轮产生磨损过程的能力； 抗磨光值：评定粗集料在车辆行驶时不被磨光的能力；,三、粗集料表面特征,针片状颗粒强调的内容： （1）针片状颗粒的定义； （2）针片状颗粒

5、试验检测方法； （3）明确用于不同目的时，针片状颗粒定义和试验方法上的区别.,四、细集料技术性质,级配：表示颗粒状材料粗细颗粒的分级搭配，通过筛分试验采用下列参数进行评价。 分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率,四、细集料技术性质,砂的粗度细度模数：注意细度模数公式表达方式、代表的含义和适用对象； 砂中有害物质泥含量、氯化物、有机质、硫化物、轻物质、云母.,五、集料试验操作,共计十一项试验，其中粗集料强调七项、细集料三项。 强调内容有： 粗集料密度试验、洛杉矶磨耗试验、压碎试验、针片状颗粒含量检测试验、抗冲击试验、抗磨耗试验、抗磨光试验； 细集料筛分试验，注意筛分试验过程中操作细节，并注

6、意沥青混合料用砂的筛分和水泥混凝土用砂的筛分 方法的区别.,密度试验方法 真密度,真密度 该密度针对磨细材料，采用李氏比重瓶法； 操作时注意彻底排除瓶中空气。 计算公式,密度试验方法 表观密度,表观密度采用水中重法： 分别称取经过水中浸泡的粗集料在水中质量和烘干后空气中的质量，注意被测物质的饱水程度一定要充分彻底。根据下列公式计算出粗集料的表观密度 这一检测原理根据的是浮力定律物质在水中受到浮力作用，作用力的大小取决于物体排开水的体积，而该体积正好就是被测物体体积，其在数值上等于被测物体分别在空气中称出的质量和在水中称出的质量之差。,密度试验方法 毛体积密度,毛体积密度采用表干法测定： 分别称

7、取经过水中浸泡的粗集料在水中质量、水中取 出后用拧干的湿毛巾擦干后的表干质量和烘干后空气 中的质量，根据下列公式计算出粗集料的毛体积密度 要注意集料表干状态的操作过程.,密度试验方法 表干密度和堆积密度,表干密度 堆积密度分为自然堆积时的松装密度和经过密实过程的紧装密度，该密度包括振实密度和捣实密度；注意每种密度装填时的不同要求。,压碎试验,注意用于沥青混合料和用于水泥混凝土的试验方法一致，都采用压碎到2.36mm下粒径的多少进行评定。前者试验结果称为压碎值，后者结果称为压碎指标值。 二者试验结果的换算关系为: 压碎指标值 0.816压碎值 - 5,洛杉矶磨耗试验,注意不同规格（目的）材料需要

8、不同粒径粒径组合搭配，同时要求一定数量和质量的钢球一起参与试验； 评定结果的尺寸为1.7mm；结果以小于1.7mm粒径的数量占整个试验用量的百分数表示。,针片状颗粒（混凝土）检测,针片状颗粒定义： 针状颗粒凡集料颗粒某一方向的尺寸超出所属粒级平均粒径的2.4倍时的颗粒； 片状颗粒凡集料颗粒某一方向的尺寸小于所属粒级平均粒径的0.4倍时的颗粒； 用于水泥混凝土集料试验采用规准仪法；,针片状颗粒（混凝土）检测,针状规准仪 片状规准仪 首先要确定每次试验时集料的数量； 进行粗细不同颗粒的分级，其中共有6个级别； 逐一分级进行鉴别判定.,针片状颗粒（沥青混合料）检测,用于沥青混合料集料采用游标卡尺法；

9、 针片状颗粒定义：某一颗粒长度尺寸与高度尺寸之比大于等于3时的颗粒； 注意颗粒基准面的选择，正确量取颗粒的长和高。,用于高等级公路沥青路面表层时 三项集料试验,（1）抗冲击试验 试验用材料颗粒粒径9.513.2mm； 试验用材料数量在量筒中分三层装填，每层击实25次； 击实落槌高度380mm，共15次； 以击碎小于2.36mm颗粒数量占试验材料数量的百分数表示.,用于高等级公路沥青路面表层时 三项集料试验,（2）抗磨光试验 磨耗试件 磨光仪,用于高等级公路沥青路面表层时 三项集料试验,（3）抗磨耗试验,砂筛分试验,注意不同用途的砂或不同状况的砂的筛分区别； 采用标准套筛：从4.75mm至0.0

10、75mm，通常试验用砂质量500g； 过筛要充分彻底：在过筛完成后，要逐一进行每个筛的单独操作，当每分钟筛出量不超过筛上剩余量的0.1%时，可认为过筛完成； 要求试样总量与各筛存留量之和的差值不得超过总量的1%.,六. 矿料级配组成设计 有关级配的概念,级配类型 连续级配在较宽的范围里不同粒径颗粒连续分布的级配； 间断级配在粒径分布过程中，位于中间部位有一个或 连续若干粒径缺失的级配； 开级配在较窄且偏粗的范围内连续分布的级配； 级配范围：用于控制集料级配状况的标准.,六. 矿料级配组成设计 级配设计概念,设计方法 计算法、图解法、计算机辅助设计； 设计条件 1. 目标级配设计范围； 2. 各

11、规格矿料筛分结果.,五. 矿料级配组成设计 级配设计过程,图解法设计主要步骤 1. 按一定比例绘制一个矩形框图，从左下到右上引对角线。纵边以常数尺度标出通过量刻度，并根据要求的级配通过量范围中值在横边上确定各筛孔孔径位置； 2. 将各规格矿料筛分结果在框图中以折线的形式绘制在图中； 3. 根据相邻两条折线的位置关系，依次确定不同规格矿料在合成级配中所占比例； 4. 对所得比例进行验算，如果与所需的级配范围不完全相符，则根据实际情况调整比例，直至合成级配完全满足级配要求.,第二部分 水泥和水泥混凝土,一. 水泥技术性质 水泥概述,常用水泥品种 1. 硅酸盐水泥：不掺外掺料或掺入量不超过5%的水泥

12、； 2. 普通硅酸盐水泥：外掺料在615%的水泥； 3. 矿渣水泥：掺入2070%高炉矿渣的水泥； 4. 火山灰水泥：掺入2050%火山灰物质的水泥； 5. 粉煤灰水泥：掺入2040%粉煤灰材料的水泥；,一. 水泥技术性质 水泥概述,通用硅酸盐水泥的定义 以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥划分为六个品种： （1）硅酸盐水泥：当活性材料（主要是矿渣）掺量5%时的通用硅酸盐水泥，并进一步分为P.I和P.II两种； （2）普通硅酸盐水泥：掺入5且20活性材料的通用型硅酸盐水泥，代号PO ；,一. 水泥技术性质 水泥概述,（3）矿渣硅酸盐水泥 ：矿渣掺量

13、范围20%且70% ，并分为A型和B型。A型矿渣掺量20%且50%，代号P.S.A；B型矿渣掺量50%且70%，代号P.S.B ； （4）火山灰质硅酸盐水泥：火山灰质活性材料掺量范围20%且40%，代号PP ； （5）粉煤灰硅酸盐水泥 ：粉煤灰掺量20%且40% ，代号PF ； （6）复合硅酸盐水泥 ：掺入20%且50% 的复合型混合材料，代号 PC .,一. 水泥技术性质 水泥概述,水泥生产工艺 两磨一烧通过生产工艺，了解水泥熟料中加入石膏的作用原理和可能带来的问题。 水泥外掺料 了解水泥中加入外掺料的目的和作用外掺料分为活性和非活性两种类型，其目的是提高产量和降低成本，改善水泥品质.,二.

14、 水泥技术性质 化学性质,化学性质主要指水泥中可能对水泥性能带来不利影响的有害成分，主要有： 1. 酸不溶物； 2. 烧失量； 3. 三氧化硫； 4. 游离氧化镁； 5. 氯离子 6. 碱含量.,二. 水泥技术性质 物理性质,细度 定义：表示水泥颗粒粗细程度。 意义：过粗或过细对水泥的品质都不利。 标准稠度 定义：指水泥净浆对标准试杆沉入时所产生的阻力达到规定状态时所具有的水和水泥用量的百分比。 意义：是测定水泥凝结时间和安定性等试验结果具有可比性的基础。,二. 水泥技术性质 物理性质,凝结时间 定义：水泥浆从可塑状态到失去塑性所需的时间，分初凝和终凝。 要求初凝时间不能太短，而终凝时间不能太

15、长； 安定性 定义：表征硬化后的水泥浆体是否产生过量或不均匀的的体积变化，从而对水泥结构造成不利影响的现象。 原因：造成水泥安定性不良的原因在于水泥中存在过量的游离氧化钙和游离氧化镁以及三氧化硫 .,二. 水泥技术性质 力学性质,定义 主要指水泥胶砂的抗折和抗压强度； 强度等级 根据规定龄期所得的抗折、抗压强度来划分，并依据28d抗压强度的大小进行命名； 影响强度的因素 1. 测定时水泥胶砂的材料组成比例； 2. 成型养护条件和龄期； 3. 力学强度试验条件和方法.,三. 水泥试验检测 试验内容,共计五项试验内容，包括： （1）水泥细度试验检测、 （2）水泥净浆标准稠度确定、 （3） 凝结时间

16、测定、 （4）安定性检测、 （5）水泥胶砂强度试验。 试验检测注意事项 （1） 哪些试验分为了标准法和代用法，两种方法相互间关系； （2） 判定试验结果的标准； （3） 影响试验结果准确性的主要因素； （4） 影响加载试验过程的两个因素加载速率和适宜的压力机量程选择； （5） 抗折抗压试验结果的数据处理.,三、水泥试验检测 标准法和代用法说明,用于水泥试验的方法中存在标准法和代用法概念； 存在这种现象的原因在于使我国水泥试验操作方法与国际通行做法相接轨，以国际上普遍采用的方法当作标准方法，而将长期以来在我国采用的方法看做为代用法； 两种方法不存在孰优孰劣的说法，在有条件时首选标准法，当两种做法得到的结果不一致时，以标准法结果为准.,