道路材料复习提纲.docx

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1、l（砂石材料）是道路与桥梁中用量最大的一种建筑材料。砂石材料：天然砂砾；人工轧制的集料；工业冶金矿渣。道路与桥梁工程最常用到的（无机结合料），主要是（石灰和水泥）。有机结合料主要是指沥青类材料；（沥青混合料）是现代路面建筑中极为重要的一种材料。l岩石内部结构：矿质实体；闭合孔隙；开口孔隙。岩石的物理性质：1） 物理常量：a） 密度（真密度）：岩石在规定条件（105110*C烘干至恒温，温度20加减2*C）下单位体积（不包括开口与闭口孔隙体积）的质量。用 表示。 = ； 测定方法：密度瓶法，即比重瓶法和李氏比重瓶法；b） 毛体积密度；在规定条件下，烘干岩石（包括孔隙在内）的单位体积的质量，用 表

2、示。测定方法：量积法、水中称量法和蜡封法；c） 孔隙率：岩石的孔隙体积占其总体积的百分率。2） 吸水性：a） 吸水率：在规定条件下（常温常压下），岩石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比。测定方法：自由吸水法；b） 饱和吸水率（饱水率）：在强制条件下（常温，真空抽气状态下），岩石试件最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，以百分率表示。测定方法：煮沸法或真空抽气法；c） 耐候性：岩石抵抗大气自然因素作用的性能。i. 抗冻性：岩石试样在饱和状态下抵抗反复冻结和融化的性能。试验方法：直接融冻法ii. 坚固性：是评定岩石试样经（饱和硫酸钠溶液）多次浸泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性能。

3、用干湿循环试验来测定。力学性质：岩石应具有抗压、抗拉、抗剪、抗折强度、抗磨光、抗冲击、抗磨耗等力学性质。单轴抗压强度：岩石试件抵抗单轴压力时保持自身不破坏的极限应力（饱和状态下测量） 按式计算：R=p/A 标准试件：1）路面工程：a) 505050mm ; b) 5050mm；2）桥梁工程：707070mm；3）地基基础： 50100mm。岩石的单轴抗压强度是岩石力学性质中最重要的一项指标。岩石化学性质：二氧化硅65%酸性集料是指在混合物中期骨架或填充作用的集料，包括岩石天然分化而形成的砾石和砂，以及经人工轧制的各种尺寸的碎石、石屑等。集料分为：细集料（沥青混合料中，粒径小于2.36的天然砂、

4、人工砂及石屑；水泥混凝土中，粒径小于4.75的天然砂、人工砂）、粗集料。砂的分类：1）天然砂，岩石在自然条件下分化形成；2）人工砂，它是将岩石炸碎而形成的颗粒，表面多棱角，较洁净。细集料的技术性质级配：是集料各级粒径颗粒的分配情况。砂的级配可通过砂的筛分试验确定。水泥混凝土：干筛法；沥青混合料：水洗法。1) 分级筛余百分率：某号筛上的筛余质量占试件总质量的百分率，按式 计算；2) 累计筛余百分率：某号筛的分级筛余百分率和大于某号筛的各筛的分级筛余百分率之总和，按式 计算；3) 通过百分率：通过某号筛的试件质量占试件总质量的百分率，即100与某号筛累计筛余百分率之差，按式 =100 计算。粗度：

5、评价砂粗细程度的一种指标。通常用细度模数（细度模量）表示；对水泥混凝土用砂，按式计算细度模数：细度模数愈大，表示细集料愈粗。砂的粗度按细度模数分为三级： =3.73.1为粗砂； =3.02.3为中砂； =2.21.6为细砂。粗集料的技术性质物理常数1) 表观密度：简称视密度。粗集料的表观密度是指单位体积（含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体积）物质颗粒的干质量。表观密度按式 计算；2) 毛体积密度：粗集料的毛体积密度是在规定条件下，单位毛体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙）的质量。粗集料毛体积面积 计算；3) 堆积密度：是单位体积（含物质颗粒及闭口、开口孔隙体积及颗粒间孔隙体积）物质颗粒的质量

6、。粗集料堆积密度分为：自然堆积密度；振实堆积密度；捣实堆积密度4) 空隙率：粗集料空隙率是粗集料试件颗粒之间的空隙占总体积的百分率粗集料的力学性质：a） 压碎值：是指规定的方法测得岩石抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用于鉴定集料品质。b） 磨光值：（PSV）是反映岩石抵抗轮胎磨光作用的能力的指标，他是采用加速磨光机磨光岩石，并用摆式摩擦系数测定仪测得的磨光后集料的摩擦系数。c） 冲击值：（ATV）反映岩石抵抗多次连续重复冲击荷载作用的能力。d） 磨耗值：（AAV）（道瑞磨耗值）用于研究岩石抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗能力的评定。矿质混合料级配类型：连续级

7、配，间断级配。级配理论：1） 最大密度曲线理论：（富勒理论）；抛物线是最理想的级配曲线。2） 最大密度去曲线的n幂公式：（泰波公式）确定混合料配合比方法：一般主要采用（试算法）；（图解法）l石灰的硬化：干燥硬化（结晶作用）、碳化硬化（碳化作用）水泥用途分类：通用、专用、特性水泥最常用的水泥：普通、矿渣、火山灰、粉煤灰、硅酸盐水泥五大类。硅酸盐水泥生产工艺：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨水泥主要技术指标：细度、凝结时间、安定性、强度。道路水泥具备：抗干缩性、耐磨性、抗折强度。l水泥混凝土：是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散期间的不同粒径的粗、细集料胶结起来，在一定条件下，硬化成为具有一定

8、力学性质的一种人工石材。水泥混凝土表密度划分：普通、轻、重混凝土。工作性：包含流动性、可塑性、稳定性（粘聚性，保水性）和易密性。提高混凝土强度的技术措施：采用高强度水泥和特种水泥、采用低水灰比和浆集比、掺加外加剂、采用湿热处理方法、采用机械搅拌和振捣。混凝土配合比设计三参数：水灰比、砂率、单位用水量。抹面砂浆的性质：流动性、保水性、粘结性。l沥青：有机胶凝材料。是由极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属衍生物所组成的混合物，常温下一般固体或半固体，也有少数品种的沥青程粘性液体状态，可溶于二硫化碳，四氯化碳，三氯甲烷和苯等有机溶剂，颜色为黑褐色或褐色。按其在自然界获取的方式不同，分为

9、（地沥青）和（焦油沥青）两大类。地沥青：是指地下原油演变或加工而得到的沥青。地沥青分类：天然沥青、石油沥青。焦油沥青：是干馏有机燃料所收集的石油再经加工而得到的一种沥青材料。焦油沥青分类：煤沥青、页岩沥青、木沥青和泥岩沥青（按干馏原料的不同）。沥青材料特点：具有良好的憎水性、粘接性和塑性，可以防水、防潮。石油沥青的配制方法：施工工艺：液体、乳化沥青；使用性能：调和、改性沥青石油沥青分类：1） 按原油成分分类：a） 石蜡基沥青：含有大量烷烃，一般大于5%，有的高达10%，蜡在常温下往往以结晶体存在，降低了沥青的粘结性和温度稳定性；表现为软化点高、针入度小、延度，但抗老化性能较好。b） 环烷基沥青

10、：含蜡量一般小于2%，沥青的粘结性和塑性均较高。c） 中间基沥青。也称混合基沥青。2） 按加工方法分类：a） 直馏沥青：也称残留沥青，低稠度原油生产的直馏沥青，其温度稳定性不足，还需要进行氧化处理；b） 氧化沥青：将常温或减压重油，或低稠直馏沥青在250300*c高温下吹入空气，经过数小时氧化可获得常温下为半固体或固体状的沥青。其具有良好的温度稳定性；c） 溶剂沥青：含石蜡成分相对较少；d） 裂化沥青：裂化后所得到的裂化残渣。其硬度大，软化点高，延度小，没有足够的粘度和温度稳定性，不能直接用于道路上。3） 按沥青在常温下的稠度分类：粘稠沥青、液体沥青。4） 按用途分类：道路石油沥青、建筑石油沥

11、青、普通石油沥青、石油沥青：是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的混合物。分子表达通式为 。C（80%87%）； H（10%15%）； O、S、N（3%）； 微量金属极少。由于石油沥青中所含烃类基的化学结构不同，而导致其与沥青的性质相差很大。蜡对石油沥青的影响：在高温时使沥青容易发软，导致沥青的高温稳定性降低，出现车辙；低温时会使沥青变得脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂痕；会使沥青与石料粘附性降低，在水分作用下，会使路面骨料与沥青产生剥落现象，造成路面破坏；严重时，会是沥青路面的抗滑性降低，影响路面的行车的安全。胶体理论：沥青的胶体结构是以沥青质为胶核，胶质分被吸附其表面

12、，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团再分散于芳香分和饱和分中。胶体的结构类型：1） 溶胶结构：沥青质含量较少（30%）；特点：弹性和粘性较高，温度敏感性较小，流动性、塑性较低。石油沥青的技术性质：1. 粘滞性：是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力，大小与组成及温度有关。通常用粘度表示。当沥青质含量较高，粘滞性较大；在一定温度范围内，温度升高，粘滞性随之降低粘滞性的表达方法：1） 沥青的绝对粘度（动力粘度）；2） 沥青的相对粘度（条件粘度）：a) 针入度：测定（粘稠石油沥青）粘结性的常用技术指标；试验条件以P(T)，m，t表示，其中P为针入度，T为试验温度，m为荷载重，t为贯入时间；针入度值越小，表示粘

13、度越大；针入度值越大，表明沥青愈软（稠度愈小）。b) 粘度：又称粘滞度，是测定（液体沥青）粘结性的常用技术指标。以C(T)、d表示，其中C味粘度，T为试验温度，d为流孔直径；在相同温度和相同流孔条件下流出时间越长，表示沥青粘度越大。2. 塑性：是指沥青在外力作用下产生变形而不被破坏的能力。影响其大小的因素与沥青组成及温度有关。用延度表示，用延度仪测定。塑性特征：当树脂含量多，油分及沥青质含量适当，则塑性较大；当温度升高，塑性增大，沥青膜层愈厚则塑性愈高；在常温下，塑性好的沥青不易产生裂缝，并减少摩擦时的噪音。塑性的延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好。3. 温度稳定性（感温性）：是指沥青的粘

14、滞性和塑性，随温度升降不产生较大变化的性能。1） 高温敏感性用软化点表示：软化点：是沥青材料由固体状态变为具有一定流动态时的温度间隔的87.21%为软化点。软化点愈高，表明沥青的耐温性愈好，即温度稳定性愈好。沥青软化点一般采用环球法软化点仪。三大指标：针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标。2） 低温抗裂性用脆点表示：脆点：是指沥青材料由粘稠状态转变为固体状态达到条件脆裂时的温度。4. 加热稳定性；安全性；溶解性；含水量；针入度指数：5. 劲度模量：劲度模量也称刚度模量，是表示沥青粘性和弹性联合效应的指标。6. 粘附性；老化：沥青老化后表现为，针入度减少，延度降低，软化点升高，绝对粘度提高，脆点降低。煤沥青组成：游离碳；树脂；油分。煤沥青的特点：温度稳定性差；大气稳定性差；塑性差；与矿质材料表面粘附性能好；防腐性能好，含对人体有毒有害成分较多，臭味较重。乳化沥青：乳化沥青的组成材料：沥青、乳化剂、稳定剂、水。乳化剂按其亲水基在水中是否电离，分为（离子型）和（非离子型）。ll 沥青混合料：是指经人工合理选择级配组成的矿质混合料与适量沥青结合料拌合而成的高级路面材料l 沥青混合物结构类型：悬浮密实结构；骨架空隙结构；骨架密实结构。l 沥青混合物高温稳定性试验：马歇尔试验、车辙试验。