（2）沥青路面粗集料压碎试验
Q m=m1/m0×100％
m0 试验前试样质量 m1 试验后通过3mm筛孔的细集料质量
交通工程专业 38
第一章 石料与集料
2．磨光值 磨光值是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，它
是采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪测
得的磨光后集料的磨擦系数。用高磨光值的石料来铺筑道
26
第一章 石料与集料
（5）粗集料骨架间隙率
指4.75mm以上粗集料在捣实状态下颗粒间的空隙 体积百分含量。
其大小用于确定混合料中细集料和结合料的数量，并 评价集料的骨架结构。
VCA = ( 1-
ρc ρa
) * 100%
ρc
水泥混凝土用粗集料振实密度，沥青混合料用捣实密度
ρa
交通工程专业
粗集料表观密度或毛体积密度。
交通工程专业 19
第一章 石料与集料
（一）物理常数
（1）表观密度 集料的表观密度是指在规定条件下，集料单位表观
体积（矿质实体体积＋闭口孔隙体积）
a
=
ms vs vn
=
m va
交通工程专业 20
第一章 石料与集料
（2）表干密度 集料的表干密度又称作饱和面干毛体积密度，它的计
算体积与毛体积密度相同，但计算质量为集料颗粒的 表干质量（饱和面干状态，包括了吸入开口孔隙中的 水），由下式计算。
s
= Vs
ma Vn Vi
体积：矿质实体＋闭口孔隙体积＋开口孔隙体积
交通工程专业 21
第一章 石料与集料
（3）装填密度 装填密度根据装样方法的不同可为堆积密度、振实密度或 捣实密度。该密度是指烘干集料颗粒矿质实体的单位装填 体积（包括集料颗粒间空隙体积、集料矿质实体及其闭口、 开口孔隙体积）的质量，按下式计算。
交通工程专业
Q磨
=
m1 m2 m1
100
3
第一章 石料与集料
②狄法尔法磨耗试验
试验要求： （1）碎石：75 mm、50mm、2mm标准筛；
砾石：50mm、35mm、25mm、2.5mm标准筛。
（2）转动速率： 30－33r/min，旋 转10000转。
Q磨
=
m1 m2 m1
100
交通工程专业 4
石料矿质实体包 括孔隙（闭口、 开口孔隙）体积 在内的单位毛体 积的质量
单位毛体积 集料颗粒矿质实体
（包括集料矿 的单位装填体积
质实体体积及 （包括集料颗粒间
全部孔隙体积） 空隙体积、集料矿
的饱和面干质 质实体及全部孔隙
量
体积）的质量
计算公式 主要用途
交通工程专业
t
=
ms Vs
a
=
ms Vs Vn
27
第一章 石料与集料
（6）细集料的棱角性
细集料的棱角性由在一定条件下测定的空隙率表 征。天然砂、人工砂、石屑等细集料的棱角性对沥青 混合料的内摩擦角和抗流动性变形能力及对水泥混凝 土的和易性有显著影响。当空隙率大时，细集料有较 大的内摩擦角。
U
= ( 1-
ρc ρs
) * 100%
ρc
细集料的装填密度
由自然风化、流水搬运、分选、堆积形成的 粒径小于4.75mm的岩石颗粒；
山砂、河砂、湖砂、海砂等，不包括软质岩 石、风化岩石颗粒。
交通工程专业 8
第一章 石料与集料
（2）人工砂： 经除土处理的机制砂、混合砂的统称。
机制砂： ——由机械破碎、筛分制成的粒径小于
4.75mm的岩石颗粒；不包括软质岩石、风化岩 石颗粒。 混合砂：
规定，路用石料按其所属岩石类型分为四类，每一类 石料又按其抗压强度及磨耗率指标分为四个等级。
Ⅰ级——最坚强的岩石 Ⅱ级——坚强的岩石 Ⅲ级——中等坚强的岩石 Ⅳ级——较软的岩石
交通工程专业 6
交通工程专业 7
第一章 石料与集料
一、集料
概述： 由不同粒径矿质颗粒组成的混合料。
1．集料分类 （1）天然砂：
交通工程专业 30
课堂练习
例1： 经试验测得某石料试样在空气中重80g,封蜡后
空气中重86g,水中重48 g，孔隙率为11 %。试计 算该试样的毛体积密度是多少？真实密度是多少？ (蜡的密度为0.93g/cm3 )
交通工程专业 31
课堂练习
解： V=(86-48)/1-(86-80)/0.93=38cm3-6/0.93=31.55 cm3
（2）桥梁工程： 70±2mm立方体
交通工程专业
R= P A
2
第一章 石料与集料
2、磨耗率：
指石料抵抗撞击、边缘剪力和磨擦等联合作用的能力。
①洛杉矶试验法
试验要求： （1）2mm（圆孔筛）或 1.7mm(方孔筛) （2）钢球：直径46.8mm， 质量390－445g （3）回转速率：30－ 33r/min
第一章 石料与集料
两种方法比较： （1）狄法尔试验采用单一粒径试验，与实际使用情况
不符，等级级差较小且费时； （2）两种方法对石料施加的作用效果与石料在道路结
构中实际经受的磨耗作用有较大差别；
交通工程专业 5
第一章 石料与集料
（三）、石料的技术标准
《公路工程石料试验规程》（ JTG E41－2005 ）
交通工程专业 14
第一章 石料与集料
交通工程专业 15
第一章 石料与集料
交通工程专业 16
摇筛机
交通工程专业
标准砂筛
筛盖 4.75mm 2.36mm 1.18mm 600um 300um
150um 筛底
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二、集料物理性质
集料的质量与体积的 关系见图所示：
交通工程专业 18
第一章 石料与集料
能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料 品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下 进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛通过质量 的百分率。
压碎指标仪
交通工程专业 37
第一章 石料与集料
（1）水泥混凝土粗集料压碎试验
Qa=(m0-m1)/m0×100％
m0 ——试样质量 m1 ——试验后2.36mm筛上的筛余质量
确定石料、 水泥及矿 粉的密度， 计算石料 的孔隙率 和混合料 的配合比
确定粗细 集料的密 度，用于 混合料的 配合比和 空隙率的 计算
h
=
Vs
ms Vn
Vi
计算石料的孔隙 率和集料的骨架 间隙率
s =
ma
Vs Vn Vi
=
ms
Vs Vn Vi Vv
可用于集料 计算集料的空隙 磨耗值计算 率
积吸水率. 交通工业 35
第一章 石料与集料
二、集料的力学性质
在结构层或混合料中，粗集料起骨架作用，应具 备一定的强度、耐磨、抗磨耗和抗冲击性能等， 这些性能用压碎值、磨光值、磨耗值和冲击值等 指标表示。
交通工程专业 36
第一章 石料与集料
1．压碎值 压碎值是指按规定的方法测得石料抵抗压碎的
交通工程专业 10
第一章 石料与集料
2．粗细集料粒径的界限
工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗集料 及细集料；
沥青混合料用集 料粗细界限尺寸 为2.36mm
水泥混凝土用集料 的粗细界限尺寸为 4.75mm
交通工程专业 11
第一章 石料与集料
3．最大粒径 这是一个较为重要但又容易引起混淆的概念，集 料的最大粒径这一概念由两个不同定义构成，即 集料最大粒径和集料公称最大粒径。
=
ms
Vs Vn Vi Vv
体积： 矿质实体＋闭口孔隙体积＋开口孔隙体积＋空隙体积
交通工程专业 22
实验方法
交通工程专业
捣实密度
直径25mm 钢筋
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第一章 石料与集料
（4）空隙率 空隙率是指集料在某种装填状态下的空隙体积（含开口孔 隙）占装填体积的百分率，按下式计算。
n = Vv Vi 100 % Vf
a ——集料的表观密度,g/cm3。
小结：石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下表中。
交通工程专业 25
第一章 石料与集料
密度类型 定义
表
真密度
石料矿 质实体 单位真 实体积 的质量
砂石材料密度概念小结
表观密度 毛体积密度
表干密度
装填密度
石料矿质 实体包括 闭口孔隙 在内的单 位表观体 积的质量
PSV＝PSVra＋49－PSVbra
图中：m____集料的总质量（g）； m0____集料中矿质实体质量（g）； ms____集料中孔隙及空隙部分的质量（g）； V____集料的总体积（cm）； Vs____集料中矿质实体的体积（cm）； Vn____集料中闭口孔隙的体积（cm）； Vi____集料中开口孔隙的体积（cm）； Vv____集料中空隙的体积（cm）； V0____集料中孔隙的体积（cm）；
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Ρs
细集料毛体积密度。
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第一章 石料与集料
（二）集料的颗粒形状与表面特征 1、颗粒形状
理想的形状：接近球体或立方体；当扁平、薄片、细长的颗粒含量高时，
交通工集程专料业 空隙率会增加，有损和易性及混凝土强度
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第一章 石料与集料
2、表面特征 集料的表面特征主要是指集料表面的粗糙程度及孔隙 特征等，它与集料的材质、岩石结构、矿物组成及其 受到冲刷、受腐蚀程度有关。 表面特征影响： （1）影响集料与结合料的粘结力，从而影响混合料 强度，特别是抗折强度； （2）表面粗糙颗粒间摩擦力大，但影响和易性； （3）表面粗糙、具有吸收水泥浆或沥青中轻质组分 的孔隙特征的集料，与结合料粘结力强；
实际上工程中所指的最大粒径往往是指公称最大 粒径，这一点在今后的应用中要加以区分。