第2章道路材料试验检测.doc

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1、第2章.道路材料试验检测道路材料指用于道路、桥梁工程结构及其附属构造物的各类建筑材料，是道路桥梁工程建设的物质基础，道路材料的技术性能和质量品质直接影响着工程结构物的质量和使用功能。道路材料的技术性质及其品质指标需要通过适当的试验检测手段来确定，本章主要学习常用道路材料的技术性质、技术标准及技术指标的测试，其中道路建筑材料课程中已讲过的常规试验项目，这里不再赘述。2.1 岩石技术性质及试验检测方法道路桥梁结构物中所用的石料通常指由天然岩石经机械加工制成或直接开采得到的具有一定形状和尺寸的岩石制品。通过试验鉴定岩石的质量和各项技术指标，有助于合理选择与使用岩石，并深入地认识岩体介质在复杂环境中的

2、力学特性，从而保证工程的安全、经济、合理。岩石的性质包括物理性质（密度、毛体积密度、孔隙率，含水率、吸水率、膨胀性）、力学性质（单轴抗压强度）、耐久性（抗冻性、坚固性）等。一、岩石的物理性质1. 物理常数岩石的物理常数是反映材料矿物组成与结构状态的参数，与岩石的技术性质有着密切联系。常用的物理常数有密度、毛体积密度、孔隙率。这些物理常数可以间接预测岩石的有关物理性质和力学性质，在选用石料、进行混合料组成设计计算时，其也是重要的设计参数。岩石的内部组成结构从质量和体积的物理观点出发，主要由矿质实体和孔隙（包括开口孔隙、闭口孔隙）所组成。（1）密度：是在规定条件下，烘干岩石矿质实体单位真实体积(不

3、包括开口孔隙、闭口孔隙的体积）的质量，用t表示。式中：t岩石真实密度g/cm3； ms 岩石矿质实体的干质量g； Vs岩石矿质实体的体积cm3。试验方法：密度瓶法按现行公路工程岩石试验规程（JTG E41-2005）,采用密度瓶法测定岩石密度：将岩石磨成细粉，以一定质量的石粉在密度瓶中通过置换法求得矿质实体的体积，从而计算出岩石的真实密度。试验时注意事项：a.石粉磨的愈细精度愈高；b.烘干石粉；c.排液时排净液体中的空气（用沸煮法或真空抽气法；使用煤油作试液时采用真空抽气法，严禁用沸煮法）。（2）毛体积密度：是在规定条件下，岩石单位毛体积(包括孔隙在内的体积）的质量，用0表示。 式中：0岩石毛

4、体积密度g/cm3； M 岩石矿质实体的干质量g；Vs岩石矿质实体的体积cm3； Vn 岩石闭口孔隙的体积cm3； Vi岩石开口孔隙的体积cm3。根据含水状态，毛体积密度分干毛体积密度d、饱和毛体积密度s、天然毛体积密度0。试验方法：量积法、水中称重法、蜡封法按现行公路工程岩石试验规程（JTG E41-2005）, 岩石毛体积密度测定方法有量积法、水中称重法、蜡封法。 试验时注意事项：a.能制备成规则试件的各类岩石，采用量积法； 除去遇水崩解、溶解和干湿涨缩外的其它各类岩石，可用水中称量法；遇水崩解、湿涨、含水溶性成分的松软石料及不能用量积法进行试验的各类岩石，宜用蜡封法（使用该法试件亦应进行

5、适当处理，最好采用标准试件）。 b. 在公路工程中，岩石毛体积（块体）密度试验，绝大多数采用水中称量法，少数用量积法，而蜡封法只在特殊情况下采用。三种试验方法各有优点：水中称量法可以连续测定多种指标，但某些岩石受到限制；蜡封法适用于各种岩石和不规则试样，但测试技术较烦；量积法测试技术简单，但必须制备具有一定精度的试件。三种方法的测试成果，从理论上讲差别不大，在试样制备方法及精度要求得到全面解决以后，建议推广量积法。（3）孔隙率：孔隙率是岩石孔隙体积V0占其总体积V的百分率。用n表示。 式中：0岩石毛体积密度g/cm3； t 岩石密度g/cm3。2. 吸 水 性岩石吸入水分的能力称为吸水性，其大

6、小用吸水率和饱和吸水率两项指标来表示。(1)吸水率（自由吸水率）：在规定条件下，岩石试样最大的吸水质量占烘干岩石试样质量的百分率。 即 式中： wa 岩石吸水率或自由吸水率%； m 岩石试件烘干至衡量时的质量g； m1岩石吸水饱和质量g。(2)饱水率（饱和吸水率）：在强制条件下，岩石试样最大的吸水质量占烘干岩石试样质量的百分率。， m2 - 试件经强制饱和后的质量g。试验方法： 按现行公路工程岩石试验规程（JTG E41-2005）规定，岩石吸水率采用自由吸水法测定；饱水率采用沸煮法或真空抽气法测定试验时注意事项：a.吸水率试验规定条件：温度15-25的自然状态；饱水率试验规定条件：采用沸煮法

7、、抽真空法。 b. 试件的形状：一般没有严格规定。但应尽可能采用规则试样，采用规则试样测定吸水率和饱水率，不仅操作方便，提高效率，而且也有利于建立各指标之间的相互关系。c.吸水稳定标准：在大气压力下吸水的稳定标准规定采用48h。试验资料证明，浸水24h平均吸水率达到绝对吸水率的85%,48h达到94%，继续浸水的吸水量很小，因此，在大气压力下吸水的稳定标准规定采用48h，完全能够反映岩石试样的吸水特征。d.沸煮和抽气时间：一般认为适当延长煮沸和抽真空时间是必要的。现行规程只提出沸煮和抽气时间下限：煮沸6h以上（原规程3h），抽气4h以上。e. 饱水系数Kw：岩石的吸水率与饱和吸水率之比，称为饱

8、水系数，即饱水系数是评价岩石抗冻性的一种指标。一般来说，岩石的饱水系数为0.5-0.8。饱水系数愈大，说明常压下吸水后留余的空间有限，岩石愈容易被冻胀破坏，因而岩石的抗冻性就差。3.抗 冻 性抗冻性指岩石在饱水状态下，能够经受反复冻融循环作用而不破坏并不严重降低强度的性质。一般要求在寒冷地区，冬季月平均气温低于-15的重要工程所用的岩石，其吸水率大于0.5%时，要进行抗冻性试验。试验方法：直接冻融法、坚固性试验直接冻融法注意事项：a.直接冻融法采用标准圆柱体 (d=5cm，h/d=2.0) 试件，每组6个试件，3个冻融，3个不经冻融直接测饱水抗压强度；b.岩石的抗冻性用两个直接指标表示：一个是

9、冻融系数，另一个为质量损失率。【冻融系数】是冻融试验后的试件饱水抗压强度与冻融试验前的试件饱水抗压强度的比值。【质量损失率】冻融试验前后的试件干质量差与冻融试验前的试件干质量的比值，用百分数表示。c.判定岩石抗冻性能好坏的三个指标：冻融后强度变化、质量损失、外形变化。一般认为，冻融系数（抗冻系数）0.75，质量损失率2%时，为抗冻性好的岩石；吸水率0.75以及饱水系数0.8的岩石，具有足够的抗冻能力。对于公路工程，往往根据上述标准来确定是否需要进行岩石的抗冻性试验。坚固性试验注意事项：a. 坚固性试验是确定岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环后而不发生显著破坏或强度降低的性能，是测定岩石

10、抗冻性的一种简易方法。一般适用于质地坚硬的岩石。有条件者均应采用直接冻融法进行岩石的抗冻性试验。（由于硫酸钠结晶后体积膨胀，产生与水结冰相似的作用，使岩石的孔壁受到压力，所以坚固性试验也是评定岩石抗冻性的方法）b. 一组3个试件（d=5cm,h/d=2），经5次浸烘循环，计算质量损失率(取3个试件的算术平均值作为测定值)。 2.2 粗集料技术性质及试验检测方法集料是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料，包括各种天然砂、人工砂、卵石、碎石及各类工业冶金矿渣等。集料按其粒径范围分为粗集料和细集料。在水泥砼中，粗、细集料的分界尺寸为4.75mm；在沥青砼中，粗细集料的分界尺寸为2.36mm。有关集料粒径内

11、容还涉及到一个重要且易混淆的概念集料最大粒径、集料公称最大粒径。【集料最大粒径】指集料100%都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸。【集料公称最大粒径】指集料可能全部通过或允许有少量筛余（筛余量不超过10%）的最小标准筛筛孔尺寸。这两个定义涉及的粒径有着明显区别，通常集料公称最大粒径比最大粒径要小一个粒级。实际上，工程上所指的最大粒径往往是指公称最大粒径，在应用中需加以区别。粗、细集料在混合料中分别起骨架和填充作用，由于所起的作用不同，对其技术要求也有所不同。粗集料包括岩石天然风化而成的卵石（砾石）及人工轧制的碎石。其技术性质包括物理性质和力学性质两个方面。一、粗集料的物理性质（一）物理常数集料是矿

12、质颗粒的散状混合物，其体积组成除了包括矿物及矿物间的孔隙外，还包括矿质颗粒间的空隙（间隙）。（1）表观密度（视密度）a ：在规定条件下，单位表观体积（包括矿质实体和闭口孔隙体积）的质量，g/cm3。（2）表观相对密度（视比重）：表观密度与同温度的水的密度之比值。 （3）毛体积密度b ：在规定条件下，单位毛体积（包括矿质实体和闭口、开口孔隙体积）的质量，g/cm3。（4）毛体积相对密度：毛体积密度与同温度的水的密度之比值。（5）表干密度（饱和面干毛体积密度）s ：单位毛体积（包括矿质实体和闭口、开口孔隙体积）物质颗粒的饱和面干质量，g/cm3。（6）表干相对密度：表干密度与同温度的水的密度之比值

13、。（7）堆积密度f：烘干集料颗粒的单位装填体积（包括颗粒间空隙体积、实体体积及开口、闭口孔隙体积）的质量。（8）空隙率VG：粗集料试样在自然堆积（或紧密堆积）时的空隙占总体积的百分率。 式中 粗集料的表观密度（g/cm3）；粗集料的自然（或紧密）堆积密度（g/cm3）。空隙率反映了集料颗粒间相互填充的致密程度。试验结果表明，在松装和紧装状态下，粗集料的空隙率范围分别为43-48%和37-42%。集料不同形式的密度是计算材料空隙率或进行配合比设计的基本参数。因此，必须掌握其基本检测方法。试验注意事项：在表干密度和毛体积密度测定过程中:集料的表干状态不易掌握，操作时只能用拧干的毛巾轻轻擦拭集料表面

14、的水分，以免将集料开口孔隙的毛细水擦出。试验环境温度应在15-25之间，并且试验过程中温度波动不超过2。在粗集料堆积密度及空隙率试验过程中:要完全按照每种密度的测定要求装填试样，以免不必要的振捣或所要求的振捣达不到标准，引起实验误差。容量筒应根据集料的工程最大粒径按照规格选用，也可就大不就小，即小一级的粒径可选择大一级的容量筒，但反之则不可。 （二）级 配粗集料中各组成颗粒的分级和搭配情况称为级配，级配通过筛分试验确定。 筛分试验：粗集料通过一系列规定筛孔尺寸的标准筛，测定出存留在各个筛上的集料质量，可求得一系列与集料级配有关的参数，包括分计筛余百分率、累计筛余百分率、通过百分率。对水泥砼用粗

15、集料可采用干筛法筛分； 对沥青混合料及基层用粗集料必须用水洗法筛分。粗集料颗粒级配类型:单粒级配（单粒粒级）：为便于工程应用及质量控制，常将石子按粒径大小分成若干不同粒级，并分别存放、分别运输。如5-10mm/10-20mm/16-31.5mm/20-40mm等，称单粒级配（单粒粒级）。连续级配（连续粒级）：是从最大粒径开始，由大到小各级相连，其中每一级石子都占有适当的比例。如5-10mm/5-16mm/5-20mm/5-40mm等。连续级配在工程上应用较多。间断级配（间断粒级）：是各级石子不连续，即省去中间的一、二级石子，即成为间断级配。如将5-10mm与20-40mm两种粒级石子配合使用，

16、中间缺少10-20mm的石子，即间断级配。（三）坚固性粗集料的坚固性也是用来表征材料耐候性的一项指标，即集料抵抗多次由硫酸钠结晶膨胀循环后造成的破坏作用的性能。（这种晶胀作用比冻胀作用更显著）。试验方法：硫酸钠溶液法采用规定级配的各粒级粗集料，按试验规程选取规定数量，分别装在金属网篮中浸入饱和硫酸钠溶液中进行干湿循环试验。经过一定的循环次数后，观察表面的破坏情况，用质量损失百分率计算坚固性（也称安定性）。试验注意事项：分级分别试验，计算各粒级颗粒的分计质量损失百分率Qi，再计算试样总质量损失百分率Q。 mi试样中各粒级的分计质量，g。（四）颗粒形状与表面特征粗集料的颗粒形状与表面特征对集料间的

17、内摩阻力，集料与结合料的粘结力等有显著影响。从实用的角度出发，粗集料的颗粒形状可分为4种类型，见表2-1。集料颗粒形状的基本类型 表2-1类 型颗粒形状的特点集料品种椭圆形具有光滑的表面，无明显棱角，颗粒浑圆天然砂及各种砾石、陶粒棱角形具有粗糙的表面及明显的棱边碎石、石屑、破碎矿渣针 状长度方向尺寸远大于其它方向尺寸而呈细条形砾石、碎石中均存在片 状厚度方向尺寸远小于其它方向尺寸而呈薄片形砾石、碎石中均存在比较理想的形状是接近球体或立方体。针片状颗粒容易折断、且回旋阻力大、空隙率大，所以会降低砼的和易性、强度。表面特征指集料表面的粗糙程度及孔隙特征等，与集料的材质、岩石结构、矿物组成及其受冲刷

18、、受腐蚀程度有关。一般来说，集料的表面特征主要影响集料与结合料之间的粘结性能，从而影响到混合料的强度，尤其是抗折强度。在外力作用下，表面粗糙的集料颗粒间的位移较困难，其摩阻力较表面光滑、无棱角颗粒要大些，但会影响集料的施工和易性。试验方法：规准仪法、游标卡尺法规准仪法仅适用于测定水泥砼用粗集料的针片状含量。游标卡尺法适用于测定粗集料的针片状含量。试验注意事项：由于沥青路面对针片状颗粒要求更为严格，两种不同用途集料的针片状颗粒检测方法采用不同的手段，因此不能用规准仪法代替游标卡尺法判定沥青混合料粗集料的形状。采用规准仪进行颗粒形状判断时，首先要通过标准筛将粗集料进行分级，不同粒级的颗粒要对应于规

19、准仪相应的孔宽和间距来判定，不可错位。采用游标卡尺对集料颗粒进行甄别时，首先要确定好颗粒基准面，然后再测量其厚度和长度等相应尺寸。对2.36-4.75mm级粗集料，由于游标卡尺测量困难，故一般不作规定。二、路用粗集料的力学性质路用粗集料的力学性质主要指压碎值、磨耗性两大指标。另外当粗集料用于表层路面时，还涉及磨光值、道瑞磨耗值、冲击值三项性质。不同道路等级对抗滑表层集料的的技术要求列于表2-2抗滑表层用集料的技术要求 表2-2指 标高速公路、一级公路其它公路石料磨光值(PSV)4235道瑞磨耗值(AAV)1416集料冲击值(AIV)2830（一）压碎值【石料压碎值】按规定试验方法测得的石料抵抗

20、压碎的能力，以压碎试验后小于规定粒径的石料质量百分率表示。 压碎值是评价公路路面和基层用集料强度的相对指标，用以鉴定集料的品质。压碎值是对粗集料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试集料被压碎后，标准筛上通过质量的百分率。公式如下：集料压碎值m0试验前试样的质量g。m1试验后压碎试样的质量g（即通过2.36mm筛孔的细料质量）。试验注意事项：沥青路面及基层用粗集料与水泥砼用粗集料压碎值试验方法不同，分析如下：项 目T0316(沥青路面及基层用)T0315(水泥砼用)对T0315的分析试模尺寸内径150mm、压头149mm内径152mm、压头150mm几乎相同试样数量3000g，先在内径112mm

21、、高179.4mm、容积1767mL的圆筒中装料，要求试样深度100mm,以试验毛体积控制3000g，距上口10mm,无试模深度，以试验总量控制方法不同试样处理原样不处理筛分后要去除针片状颗粒筛分后去除针片状颗粒不合理，且工作量很大试样尺寸9.5-13.2mm9.5-19mm。原规程要求对20mm以上及以下材料分别检验后合成计算不如单一粒径的压碎严重，便于考虑不利情况的抗压碎能力试样击实分3次装料，每次用金属棒在50mm高处自由下落25次分2层装料，每次按住试样筒左右交替颠击地面各25次颠击方法因人而异，不合理加载方式在10min内达到总荷载400KN，立即卸荷按1KN/s的速率均匀的施加荷载

22、，达到200KN后稳压5s，然后卸荷保持1KN/s的加载速率许多压力机有困难。荷载小使压碎值的差值小压碎颗粒2.36mm标准筛过筛2.5mm标准筛过筛基本相同（二）磨耗性 磨耗性是指石料抵抗摩擦、撞击、剪切等综合作用的性能，用磨耗率表示。 适于各种等级规格集料的磨耗试验。按现行公路工程集料试验规程JTG E42-2005, 集料磨耗性用洛杉矶磨耗试验进行测定：将规定质量且有一定级配的试样和一定质量的钢球置于试验机中，以30-33r/min的转速转动至规定次数后停止，取出试样，过1.7mm的方孔筛，洗净留在筛上的试样，烘干至恒重并称其质量。计算公式：磨耗率m1试样质量g；m2试验后在1.7mm筛

23、上洗净烘干的试样质量g；粗集料的洛杉矶磨耗损失是集料使用性能的重要指标，尤其是沥青混合料和基层集料，它与沥青路面的抗车辙能力、耐磨性、耐久性密切相关，一般磨耗损失小的集料，集料坚硬，耐磨，耐久性好。软弱颗粒含量多、风化严重的石料经过磨耗试验，粉碎严重，这个指标很难通过。所以世界各国的沥青路面规范都对粗集料的洛杉矶磨耗损失提出了要求。对要求嵌挤能力强的SMA等，磨耗损失的要求更高。洛杉矶磨耗试验也是优选石料的一个重要手段。洛杉矶磨耗试验注意问题： 转动结束后，将试样先倒在金属盘中，挑出钢球，再小心转入筛上，避免大粒径集料或钢球对标准筛的损伤。 与洛杉矶法磨耗试验类似的还有狄法尔磨耗试验法，因其试

24、验方法与实际情况有差别，且试验费时，现已较少采用。 同一个采石场生产的同一类集料，可以一起试验。不同采石场生产的集料，必须分别试验。（三）磨光值 【集料磨光值】按规定试验方法测得的集料抵抗轮胎磨光作用的能力，即集料被磨光后用摆式仪测得的摩擦系数。磨光值是反映集料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。路面用的集料要求具有较高的抗磨光性，在现代高速行车的条件下，要求集料既不要产生较大的磨损，也不要被磨光，以满足高速行车对路面抗滑性的要求。集料的抗磨光性试验是利用加速磨光机磨光集料并以摆式摩擦系数测定仪测得的磨光后集料的摩擦系数值来确定，用磨光值PSV来表示。集料的磨光值愈高，表示抗滑性能愈好。计算公式：磨光

25、值PSV = PSVra+49-PSVbra式中：PSVra试件的摩擦系数；PSVbra标准试件的摩擦系数。集料磨光值是关系到一种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层的重要决定性指标，所以在工程上选取集料品种时应对此特别重视。几种典型石料的磨光值见下表： 岩石类型石灰岩角闪岩斑岩石英岩花岗岩玄武岩砂岩磨光值PSV平均值43455658596272范 围30-7040-5043-7145-6745-7045-8160-82（四）冲击值【石料冲击值】按规定方法测得的石料抵抗冲击荷载的能力，冲击试验后，小于规定粒径的石料质量百分率。 车辆高速行驶过程中急制动或车辆产生颠簸时，都可能对路面产生冲击作用，集料

26、抵抗多次连续重复冲击荷载作用的性能称冲击韧性。集料的冲击韧性用冲击值AIV表示。集料冲击值愈小，表示抗冲击能力愈好。冲击试验：将粒径9.5-13.2mm的集料试样装于冲击试验用盛样器中，用捣实杆捣实25次使其初步压实，然后用质量为13.5kg0.05kg的冲击锤，沿导杆自3805mm高度自由落下锤击集料15次，每次锤击间隔时间不少于1s，将试验后的集料过2.36mm筛，被击碎集料试样占原试样质量的百分率称为集料的冲击值，按下式计算：冲击值m1击碎集料数量（冲击破碎后通过2.36mm筛的试样质量g）；m2试样总质量g。（五）磨耗值 （道瑞试验）【石料磨耗值】按规定方法测得的石料抵抗磨耗作用的能力

27、，其测定方法分别有洛杉矶法、道瑞法、狄法尔法。 磨耗值反映集料抵抗车轮磨耗的能力。适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮撞击及磨耗能力的评定。采用道瑞磨耗试验机来测定集料磨耗值AAV。选取粒径为9.5-13.2mm的集料试样洗净，单层密排于两个试模内，然后用环氧树脂砂浆填模成型，养护24h后脱模制成试件，准确称出试件质量，将试件用金属托盘固定于道瑞磨耗机的圆平板上，以28-30r/min的转速旋转，磨500次后，取出试件，刷净残砂，准确称出试件质量，按下式计算集料道瑞磨耗值AAV:式中m1磨耗前试样的质量g；m2磨耗后试样的质量g； s集料的表干密度g/cm3。集料磨耗值愈高，表示集料耐磨耗性愈

28、差。高速公路、一级公路抗滑层用集料的AAV应14。三、粗集料技术性质试验 四、粗集料的技术要求根据GB/T14685-2001建筑用卵石、碎石，将卵石和碎石等粗集料按技术要求分为、级。见表2-15（P77） 粗集料技术要求 见表2-15 技 术 指 标技 术 要 求 级 级 级碎石压碎值（%） 102030卵石压碎值（%） 121616针片状颗粒含量（%） 51525含泥量（%） 0.51.01.5泥块含量（%） 00.50.7有机物含量（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐含量（按SO3含量质量计（%）0.51.01.0坚固性（%） 2500kg/m3；松散堆积密度1350 kg/m3；空隙率

29、47%碱集料反应经碱集料反应试验后，由卵石、碎石、碎卵石配制的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应小于0.1%。2.3 细集料技术性质及其试验检测细集料包括天然砂、人工砂及石屑等。天然砂是岩石在自然条件下风化形成的，因产源不同分为河砂、山砂、海砂。河砂由于长时间经受水流冲刷，颗粒表面圆滑，比较洁净，质地较好，产源广；山砂颗粒表面粗糙有棱角，含泥量及有机质含量多；海砂虽然具有河砂的特点，但常混有贝壳碎片和盐分等有害杂质。一般工程上多使用河砂，在缺乏河砂的地区，可采用山砂或海砂，但在使用时必须按规定作技术检验。人工砂是指人为加工处理得到的符合规格要求的细集料。造价较高，无特殊

30、情况多不采用。一、细集料的技术性质1.物理常数 细集料的物理常数主要有表观密度、堆积密度、空隙率等，其含义与粗集料完全相同。细集料的物理常数的计算方法与粗集料相同。但因粒径较小，试验检测时所需试样的数量相对较少，且精度要求较高。2.级 配级配是集料各级粒径颗粒的分配情况。砂的级配可通过筛分试验评定。对水泥砼用细集料可采用干筛法，如果需要也可采用水洗法筛分；对沥青混合料及基层用细集料必须用水洗法筛分。3.粗 度粗度是评价细集料粗细程度的指标，通常用细度模数表示。细度模数按下式计算：细度模数愈大表示细集料愈粗。砂的粗度按细度模数分三级：Mx = 3.7-3.1 粗 砂 Mx = 3.0-2.3 中

31、 砂 Mx = 2.2-1.6 细 砂注意问题：对水泥砼用砂可采用干筛法，如果需要也可采用水筛法筛分。由于0.075mm的通过率对沥青混合料至关重要，要采用水洗的方式准确测定出小于0.075mm粒径含量，所以不能以水泥砼用砂的筛分方式代替沥青混合料的筛分。两种方法对于石屑等粉尘含量大的材料影响更大。4.细集料的棱角性细集料的棱角性用在一定条件下测定的集料间隙率表示。计算公式如下：式中：U细集料的间隙率，即棱角性(%)；fa细集料的松装相对密度；b细集料的毛体积相对密度。当间隙率较大时，意味着细集料有较大的内摩擦角。天然砂、人工砂和石屑等细集料的棱角性对沥青混合料的内摩擦角和抗变形能力及水泥砼的

32、和易性有显著影响。5.含泥量和泥块含量存在于集料中或包裹在集料颗粒表面的泥土会降低水泥的水化反应速度，妨碍集料与水泥（或沥青）间的粘结力，显著影响混合料的整体强度与耐久性，应对其含量加以限制。（1）含泥量与石粉含量含泥量是指集料中粒径0.075mm的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径0.075mm的颗粒含量。二者的计算公式均为：式中：m0试验前烘干集料试样的质量g；m1经筛洗后，0.075mm筛上烘干试样的质量g。严格的讲，含泥量应是集料中的泥土含量，而采用筛洗法得到的粒径0.075mm的颗粒中实际上包含了矿粉、细砂、粘土等成分，而筛洗法无法将这些成分加以区别，将0.075mm的颗粒全都当作泥

33、土显然欠妥，因此，在JTG 402004公路沥青路面施工技术规范规定 细集料的洁净程度：天然砂以0.075mm含量的百分数表示，石屑、机制砂以砂当量（适用于0-4.75mm）或亚甲蓝值（适用于0-2.36mm或0-0.15mm）表示。砂当量SE砂当量用于测定细集料中所含粘土及杂质的含量，判定集料的洁净程度，对集料中粒径0.075mm的矿粉、细砂与“泥土”加以区别。砂当量值越大，表明在0.075mm部分所含的矿粉和细砂比例越高。 砂当量 SE砂当量表示天然砂、人工砂、石屑等各种细集料中所含粘土及杂质的含量，评定集料的洁净程度，对集料中粒径0.075mm的矿粉、细砂与“泥土”加以区别。砂当量以SE

34、(%)表示。砂当量适用于公称最大粒径4.75mm的集料。砂当量值越大，表明在0.075mm颗粒中矿粉和细砂的含量越高。 甲基蓝值MB “甲基蓝值MB”用于判别人工砂中所含粒径4.75mm以上的集料。由于集料吸附亚甲蓝需要一定的时间才能完成，色晕可能出现又消失。为此，需要每隔1min进行一次色晕试验，连续5次出现色晕方为有效。（2）泥块含量泥块含量是指细集料中原尺寸1.18mm，但经水浸洗、手捏后尺寸0.6mm的颗粒含量。集料中的泥块主要以三种类型存在：由纯泥组成的团块； 由砂、石屑与泥组成的团块； 包裹在集料颗粒表面的泥。二、细集料技术性质检验三、细集料的技术要求根据GB/T14684-200

35、1建筑用砂，将建筑用砂按技术要求分为、级。 细集料技术要求 技 术 指 标技 术 要 求 级 级 级人工砂 压碎指标 （%） 202530甲基蓝试 验MB值1.4或合格石粉含量(%) 3.05.07.0泥块含量(%) 01.02.0MB值1.4或不合格石粉含量(%) 1.03.05.0泥块含量(%) 01.02.0天然砂含泥量（按质量计），%1.03.05.0泥块含量（按质量计）， % 01.02.0有 害物 质含 量云母（按质量计），% ， 1.02.02.0轻物质（按质量计），% ，1.01.01.0有机物含量（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐含量（按SO3含量质量计）（%）0.50.5

36、0.5氯化物（以氯离子质量计），% 0.010.020.06坚固性天然砂(硫酸钠溶液法)，质量损失， %， 2500kg/m3；松散堆积密度1350 kg/m3；空隙率47%碱集料反应经碱集料反应试验后，由砂制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应小于0.01%。2.4 石灰技术性质及其试验检测石灰是一种古老而年轻的建筑材料。石灰是由石灰石、白云石或白垩等以碳素钙为主要成分的岩石为原料，经煅烧得到的以CaO为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是一种典型的气硬性胶凝材料，就其硬化条件而言，石灰只能在空气中硬化，也只能在空气中保持并发展其强度。石灰原料广泛、工艺简单、成本低

37、廉，在公路工程中的应用面广量大，在结构工程中配制建筑砂浆，在道路工程中作路基、软基、垫层、及路面基层、底基层的原材料。 一、石灰的技术性质 生石灰主要技术性能要求：有效钙镁含量、产浆量、未消化残渣含量、二氧化碳含量。消石灰主要技术性能要求：有效钙镁含量、游离水含量、细度等。 1. 有效氧化钙和氧化镁含量【有效钙、镁含量】是指游离的氧化钙、氧化镁，它不包括碳酸钙、碳酸镁中的钙、镁。石灰中氧化钙的含量，以能溶解于蔗糖溶液中，并能与盐酸作用生成蔗糖钙的钙含量占石灰原试样的重量的百分率表示。有效钙、镁含量是石灰产生粘结性的有效成分，是判定石灰质量的主要指标。有效钙镁含量愈高，石灰活性愈大，质量也愈好。

38、按现行规程规定，有效CaO含量用中和滴定法测定，有效MgO含量用络合滴定法测定。 2. 产浆量、未消化残渣含量【产浆量】 是指单位质量(1kg)的生石灰经消化，并过筛静置24h后，所产石灰浆体的体积(L)。单位L/kg。石灰产浆量越高，表示其质量越好。当生石灰中含有欠火石灰、杂质或过火石灰时，其产浆量降低，则材料的利用率和使用时的粘结力均较差。生石灰的产浆量是判定其质量的主要技术指标之一。【未消化残渣含量】是生石灰消化后，未能消化而存留在5mm圆孔筛上的残渣占试样总量的百分率。残渣主要是杂质及未完全转化成石灰的石灰石等。未消化残渣含量愈多，石灰质量愈差，故须加以限制。3. 二氧化碳含量【二氧化

39、碳含量】是指生石灰或生石灰粉中的CO2含量占石灰总质量的百分率。控制生石灰或生石灰粉中的CO2含量，是为了检测石灰石在煅烧时“欠火”造成产品中未分解完全的碳酸盐的含量。CO2含量越高，即表示未分解完全的碳酸盐含量越高，则有效钙镁含量相对降低，导致石灰胶接性能下降。4. 游离水含量【游离水含量】指消石灰粉中化学结合水以外的含水量。 理论上，石灰中CaO消化用水量约是CaO质量的24%左右，而实际加水量一般是理论值的一倍左右，除结合水外，多余的水残留在消石灰中，在石灰硬化过程中，这些水分蒸发引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝，从而影响其使用质量。 消石灰中游离水的测定方法:取试样100g，置于搪瓷盘

40、中，在100-105烘箱内烘干至恒重，冷却至室温称量。烘干前后的质量差与干燥质量之比的百分率即为游离水含量。公路路面基层施工技术规范要求：消石灰中游离水含量4%，而建筑标准规定:消石灰粉中的游离水0.4-2%。二、石灰的技术标准JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范中将生石灰和消石灰分别划分为三个等级（、），见表2-16（P92）。需要说明一点，这个标准低于现行的建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰技术标准 ，新规范及今后使用应严格按建筑石灰的技术标准执行。三、石灰的技术指标检测主要指有效钙镁含量检测，比较简单（不讲）。2.5 水泥技术性质及其试验检测水泥是一种人造水硬性胶凝材料，是在

41、水中硬化的胶泥因此称之为水泥。水泥尽管仅有200年的应用历史，但对建筑业的贡献是其它任何一种材料无法比拟的。水泥的产生，具有划时代的意义，是建筑材料历史上的伟大的里程碑，建筑业因此得到质的飞跃，建筑结构形式因此得到根本性的改观，建造大跨度的建筑因此成为可能。在当前及今后相当长的时间内，水泥仍将是土木工程中最重要的建筑材料之一，在公路工程领域，更是广泛应用于公路与桥梁建筑的各个方面。据国家统计局公布，2010年我国水泥产量达18.68亿吨。近年来，无论水泥产量、用量，我国都占全世界的半壁江山。这主要得益于国家多年来实施的基础产业优先发展的政策，如07年底全球经济危机，我国政府为拉动经济，投入“4

42、万亿”用于“铁公基”项目建设（包括房地产开发、新农村建设）。2010年后，中央除继续加大经济适用房建设的投入外，又加大对教育、卫生等软实力领域的投入。因此全国水泥总产量仍将持续增加。常用水泥品种：水泥技术经过多年的发展，已形成众多品种。从化学组成上分有硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、及无熟料(少熟料)水泥等； 从用途和性能分通用水泥、专用水泥等。 通用水泥是指土木建筑工程中大量使用的具有一般用途的水泥，即六大通用水泥(硅酸盐水泥P、普通硅酸盐水泥P.O、矿渣硅酸盐水泥P.S、火山灰硅酸盐水泥P.P、粉煤灰硅酸盐水泥P.F、复合硅酸盐水泥P.C)。尽管水泥种类很多，但路桥工程所涉及的水泥品种主要是通

43、用水泥。因此，我们主要学习通用水泥的技术性质及试验检测。通用硅酸盐水泥的技术性质依据:GB175-2007通用硅酸盐水泥（2008-06-01实施），包括物理性质、力学性质、化学性质。（一）物理性质（细度、标准稠度、凝结时间、安定性）1.细度（选择性指标）细度的大小反映了水泥颗粒粗细程度或水泥的分散程度，它对水泥的水化速度、水化需水量、和易性、放热速度和强度的形成都有一定的影响。水泥颗粒愈细，水泥与水发生反应的表面积愈大，水化速度愈快，早期强度就愈高，因此水泥颗粒达到较高的细度是确保水泥品质的基本要求。但随着水泥细度的提高，需水量随之增加，水泥水化过程中产生的收缩变形明显加大，且不易长期存放。同时，提高水泥细度必定加大粉磨投入，增加成本。因此，水泥细度应控制在合理范围。技术指标：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积300m2/kg；矿渣水泥、火