道路工程材料砂石材料课件

第一章砂石材料1石料2集料3矿质混合料的组成设计4石料与集料的工程应用道路工程材料第一章砂石材料第一章砂石材料1石料2集料3矿质混合料的组成设计4石料与11石料石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然岩石的矿物成分，以及这些矿物在岩石中的结构与构造。石料是天然岩石经机械加工制成的，或者直接开采得到具有一定形状和尺寸的石料制品。1.1石料的岩石学特性1.1.1造岩矿物造岩矿物岩石地质作用石英、云母、长石；角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、赤铁矿等。道路工程材料第一章砂石材料1石料石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然21石料1.1.2岩石的分类按成岩条件分岩浆岩沉积岩变质岩——片理状岩、块状岩深成岩喷出岩火山岩花岗岩、正长岩、辉长石玄武岩、安山岩、辉绿岩石灰岩、页岩、砂岩、石膏，散粒状的粘土、砂、卵石道路工程材料第一章砂石材料1石料1.1.2岩石的分类按成岩条件分岩浆岩沉积岩变质岩31石料1.2石料的物理性质物理常数石料的物理常数是反映材料矿物组成、结构状态和特征的参数。常用物理常数是密度和孔隙率。吸水性抗冻性

反映材料与水有关的性质道路工程材料第一章砂石材料1石料1.2石料的物理性质物理常数石料的41石料材

料

内

部

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积

构

成闭口孔隙（体积为Vn）开口孔隙(体积为Vi)材料内部固体物质体积（Vs）道路工程材料第一章砂石材料1石料材

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成闭口孔隙（体积为Vn51.2石料的物理性质

规定条件下，石料矿质实体单位体积的质量。真实密度表观密度毛体积密度1石料1.2.1物理常数------密度道路工程材料第一章砂石材料1.2石料的物理性质规定条件下，石料矿质实体6m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1.2石料的物理性质1.2.1物理常数------真实密度1石料规定条件下，烘干石料矿质实体单位真实体积的质量。道路工程材料第一章砂石材料m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1.27m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1石料1.2石料的物理性质1.2.2物理常数------表观密度规定条件下，烘干石料矿质实体单位表观体积（包括闭口孔隙）的质量。道路工程材料第一章砂石材料m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1石料8规定条件下，烘干石料矿质实体单位毛体积（包括闭口、开口孔隙）的质量。1石料1.2石料的物理性质1.2.3物理常数------毛体积密度道路工程材料第一章砂石材料规定条件下，烘干石料矿质实体单位毛体积（包括闭9道路工程材料第一章砂石材料1石料1.2石料的物理性质1.2.4物理常数------孔隙率石料孔隙体积占石料总体积（包括开口孔隙和闭口孔隙体积）的百分率。道路工程材料10道路工程材料第一章砂石材料1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------吸水性1石料①吸水率：常温（20±2℃）、标准大气压（101.325kPa)，最大的吸水质量占干燥试样质量的百分比。②饱水率：常温、真空抽气（2.67kPa），最大吸水质量占干燥试样质量的百分比。材料吸入水分的能力。包括吸水率和饱和吸水率。道路工程材料11道路工程材料第一章砂石材料直接冻融法坚固性法石料在水饱和状态下，能经受反复冻融而不破坏，并不严重降低强度的能力。孔隙构造、吸水性1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------抗冻性1石料道路工程材料12道路工程材料第一章砂石材料直接冻融法（冻融循环试验：吸水饱和，-15℃冰冻←→常温融解）循环若干次(15、25、50次)冻融系数4h石料——直径、高50mm圆柱体试件，50mm正方体试件，在105±5℃烘干。质量损失率1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------抗冻性1石料道路工程材料13道路工程材料第一章砂石材料①道路试件:50×50×50±2mm立方体Φ50×H50±2mm的圆柱体②桥梁试件:70×70×70±2mm立方体1.3石料的力学性质石料的抗压强度石料抗压试件1石料试件类型道路工程材料14道路工程材料第一章砂石材料材料的矿物成分结构和构造P——试验时石料试件破坏的极限荷载，NA——石料试件的受力截面积，mm2影响因素试件尺寸加荷速率湿度等内因外因对试件饱水处理后施加荷载直至破坏。1.3石料的力学性质石料的抗压强度1石料道路工程材料15道路工程材料第一章砂石材料磨耗率洛杉矶磨耗试验狄法尔磨耗试验1.3石料的力学性质1石料石料抵抗撞击、摩擦的联合作用的能力。道路工程材料16道路工程材料第一章砂石材料式中：m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量；

m1——试验前烘干石料试样质量。磨耗率试验方法——狄法尔法（双筒式）

50块石料（50～75mm），单一粒径，质量5000g左右，转速30～33r/min，转10,000转（5.5～5.0h）磨耗率计算公式：1.3石料的力学性质1石料道路工程材料17道路工程材料第一章砂石材料

双筒式磨耗仪示意图①耗时长达5h以上②试件尺寸单一（50～75mm），与路用实际情况不符合

③石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大狄法尔法（双筒式）道路工程材料18道路工程材料第一章砂石材料1.3石料的力学性质1石料磨耗率试验方法——洛杉矶法（搁板式）试样为~5000g有一定级配的集料，加入12个48mm钢球，~5000g。转速30～33r/min，转500转。式中：m1——试验前烘干石料试样质量。m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量；道路工程材料19道路工程材料第一章砂石材料①省时：15min左右②使石料受到更严峻的冲击、剪切、摩擦作用，石料级差大③试样级配较符合路用状况洛杉矶法（搁板式）道路工程材料20道路工程材料第一章砂石材料1.分类：按照成岩条件、风化程度等①岩浆岩类（火成岩）②石灰岩类（沉积岩）③砂岩与片麻岩类（变质岩）④砾石岩（天然风化）2.

分级指标：饱水抗压强度和磨耗率①最坚强②坚强③中等坚强④较软弱1.4石料的技术标准1石料道路工程材料21道路工程材料第一章砂石材料物理性质物理常数：密度（真实密度、表观密度、毛体积密度）、孔隙率吸水性：吸水率、饱水率抗冻性：冻融循环力学性质：抗压强度：单位面积上所能承受的最大荷载。磨耗率：石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力。1石料道路工程材料22道路工程材料第一章砂石材料2集料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、碎石以及各类工业冶金矿渣。天然砂、人工砂——粒径<4.75mm卵石、碎石——粒径>4.75mm粗集料细集料分界尺寸：4.75mm(水泥混凝土)2.36mm(沥青混凝土)道路工程材料23道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质物理常数密度空隙率集料的级配集料的颗粒形状与表面特征含泥量和泥块含量道路工程材料24道路工程材料第一章砂石材料2集料孔隙：矿物之间的空间—Vn+Vi空隙：集料颗粒之间的空间—Vv颗粒之间的空间体积道路工程材料25道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质(1)密度：表观密度、毛体积密度、表干密度、装填密度2.1.1物理常数表干密度道路工程材料26道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质(1)密度：表观密度、毛体积密度、表干密度、装填密度2.1.1物理常数①堆积（松装）密度——集料按自由下落方式装样②振实（紧装）密度——集料振摇方式装样③捣实密度——集料振摇方式装样装填密度道路工程材料272集料2.1集料的物理性质2.1.1物理常数道路工程材料第一章砂石材料(2)空隙率n：集料空隙体积(含开口孔隙)占集料总体积的百分比。n——集料的空隙率，%Vf——集料颗粒的堆积体积，Vs+Vn+Vi+Vv，cm3Vv——集料颗粒孔隙，cm3Vi——矿质实体中开口孔隙体积，cm32集料2.1集料的物理性质2.1.1物理常数道路工程材28道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质2.1.2集料的级配集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。道路工程材料29道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质2.1.3集料的颗粒形状与表面特征⑴颗粒形状：蛋圆形、棱角形、针状、片状⑵表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等类型颗粒形状的特点集料品种蛋圆形具有较光滑的表面，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棱边碎石、石屑、破碎矿渣针状长度方向尺寸远大于其他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他方向而呈薄片形砾石、碎石中均存在道路工程材料30道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质2.1.4含泥量和泥块含量含泥量：集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。泥块含量：粗集料中原尺寸大于4.75mm，但经水浸洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。存在类型：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。道路工程材料31道路工程材料第一章砂石材料2.2集料的力学性质压碎值磨光值冲击值磨耗值2集料道路工程材料32①压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料）②压碎值（沥青混合料用集料）

式中：m0—试验前风干试件的质量，gm1—试验后通过2.36mm筛孔的细集料质量，g道路工程材料第一章砂石材料压碎值：石料抵抗压碎的能力。2.2集料的力学性质2集料①压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料）道路工程材33道路工程材料第一章砂石材料压碎值的测试10～20mm集料分二层夯实，在3～5min加荷至Pmax=200kN，恒压5s后，脱膜后过2.36mm筛。试验集料道路工程材料34道路工程材料第一章砂石材料压碎值的测试将12～16mm碎石分三层夯实，在0～10min加压至400kN，立即卸载，过2.36mm筛。试验集料容器道路工程材料35道路工程材料第一章砂石材料压碎值的测试道路工程材料36道路工程材料第一章砂石材料2.2集料的力学性质2集料磨光值：石料抵抗轮胎磨光作用的能力，即保持其原有粗糙的能力。PSV——石料的磨光值；PSVra——试验试件的摩擦系数；PSVbra——标准试件的摩擦系数；道路工程材料379.5~13.2mm石料颗粒，环氧树脂砂浆固定制成试件。磨光值试验试件制备9.5~13.2mm石料颗粒，环氧树脂砂浆固定制成试件。磨光38试件→加速磨光机（30#，280#金刚砂），经6h磨光后，用摆式摩擦系数测定仪测摩擦系数（BPN）→磨光值磨光值试件及磨光机磨光值试验试件→加速磨光机（30#，280#金刚砂），经6h磨光后，用39道路工程材料第一章砂石材料2.2集料的力学性质2集料式中：m0——冲击前试样质量，g；

m1——冲击试验后，通过2.36mm筛的石屑质量，g冲击值：石料抵抗多次连续的重复冲击荷载的能力。道路工程材料409.5～13.2mm集料，1kg分三次装入量筒中，夯实。冲击锤至380±5mm处自由落下，重复15次，间隔不少于1s。将受冲击后的集料过筛（2.36mm），称重冲击值试验9.5～13.2mm集料，1kg分三次装入量筒41道路工程材料第一章砂石材料2.2集料的力学性质2集料磨耗值：石料抵抗表面磨损的能力。式中：m1——磨耗前的试件质量（g）

m2——磨耗后的试件质量（g）

s——集料的表干密度g/cm3道路工程材料42道瑞Dorry（英国）磨耗仪磨耗值试验9.5~13.2mm石料颗粒，单层紧密排列，用环氧树脂砂浆固定成型。同种石料2个试件一组用金属托盘固定于道瑞机的圆平板上28~30r/min，100转，连续不断、均匀，撒布一定细度的石英砂。同样方法再磨400转。道瑞Dorry（英国）磨耗仪磨耗值试验9.5~13.2mm43道路工程材料第一章砂石材料3矿质混合料的组成设计矿质混合料：两种或两种以上的集料混合而成，简称矿料。组成设计的目的：根据目标级配范围要求，确定各种集料在矿质混合料中的合理比例。集料级配的几种情况道路工程材料44道路工程材料第一章砂石材料圆孔筛(直径)：…40、20、10、5、2.5、1.25、0.63、0.3…方孔筛(边长)：…13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075。3.1矿质混合料的级配3.1.1集料级配的表示方法（1）筛分试验——标准筛筛分试验用套筛3矿质混合料的组成设计道路工程材料45道路工程材料第一章砂石材料3.1矿质混合料的级配3.1.1集料级配的表示方法3矿质混合料的组成设计①分计筛余百分率ai：某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率。（2）筛析试验——级配参数③通过百分率pi：通过某号筛的集料质量占试件总质量的百分率。Pi=100-Ai②累计筛余百分率Ai：等于或大于某号筛上筛余质量之和占总质量的百分率。Ai=a1+a2+...+a3道路工程材料46道路工程材料第一章砂石材料3.1矿质混合料的级配3.1.1集料级配的表示方法3矿质混合料的组成设计评价细集料粗细程度。粗砂：Mf

＝3.7～3.1中砂：Mf

＝3.0～2.3细砂：Mf

＝2.2～1.6（3）细集料的细度模数道路工程材料47道路工程材料第一章砂石材料（4）集料的级配曲线①作图：纵坐标为通过百分率P(％)常数坐标；横坐标为筛孔尺寸(mm)②注意：坐标单位；注明不同曲线意义③判断集料级配是否符合要求级配曲线3.1矿质混合料的级配3.1.1集料级配的表示方法3矿质混合料的组成设计道路工程材料48道路工程材料第一章砂石材料（4）集料的级配曲线3.1矿质混合料的级配3.1.1集料级配的表示方法3矿质混合料的组成设计连续级配：级配曲线光滑，每一种尺寸的集料都有间断级配：剔除一个或几个分级，曲线形成折线形单粒径：道路工程材料49道路工程材料第一章砂石材料单粒径连续级配与间断级配曲线示意图道路工程材料50道路工程材料第一章砂石材料3.1矿质混合料的级配3矿质混合料的组成设计3.1.2级配组成对矿料性能的影响矿质混合料的级配组成与其密度及颗粒间内摩阻力有关，从而对水泥混凝土或沥青混凝土的强度、耐久性及施工和易性有显著影响。最小空隙率：达到最大密实度最大摩阻力：增加集料的稳定性和强度；互相嵌紧、互不干涉，紧密多级空间网络骨架结构。道路工程材料51道路工程材料第一章砂石材料3.1矿质混合料的级配3矿质混合料的组成设计3.1.3连续级配的计算

p2=kd

当d=D时，p=100→1002=k·D→

式中：d—集料中颗粒的筛孔尺寸，mm

D—矿质混合料最大粒径，mm(1)最大密度级配计算——富勒理论（常坐标级配曲线）集料在某筛孔上的通过百分率和筛孔尺寸的关系越接近抛物线，该集料的密度越大，空隙率越小。道路工程材料52道路工程材料第一章砂石材料3.1矿质混合料的级配3矿质混合料的组成设计3.1.3连续级配的计算式中：n——级配指数(2)级配曲线范围公式——泰波公式（半对数坐标级配曲线）n=0.45～0.5，密实度最大n=0.3～0.7，密实度尚可n=0.35～0.45，工作性较好（工艺性能）道路工程材料53道路工程材料第一章砂石材料3.1矿质混合料的级配3矿质混合料的组成设计3.2矿质混合料的配合比设计方法目的：确定矿质混合料中各档集料的比例已知条件：①各档集料级配P~d②设计级配范围P~d方法：①试算法（数解法）②图解法道路工程材料54道路工程材料第一章砂石材料（1）试算法因目前工程单位用的较多的是图解法，故试算法不再单独讲解。（2）图解法又称修正平衡面积法，是目前工程单位用的较多的一种方法。步骤：①绘制级配曲线图②确定各种集料的用量比例：两线相叠、两线相接、两线相离。③校核及调整3.1矿质混合料的级配3矿质混合料的组成设计3.2矿质混合料的配合比设计方法道路工程材料55道路工程材料第一章砂石材料3矿质混合料的组成设计①绘制坐标图：绘制长方形图框，纵坐标为通过百分率。对角线作为合成级配中值。横坐标为筛孔尺寸。横坐标确定方法：据合成级配中值要求的各筛孔通过百分率，从纵坐标引平行线，与对角线交点处引垂线，与横坐标交点，为相应筛孔的孔径位置。②绘制级配曲线：将各集料的级配曲线绘制在上述坐标图上。③确定各相邻级配曲线的关系：相邻级配曲线重叠（A与B）、相邻级配曲线相接（B与C）、相邻级配曲线相离（C与D）。

④确定各集料的用量。设计步骤道路工程材料56道路工程材料第一章砂石材料道路工程材料57道路工程材料第一章砂石材料试用图解法计算某公路面层沥青混合料中各种矿质材料的配合比材料名称筛孔尺寸(mm)24.59.54.752.361.180.60.30.150.075碎石955219865320砂10010010093645534153矿粉1001001001001001001009782级配范围95~10070~8050~6535~5025~4018~3013~218~154~9级配中值97.57557.542.532.5241711.56.53矿质混合料的组成设计道路工程材料58道路工程材料第一章砂石材料26.55060708090100403020109.54.752.361.180.60.30.150.075········●●●●●●●碎石●●●砂矿粉●●碎石砂矿粉道路工程材料59本章小结砂石材料基本性质概念要清楚，注意标准化、规范化。粗集料、细集料主要指碎石和砂，它广泛应用于水泥混凝土及沥青混合料中，学生必须掌握好其各项技术指标、测定方法及技术标准，从而达到保证材料质量的目的。矿质混合料级配的好坏，直接地影响着水泥混凝土或沥青混合料的技术性质，因此学生必须掌握矿料的级配理论及设计方法。图解法是本次课的重点。道路工程材料第一章砂石材料本章小结砂石材料基本性质概念要清楚，注意标准化、规范化。道路60第一章砂石材料1石料2集料3矿质混合料的组成设计4石料与集料的工程应用道路工程材料第一章砂石材料第一章砂石材料1石料2集料3矿质混合料的组成设计4石料与611石料石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然岩石的矿物成分，以及这些矿物在岩石中的结构与构造。石料是天然岩石经机械加工制成的，或者直接开采得到具有一定形状和尺寸的石料制品。1.1石料的岩石学特性1.1.1造岩矿物造岩矿物岩石地质作用石英、云母、长石；角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、赤铁矿等。道路工程材料第一章砂石材料1石料石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然621石料1.1.2岩石的分类按成岩条件分岩浆岩沉积岩变质岩——片理状岩、块状岩深成岩喷出岩火山岩花岗岩、正长岩、辉长石玄武岩、安山岩、辉绿岩石灰岩、页岩、砂岩、石膏，散粒状的粘土、砂、卵石道路工程材料第一章砂石材料1石料1.1.2岩石的分类按成岩条件分岩浆岩沉积岩变质岩631石料1.2石料的物理性质物理常数石料的物理常数是反映材料矿物组成、结构状态和特征的参数。常用物理常数是密度和孔隙率。吸水性抗冻性

反映材料与水有关的性质道路工程材料第一章砂石材料1石料1.2石料的物理性质物理常数石料的641石料材

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成闭口孔隙（体积为Vn）开口孔隙(体积为Vi)材料内部固体物质体积（Vs）道路工程材料第一章砂石材料1石料材

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成闭口孔隙（体积为Vn651.2石料的物理性质

规定条件下，石料矿质实体单位体积的质量。真实密度表观密度毛体积密度1石料1.2.1物理常数------密度道路工程材料第一章砂石材料1.2石料的物理性质规定条件下，石料矿质实体66m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1.2石料的物理性质1.2.1物理常数------真实密度1石料规定条件下，烘干石料矿质实体单位真实体积的质量。道路工程材料第一章砂石材料m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1.267m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1石料1.2石料的物理性质1.2.2物理常数------表观密度规定条件下，烘干石料矿质实体单位表观体积（包括闭口孔隙）的质量。道路工程材料第一章砂石材料m0VnMmSViVsVV0闭口孔隙矿物实体开口孔隙1石料68规定条件下，烘干石料矿质实体单位毛体积（包括闭口、开口孔隙）的质量。1石料1.2石料的物理性质1.2.3物理常数------毛体积密度道路工程材料第一章砂石材料规定条件下，烘干石料矿质实体单位毛体积（包括闭69道路工程材料第一章砂石材料1石料1.2石料的物理性质1.2.4物理常数------孔隙率石料孔隙体积占石料总体积（包括开口孔隙和闭口孔隙体积）的百分率。道路工程材料70道路工程材料第一章砂石材料1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------吸水性1石料①吸水率：常温（20±2℃）、标准大气压（101.325kPa)，最大的吸水质量占干燥试样质量的百分比。②饱水率：常温、真空抽气（2.67kPa），最大吸水质量占干燥试样质量的百分比。材料吸入水分的能力。包括吸水率和饱和吸水率。道路工程材料71道路工程材料第一章砂石材料直接冻融法坚固性法石料在水饱和状态下，能经受反复冻融而不破坏，并不严重降低强度的能力。孔隙构造、吸水性1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------抗冻性1石料道路工程材料72道路工程材料第一章砂石材料直接冻融法（冻融循环试验：吸水饱和，-15℃冰冻←→常温融解）循环若干次(15、25、50次)冻融系数4h石料——直径、高50mm圆柱体试件，50mm正方体试件，在105±5℃烘干。质量损失率1.2石料的物理性质1.2.5物理常数------抗冻性1石料道路工程材料73道路工程材料第一章砂石材料①道路试件:50×50×50±2mm立方体Φ50×H50±2mm的圆柱体②桥梁试件:70×70×70±2mm立方体1.3石料的力学性质石料的抗压强度石料抗压试件1石料试件类型道路工程材料74道路工程材料第一章砂石材料材料的矿物成分结构和构造P——试验时石料试件破坏的极限荷载，NA——石料试件的受力截面积，mm2影响因素试件尺寸加荷速率湿度等内因外因对试件饱水处理后施加荷载直至破坏。1.3石料的力学性质石料的抗压强度1石料道路工程材料75道路工程材料第一章砂石材料磨耗率洛杉矶磨耗试验狄法尔磨耗试验1.3石料的力学性质1石料石料抵抗撞击、摩擦的联合作用的能力。道路工程材料76道路工程材料第一章砂石材料式中：m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量；

m1——试验前烘干石料试样质量。磨耗率试验方法——狄法尔法（双筒式）

50块石料（50～75mm），单一粒径，质量5000g左右，转速30～33r/min，转10,000转（5.5～5.0h）磨耗率计算公式：1.3石料的力学性质1石料道路工程材料77道路工程材料第一章砂石材料

双筒式磨耗仪示意图①耗时长达5h以上②试件尺寸单一（50～75mm），与路用实际情况不符合

③石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大狄法尔法（双筒式）道路工程材料78道路工程材料第一章砂石材料1.3石料的力学性质1石料磨耗率试验方法——洛杉矶法（搁板式）试样为~5000g有一定级配的集料，加入12个48mm钢球，~5000g。转速30～33r/min，转500转。式中：m1——试验前烘干石料试样质量。m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量；道路工程材料79道路工程材料第一章砂石材料①省时：15min左右②使石料受到更严峻的冲击、剪切、摩擦作用，石料级差大③试样级配较符合路用状况洛杉矶法（搁板式）道路工程材料80道路工程材料第一章砂石材料1.分类：按照成岩条件、风化程度等①岩浆岩类（火成岩）②石灰岩类（沉积岩）③砂岩与片麻岩类（变质岩）④砾石岩（天然风化）2.

分级指标：饱水抗压强度和磨耗率①最坚强②坚强③中等坚强④较软弱1.4石料的技术标准1石料道路工程材料81道路工程材料第一章砂石材料物理性质物理常数：密度（真实密度、表观密度、毛体积密度）、孔隙率吸水性：吸水率、饱水率抗冻性：冻融循环力学性质：抗压强度：单位面积上所能承受的最大荷载。磨耗率：石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力。1石料道路工程材料82道路工程材料第一章砂石材料2集料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、碎石以及各类工业冶金矿渣。天然砂、人工砂——粒径<4.75mm卵石、碎石——粒径>4.75mm粗集料细集料分界尺寸：4.75mm(水泥混凝土)2.36mm(沥青混凝土)道路工程材料83道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质物理常数密度空隙率集料的级配集料的颗粒形状与表面特征含泥量和泥块含量道路工程材料84道路工程材料第一章砂石材料2集料孔隙：矿物之间的空间—Vn+Vi空隙：集料颗粒之间的空间—Vv颗粒之间的空间体积道路工程材料85道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质(1)密度：表观密度、毛体积密度、表干密度、装填密度2.1.1物理常数表干密度道路工程材料86道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质(1)密度：表观密度、毛体积密度、表干密度、装填密度2.1.1物理常数①堆积（松装）密度——集料按自由下落方式装样②振实（紧装）密度——集料振摇方式装样③捣实密度——集料振摇方式装样装填密度道路工程材料872集料2.1集料的物理性质2.1.1物理常数道路工程材料第一章砂石材料(2)空隙率n：集料空隙体积(含开口孔隙)占集料总体积的百分比。n——集料的空隙率，%Vf——集料颗粒的堆积体积，Vs+Vn+Vi+Vv，cm3Vv——集料颗粒孔隙，cm3Vi——矿质实体中开口孔隙体积，cm32集料2.1集料的物理性质2.1.1物理常数道路工程材88道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质2.1.2集料的级配集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。道路工程材料89道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质2.1.3集料的颗粒形状与表面特征⑴颗粒形状：蛋圆形、棱角形、针状、片状⑵表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等类型颗粒形状的特点集料品种蛋圆形具有较光滑的表面，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棱边碎石、石屑、破碎矿渣针状长度方向尺寸远大于其他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他方向而呈薄片形砾石、碎石中均存在道路工程材料90道路工程材料第一章砂石材料2集料2.1集料的物理性质2.1.4含泥量和泥块含量含泥量：集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。泥块含量：粗集料中原尺寸大于4.75mm，但经水浸洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。存在类型：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。道路工程材料91道路工程材料第一章砂石材料2.2集料的力学性质压碎值磨光值冲击值磨耗值2集料道路工程材料92①压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料）②压碎值（沥青混合料用集料）

式中：m0—试验前风干试件的质量，gm1—试验后通过2.36mm筛孔的细集料质量，g道路工程材料第一章砂石材料压碎值：石料抵抗压碎的能力。2.2集料的力学性质2集料①压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料）道路工程材93道路工程材料第一章砂石材料压碎值的测试10～20mm集料分二层夯实，在3～5min加荷至Pmax=200kN，恒压5s后，脱膜后过2.36mm筛。试验集料道路工程材料94道路工程材料第一章砂石材料压碎值的测试将12～16mm碎石分三层夯实，在0～10min加压至400kN，立即卸载，过2.36mm筛。试验集料容器道路工程材料95道路工程材料第一章砂石材料压碎值的测试道路工程材料96道路工程材料第一章砂石材料2.2集料的力学性质2集料磨光值：石料抵抗轮胎磨光作用的能力，即保持其原有粗糙的能力。PSV——石料的磨光值；PSVra——试验试件的摩擦系数；PSVbra——标准试件的摩擦系数；道路工程材料979.5~13.2mm石料颗粒，环氧树脂砂浆固定制成试件。磨光值试验试件制备9.5~13.2mm石料颗粒，环氧树脂砂浆固定制成试件。磨光98试件→加速磨光机（30#，280#金刚砂），经6h磨光后，用摆式摩擦系数测定仪测摩擦系数（BPN