试验检测培训幻灯ppt课件

1、公路工程试验检测人员业务考试辅导 道路建筑材料科目,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 不同应用目的采用不同划分界限。 用于水泥混凝土的粗细集料划分尺寸为4.75mm，而用于沥青混合料的促集料划分尺寸为2.36mm； 集料最大粒径粒径 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.,一、集料基本概念标准筛,标

2、准筛概念 根据最新规范要求，沿用多年的两套标准筛系统统一为一种规格，孔的形状全部为方孔，其中的孔径设置有： 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 .,二、粗集料的技术性质 物理性质（1）,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： 密度质量/体积 密度的单位：克/立方厘米（g/cm3） 克/毫升（g/ml） 千克/升（Kg/L） 千克/立方米（Kg/m3）.,二、粗集料的技

3、术性质 物理性质（1）,密度种类 （1）真密度材料自身质量/材料自身体积 （2）表观密度材料自身质量/材料表观体积 （表观体积材料自身体积+闭口孔隙） （3）毛体积密度材料自身质量/毛体积 （毛体积材料自身体积闭口和开口孔隙） （4） 表干密度材料表干质量/毛体积 （表干质量材料自身质量开口孔隙中吸的水） （5）堆积密度材料自身质量/堆积体积 （堆积体积材料自身体积全部孔隙空隙）.,二、粗集料的技术性质 物理性质(3),孔隙率和空隙率； 孔隙率（%）（1 -毛体积密度/真密度）100 空隙率（%）（1 -堆积密度/毛体积密度）100 级配可由砂的级配加以说明； 坚固性注意影响坚固性的因素：除了

4、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； 抗冲击值：抗冲击能力； 抗磨耗值：抗磨损能力； 抗磨光值：用于评定抗滑能力； 了解和掌握针对这些性质所涉及的试验方法、操作过程和注意事项.,三、粗集料表面特征,针片状颗粒强调的内容： （1）针片用状颗粒的定义； （2）针片状颗粒试验检测方法； （3）分别从针对混凝土用集料和沥青混合料用两方面区分不同定义、试验方法.,四、细集料技术性质,级配 分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率 砂的粗度细度模数：注意细度模数

5、公式表达方式，所代表的含义，适用的对象； 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，其中粗集料七项、细集料三项。 强调内容有： 粗集料密度试验、压碎试验、洛杉矶磨耗试验、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.,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； 间断级配在粒径分布过程中，位于中间部位有一个或 若干粒径缺失； 开级配在较窄且偏粗的范围内连续分布； 筛分曲线：注

6、意筛分曲线绘制时横坐标刻度确定原理，能够分析同一级配图上不同位置筛分曲线所代表的集料粗细程度； 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

7、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 2. 普通硅酸盐水泥 3. 矿渣水泥 4. 火山灰水泥 5. 粉煤灰水泥 水泥生产工艺 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.,一. 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. 游离氧化镁； 3. 三氧化硫； 4. 烧失量； 5. 碱含

8、量.,一. 水泥技术性质物理性质,细度 熟悉水泥细度对水泥品质的影响； 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。 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。 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的游离氧化钙和游离氧化镁以及三氧化硫 .,一. 水泥技术性质 力学性质,定义 主要指水泥的抗折和抗压强度； 强度等级 根据规定龄期所得的抗折、抗压强

9、度来划分，并根据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。,二. （硅酸盐类）水泥技术标准,水泥品质判定 1. 合格品 2. 废品造成废品的因素：游离氧化镁、三氧化硫、初凝时间和安定性； 3. 不合格品造成不合格品的因素：细度、终凝时间、不溶物、烧失量、外掺料数量、强度以及外包装不符规定等。 水泥的技术标准 分别依据物理性质、力学性质和化学性质等三个方面加以制定.,三. 水泥试验检测,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） 凝结时间测定、 （4

10、）安定性检测和水泥胶砂强度试验。 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.,四. 水泥混凝土技术性质新拌混凝土工作性,定义包括流动性、可塑性、稳定性和易密性； 影响工作性的因素包括外因和内因，主要有： （1） 原材料性质和特点； （2） 组成混凝土材料比例用水量、水灰比、砂率等； （3） 外加剂； （4） 搅拌方式和程度 .,四. 水泥混凝土技术性质硬化后的力学性质,立方体抗压强度：

11、立方体抗压强度标准值； 混凝土强度等级； 抗弯拉强度： 用于水泥混凝土板配合比设计指标； 影响混凝土力学强度的因素： 水灰比、集料特性、浆集比、养护条件.,五. 混凝土试验检测技术,共包括五项试验： （1）工作性检测坍落度试验和维勃稠度试验； （2）混凝土凝结时间试验； （3） 密度检测试验； （4） 强度试验抗压和抗弯拉强度试验； 强调重点： （1） 每项试验操作过程； （2） 坍落度试验中评定工作性的方法； （3） 力学试验加载速率、适宜量程选择方法； （4） 抗压和抗弯拉试验结果的数据处理.,六. 混凝土质量评定,统计法 未知标准差法 非统计法,七. 混凝土配合比设计方法原材料要求,水泥

12、 水泥品种根据混凝土构造物要求和环境特点确定； 水泥强度等级与混凝土的强度等级相匹配：水泥强度等级是混凝土强度等级的11.5倍。 粗集料 满足基本技术性质要求； 注意粗集料公称最大粒径的限制要求； 采用连续级配或间断级配时各自的优缺点； 砂 砂的级配分区，注意其中二区砂的特点； 水 含有较少的杂质.,七.混凝土配合比设计方法概述,混凝土配合比表达方式 （1） 单位用量表达方式以1立方混凝土中各材料用量（Kg）表示； （2）相对用量表达方式水泥用量当作1，其它材料针对与水泥用量的相对值； 配合比设计要求 （1）强度要求提出一个比设计强度更高的配制强度； （2）工作性要求适宜的坍落度、良好的粘聚性

13、和保水性； （3）耐久性要求通过最小水泥用量和最大水灰比保证耐久性； （4）经济性要求采用当地材料或替代物.,七.混凝土配合比设计方法概述,设计参数 （1）水灰比决定水泥浆的稀稠程度，并直接影响混凝土强度； （2）用水量决定水泥浆数量多少； （3）砂率直接影响混凝土的保水性和粘聚性。 设计步骤 （1）初步配合比根据设计文件要求和原材料特点提出最初的配合比； （2）基准配合比通过实际坍落度试验检测、调整混凝土工作性； （3）试验室配合比通过实际检测不同水泥比下混凝土强度，确定能够满足配制强度要求的配合比，并 进一步修正混凝土密度； （4）工地配合比根据工地现场砂、石含水率调整混凝土各材料用量.,

14、七.混凝土配合比设计方法初步配合比设计,根据混凝土强度保证率和施工技术水平，确定配制强度； 通过公式计算混凝土水灰比，并依据耐久性要求校核该水灰比是否合格； 通过查表的方式确定混凝土用水量，注意该用水量的大小取决于坍落度和粗集料的类型与公称粒径； 计算求得水泥用量，并进行耐久性校核； 通过内插法查表确定砂率，注意影响砂率大小的因素； 采用质量法或体积法计算求得砂和粗集料的用量.,七.混凝土配合比设计方法基准配合比设计,取适宜的数量拌和混凝土进行坍落度试验，根据实测的坍落度值、粘聚性以及保水性调整混凝土配合比： （1） 坍落度、粘聚性和保水性都理想时，无需再做调整，基准配合比等同于初步配合比；

15、（2）坍落度不满足要求，但粘聚性和保水性良好，则采用水灰比不变，加减水泥浆用量的方法，调整混凝土坍落度。此时，砂、石用量保持不变，水泥和水的用量发生变化； （3）坍落度符合要求，但粘聚性和保水性较差，则采用适当提高砂率的方法进行调整。此时，水泥和水的用量基本不变，砂、石用量加以调整； （4）当坍落度、粘聚性和保水性都不理想时，则应重新进行混凝土的配合比设计.,七.混凝土配合比设计方法试验室配合比设计,以初步配合比得到的水灰比为中值，采用等间隔的方式再得到两个不同的水灰比，分别拌和成型、养护28d，测得各自强度； 根据不同灰水比所对应强度绘图，确定满足配制强度的所对应的水灰比，作为最终的水灰比；

16、 根据实测混凝土毛体积密度与计算密度的比值，对各材料进行密度修正.,七.混凝土配合比设计方法工地配合比设计,根据砂、石含水率定义，确定工地拌和混凝土时各材料的用量; 含水率定义： （水质量/干材料质量）100 注意：烘干材料质量和含水材料质量之间关系： 烘干材料质量含水材料质量/（1含水率） 而不是 烘干材料质量含水材料质量（1含水率）,第三部分沥青与沥青混合料,一. 沥青技术性质,沥青的粘滞性以条件粘度针入度、软化点表示： 1. 针入度：表征沥青的粘稠性，是沥青标号划分依据； 2. 软化点：表征达到相同粘稠状态下所对应的温度，同时表示沥青的热稳定性； 沥青延性以延度指标表示； 低温延度值的大

17、小一定程度上反应沥青的抗裂性； 沥青的感温性以针入度指数表示； 1. 表示沥青在软化点之下的感温性，针入度指数（PI）越大，沥青的感温性越小； 2. 兼顾高低温要求时，要求沥青的PI值在1.51.0之间； 粘附性通过水煮或水浸的方式检测粘度程度； 1. 沥青与集料之间的粘附性越好，表征沥青混合料的水稳性越好。 2. 要求沥青与集料之间的粘附等级在IV级之上； 沥青耐久性采用薄膜烘箱加热方式评价； 1. 引起沥青老化的因素有：热、紫外光、氧、水、矿料的渗流硬化等； 2. 薄膜烘箱试验评价方法：（1）沥青质量损失；（2）针入度比；（3）实测延度.,二. 沥青技术要求,1. 采用道路石油沥青取代原有

18、的重交沥青（HA）和中、轻交通道路沥青（A）; 2. 沥青标号的划分根据针入度的大小； 3. 不同标号的沥青适用于不同的气候环境； 4. 将沥青划分为三个等级，A级沥青适用于各种条件、B级沥青适用于高等级公路的下面层和其它等级的各个层次、C级沥青适用于三级及三级一下的道路.,三. 沥青材料试验检测,共涉及七项试验，其中针入度、软化点、延度、薄膜烘箱试验和密度检测是重点； 掌握各项试验检测结果所表征的沥青性质； 试验过程中影响试验结果的条件及各条件变化对试验带来的影响.,四. 沥青混合料概述,沥青混合料分类 1. 根据空隙率： 密级配沥青混合料空隙率36； 开级配沥青混合料空隙率18以上； 半开

19、级配沥青混合料空隙率612； 2. 根据级配类型： 连续级配沥青混合料； 间断级配沥青混合料； 3. 按矿料的公称最大粒径： 特粗式沥青混合料最大粒径为37.5mm； 粗粒式沥青混合料最大粒径31.5mm、26.5mm； 中粒式沥青混合料最大粒径19mm、16mm； 细粒式沥青混合料最大粒径13.2mm、9.5mm； 砂粒式沥青混合料最大粒径4.75mm.,四. 沥青混合料概述,沥青混合料结构类型 1. 悬浮密实型结构采用连续级配矿料，具有较低的空隙率，良好的低温性能，但高温抗车辙能力较差； 2. 骨架孔隙型结构采用开级配矿料，空隙率较高，所以低温抗开裂性能较差，当高温抗车辙能力相对较好； 3

20、. 密实骨架型结构采用间断级配矿料，具有较高的密实程度，能够同时兼顾高温和低温性能要求.,五. 沥青混合料路用性能,高温稳定性高温条件下沥青混合料抵抗车辆反复作用，不产生明显永久变形的能力，特别是对高等级公路渠化交通条件下抵抗车辙性能的能力。 评价指标：马歇尔稳定度、动稳定度； 低温抗裂性冬季低温条件下，特别是急剧降温时沥青混合料抗抗开裂的能力。 评价指标：低温破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量； 耐久性表征沥青混合料抗老化性、水稳性和抗疲劳能力。 评价指标：空隙率、饱和度、残留稳定度； 抗滑性 有助于车辆行驶安全的性能。 评价指标：路面构造深度、摩擦系数 施工和易性 .,六. 沥青混合料技术标

21、准,空隙率压实沥青混合料中空隙体积占整个混合料体积百分率。通常密级配沥青混合料的空隙率在36之间； 稳定度在规定条件下沥青混合料马歇尔试件可承载的最大荷载（kN）。通常密级配沥青混合料的稳定度8 kN； 流值规定条件下，沥青混合料马歇尔试件达到最大荷载时所对应的竖向变形（mm）。通常密级配沥青混合料的流值在24mm之间； 饱和度压实沥青混合料中沥青体积占矿料骨架以外空间体积的百分率。通常是5075之间.,六. 沥青混合料技术标准,动稳定度在规定条件下，沥青混合料每形成1mm车辙时需要的碾压次数。通常要求600800次/mm以上； 水稳性沥青混合料马歇尔试件在60水中浸泡48h后，所达到的稳定度

22、。通常要求残留稳定度7580以上； 矿料间隙率压实沥青混合料试件中矿料以外的空间体积占试件总体积的百分率。该值的大小取决于混合料的空隙率和矿料的公称最大粒径.,六. 沥青混合料试验检测,共包括九项试验，其中的重点 1 .沥青混合料马歇尔试件制备方法； 2 .混合料密度检测； 3 .马歇尔稳定度试验； 4 .车辙试验； 5 .沥青与矿料粘附性试验； 6 .沥青混合料沥青含量检测试验； 重点掌握 1. 试验操作过程； 2. 不同试验方法的适用性； 3. 影响试验结果的因素.,七. 沥青混合料配合比设计方法配合比设计步骤,目标配合比设计阶段：室内系统配合比设计； 生产配合比设计阶段：现场配合比调整；

23、 生产配合比验证：试验路铺筑 .,七. 沥青混合料配合比设计方法配合比设计内容,矿料级配组成设计要求所设计的矿料具有足够的密实度，并具有较高的内摩阻力； 最佳沥青用量在选定的矿料级配条件下最适宜的沥青用量.,七. 沥青混合料配合比设计方法气候分区指标,气候分区高温指标采用工程所在地最近30年内最热月份平均日最高气温的平均值，作为（反映高温）气候分区的一级指标。一级指标划分为3个区： 高温气候1区：30（夏炎热区）； 高温气候2区：2030 （夏热区）； 高温气候3区：20 （夏凉区）.,七. 沥青混合料配合比设计方法气候分区指标,气候分区低温指标采用工程所在地最近30年的极端最低气温，作为（反

24、映低温）气候分区的二级指标： 低温气候1区：-37.5 （冬严寒区）； 低温气候2区： -37.5 -21.5 （冬寒区）； 低温气候3区：-21.5-9.5 （冬冷区）； 低温气候4区： -9.0 （冬温区）.,七. 沥青混合料配合比设计方法气候分区指标,气候分区雨量指标采用工程所在地最近30年内年降雨量平均值，作为气候分区的三级指标： 降雨量1区： 1000mm（潮湿区）； 降雨量2区： 1000500mm（湿润区）； 降雨量3区： 500200mm（半干区）； 降雨量4区： 200mm（干旱区）.,八. 沥青混合料配合比设计方法原材料要求,沥青 1. 针对气候环境选择标号适宜的沥青：环境

25、气候温度较高，沥青的标号较低一些，反之则相对高一些； 2. 根据交通状况、是否存在渠化交通现象、混合料类型以及所处的结构层位等对所挑选的沥青标号做进一步调整。通常，交通量大、存在渠化交通、沥青混合料矿料粒径偏细、或位于结构层位的上层，则沥青标号应低一些；反之则高一些。,八. 沥青混合料配合比设计方法原材料要求,粗集料 1. 满足粗集料的物理力学指标； 2. 与沥青有良好的粘附效果：粘附等级应在IV级以上，如果需要则要对粘附性进行改善： 掺入性能良好的抗剥落剂； 用消石灰或水泥替代部分矿粉； 将粗集料用石灰浆处理。 3. 良好的粒径规格：有助于矿料的级配合成.,八. 沥青混合料配合比设计原材料要

26、求,细集料 1. 良好的物理力学性质； 2. 适宜的粒径规格； 矿粉（填料） 1. 采用碱性石灰岩加工磨细而成，具有良好的亲油性； 2. 满足相应细度要求.,八. 沥青混合料（目标）配合比设计矿料级配设计,针对设计文件、或工程要求，由道路等级、路面类型以及所处结构层层位等因素来确定； 通常每一层压实后沥青混合料的厚度不小于所选矿料类型中公称最大粒径的2.53.0倍； 根据道路等级、气候和交通特点，对级配进行偏粗或偏细的调整。当夏季温度偏高且持续时间较长、重载车多时，宜选择较用较粗的级配类型，并取较高的设计空隙率；反之，选用较细级配类型，并取较低的设计空隙率 .,八. 沥青混合料（目标）配合比设

27、计最佳沥青用量确定,沥青混合料沥青用量表示方法： 1. 沥青含量（） （沥青质量/混合料质量）100 2. 油石比（） （沥青质量/矿料质量）100,八. 沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,沥青大致用量范围的确定 1. 借鉴以往类似工程，由公式计算确定可能的最佳沥青用量，并由此得出沥青的大致用量范围： 2. 当缺乏可借鉴的经验时，可以5的沥青用量作中间值，0.5的等间隔向两侧扩展，大致确定出沥青的用量范围 .,八. 沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,制备马歇尔试件 1. 通常将确定的沥青用量范围等间隔划分成5组，每组制备45个试件； 2. 根据某一沥青用量下一块试件大致所需材料用量，备好一盘混合料所需的合成矿料和沥青。 3. 根据要求温度加热各种原材料，按顺序加入搅拌锅搅拌； 4. 取一定量（大约1200g）拌和好的混合料在成型仪器上按要求击实成型，并将成型好的试件放凉后脱模。根据测得的试件高度判断第一次所取的混合料是否合适，如需要进行适当调整。最好将所有成形好的试件进行编号，以备后用.,八. 沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,马歇尔试