道路建筑材料.doc

问题1：某种矿料，烘干质量为1000g，饱水后水中重为610g，饱和面干重为1007g，烘干后磨成细粉（0.25mm以下）再称得水中重为630g，问该石料的真实密度、表观密度、毛体积密度和孔隙率及吸水率 。 真实体积 Vs=（1000-630)w=370（ml）；表观体积 Va=(1000-610) w=390（ml）；毛体积 Vh=（1007-610）w=397（ml）；真实密度 t=1000/370=2.71g/cm3；表观密度 a=1000/390= 2.56 g/cm3;毛体积密度 h=1000/397=2.52 g/cm3孔隙率 n=(Vn-Vi)/Vh 100%=(1-h/t) 100%=7%吸水率 wx=(m2-m1)/m1 100%=7%z 密度和孔隙率是选用石料和混凝土配合比设计的重要参数；z 吸水性的大小与其孔隙率的大小及空隙构造有关；并影响抗冻性及抗风化能力。问题2：为什么要对沥青进行改性？交通流量增长迅速，车辆轴载大大增加，交通渠化行驶等因素，要求沥青路面高温抗车辙能力、低温抗裂能力、抗水损害能力等进一步加强，对沥青路面材料提出更高的要求。问题3：乳化沥青？乳化沥青是将粘稠沥青加热至热熔状态，经机械强力搅拌作用，使沥青以细微液滴状态分布在含有乳化剂的水溶液中，成为水包油状的沥青乳液。问题4：沥青混合料的组成结构类型及路用性能。l 悬浮密实结构 密实度较大，水稳性、低温抗裂性和耐久性较好，是使用较广泛的沥青混合料。结构强度受沥青的性质及其状态的影响较大，高温条件下，沥青粘度降低，强度稳定性会下降。l 骨架孔隙结构 粗集料之间的嵌挤力对沥青混合料的强度和稳定性起重要作用，结构强度受沥青性质和物理状态的影响较小，高温性能好。空隙率大，渗透性较大，气体和水分易进入混合料内部，引发沥青老化或将沥青从集料表面剥落，因此其耐久性有问题。l 骨架密实结构 具有上述两种结构的优点，是一种较为理想的结构类型。问题5：符号AC-16、AM-20、SMA-16、OGFC-16分别表示哪种类型的混合料？AC-16 连续密级配 AM-20 连续半开级配混合料OGFC-16 开级配沥青混合料 SMA-16 间断级配沥青混合料问题6：沥青混合料的主要路用性能及影响因素？高温稳定性 形成粗集料嵌锁骨架，合理密级配混合料有较高的稳定性；最佳沥青用量的下限值，有利于高温稳定性。低温抗裂性 低温区选择高标号沥青或橡胶沥青；低温抗裂性与级配类型之间无显著关系。水稳定性 一般与沥青剥落有关，主要受沥青与矿料的粘附性影响；受压实空隙大小及沥青膜厚度影响；沥青用量不足也影响水稳定性。抗老化性 单纯从混合料材料性质而言，影响施工难易性的混合料的级配情况。沥青用量和矿粉用量。抗滑性 面层集料应选用质地坚硬具有棱角的碎石，通常采用玄武岩。采取适当增大集料粒径，适当减少一些沥青用量及严格控制沥青的含蜡量等措施，均可提高路面的抗滑性。问题7：沥青混合料的强度形成机理及影响因素。c+tan组成材料的影响 沥青结合料的粘度 矿质混合料性能的影响 沥青与矿料在界面上的交互作用 沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响使用条件的影响 温度升高，粘度降低；变形速率增加，粘结力增加问题8：HMA配合比设计时，为什么要进行浸水稳定度和车辙试验？浸水稳定度：试验检测沥青混合料的水稳定性，反映沥青材料的耐久性。车辙试验：检验沥青混合料的高温稳定性。问题9：SMA及特点，与HMA相比在配合比设计的不同之处。SMA是沥青玛蹄脂碎石的缩写，是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的填料（矿粉）组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料。优点：属于骨架密实结构，具有耐磨抗滑、密实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂等优点。问题10：沥青最佳用量的确定例：a1=5.5,a2=5.0,a3=4.8,a4=5.3，共同范围，OACmax=5.8，OACmin=4.4,试确定最佳沥青用量。 OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=5.2OAC2=(OACmax+OACmin)/2=5.1OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.2问题11：沥青混合料的体积参数。空隙率VV：在压实状态下沥青混合料内矿料与沥青实体之外的空隙的体积占试件总体积的百分率。矿料间隙率VMA：试件中矿料实体以外的空间体积占试件总体积的百分率。沥青饱和度VFA：压实沥青混合料试件中沥青实体占矿料骨架实体以外的空间体积的百分率，又称为沥青的填隙率。粗集料骨架间隙率VCA：是指粗集料实体之外的空间体积占整个试件体积的百分率。问题12：普通混凝土的主要组成材料有哪些？各组成材料在硬化前后的作用如何？普通混凝土的主要组成材料有水泥、细集料（砂）、粗集料（石）和水。还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在集料表面并填充其空隙。 在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的流动性、粘聚性，便于施工。 在硬化后则起到了将粗、细集料胶结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。粗、细集料在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量、减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。问题13：配制混凝土应考虑哪些基本要求？配制混凝土应考虑以下四项基本要求，即：满足结构设计的强度等级要求；满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。评注 强度要求达到95%强度保证率；经济原则是在满足强度要求、和易性要求、耐久性要求的前提下，尽量降低高价材料（水泥）的用量，达到降低成本的目的。问题14：为什么限制粗、细集料中活性氧化硅的含量，它对混凝土的性质有什么不利作用？混凝土用粗、细集料必须限制其中活性氧化硅的含量，因为粗、细集料中的活性氧化硅会与水泥或混凝土中的碱产生碱集料反应。该反应的结果是在集料表面生成一种复杂的碱一硅酸凝胶，在潮湿条件下由于凝胶吸水而产生很大的体积膨胀将硬化混凝土的水泥石与集料界面胀裂，使混凝土的强度、耐久性等下降。碱集料反应往往需几年、甚至十几年以上才表现出来。故需限制粗、细集料中的活性氧化硅的含量。问题15：粗、细集料中的粘土、淤泥、细屑等粉状杂质及泥块对混凝土的性质有哪些影响？粗、细集料中的粘土、淤泥、细屑等粉状杂质含量增多，为保证拌合料的流动性，将使混凝土的拌合用水量（）增大，即增大，粘土等粉状物还降低水泥石与粗、细集料间的界面粘结强度，从而导致混凝土的强度和耐久性降低，变形增大；若保持强度不降低，必须增加水泥用量，但这将使混凝土的变形增大。泥块对混凝土性能的影响与上述粉状物的影响基本相同，但对强度和耐久性的影响程度更大。评注 粘土、淤泥、细屑等粉状杂质本身强度极低，且总表面积很大，因此包裹其表面所需的水泥浆量增加，造成混凝土的流动性降低且大大降低了水泥石与粗、细集料间的界面粘结强度。问题16：简述粗集料的连续级配及间断级配的特点？粗集料的连续级配是将粗集料按其尺寸大小分级，其分级尺寸是连续的。连续级配的混凝土一般和易性良好，不易发生离析现象，是常用的级配方法。粗集料的间断级配是有意剔除中间尺寸的颗粒，使大颗粒与小颗粒间有较大的“空档”。按理论计算，当分级增大时，集料空隙率降低的速率较连续级配大，可较好地发挥集料的骨架作用而减少水泥用量。但容易产生离析现象，和易性较差。评注 颗粒级配对于混凝土的强度、质量、和易性、节约水泥等都具有重要意义。粗集料的连续级配及间断级配一般由各种单粒级组合为所要求的级配。单粒级也可与连续级配混合使用，以改善级配或配成较大粒度的连续级配。问题17： 普通混凝土中使用卵石或碎石，对混凝土性能的影响有何差异？碎石表面粗糙且多棱角，而卵石多为椭球形，表面光滑。碎石的内摩擦力大。在水泥用量和用水量相同的情况下，碎石拌制的混凝土由于自身的内摩擦力大，拌合物的流动性降低，但碎石与水泥石的粘结较好，因而混凝土的强度较高。评注 碎石与水泥石的粘结性好，这对配制高强混凝土特别有利。越小，碎石同卵石的界面粘结程度的差异越大，对混凝土强度的影响也越大。此外一般情况下，碎石的强度高于卵石的强度，这对提高混凝土的强度也是有利的。问题18：为什么不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土？或不宜低强高配？采用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，只需少量的水泥或较大的水灰比就可满足强度要求，但却满足不了施工要求的良好的和易性，使施工困难，并且硬化后的耐久性较差。用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土时，一是很难达到要求的强度，二是需采用很小的水灰比或者说水泥用量很大，因而硬化后混凝土的干缩变形和徐变变形大，对混凝土结构不利，易于干裂。同时由于水泥用量大，水化放热量也大，对大体积或较大体积的工程也极为不利。此外经济上也不合理。评注 如果用高强度水泥来配制低强度混凝土，单从强度考虑只须用少量水泥就可满足要求，但为了又要满足混凝土拌合物和易性及混凝土耐久性要求，就必须再增加一些水泥用量。这样往往产生超强现象，也不经济。当在实际工程中因受供应条件限制而发生这种情况时，可在高强度水泥中掺入一定量的掺合料（如粉煤灰）即能使问题得到较好解决。问题19：什么是混凝土的和易性？它包括有几方面涵义？和易性是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。和易性包括流动性、粘聚性和保水性、捣实性四方面的涵义。评注 混凝土拌合物的流动性、捣实性、粘聚性及保水性，四者是互相关联又互相矛盾的，当流动性很大时，则往往粘聚性和保水性差，反之亦然。因此，所谓拌合物和易性良好，就是要使这四方面的性质在某种具体条件下，达到均为良好，亦即使矛盾得到统一。问题20：混凝土的流动性如何表示？工程上如何选择流动性的大小？混凝土拌合物的流动性以坍落度或维勃稠度作为指标。坍落度适用于流动性较大的混凝土拌合物，维勃稠度适用于干硬的混凝土拌合物。工程中选择混凝土拌合物的坍落度，主要依据构件截面尺寸大小、配筋疏密和施工捣实方法等来确定。当截面尺寸较小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。评注 正确选择混凝土拌合物的坍落度，对于保证混凝土的施工质量及节约水泥，有重要意义。在选择坍落度时，原则上应在不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小的坍落度，以节约水泥并获得质量较高的混凝土。问题21：影响混凝土拌合料和易性的因素有哪些？1、组成材料 ()单位用水量。 ()水灰比。 （3）砂率。()水泥品种与细度 （5）集料种类、粒形和级配 （6）外加剂2、 外界因素： 温度、湿度、风速和时间。评注 在工程实践中要改善混凝土和易性，一般可采取如下四条措施：（）尽可能降低砂率，采用合理砂率，有利于提高混凝土质量和节约水泥。（）改善粗、细集料级配，采用良好级配。（）尽可能采用粒径较大的粗、细集料为好。（）保持水灰比不变的情况下，增加水泥浆用量或加入外加剂（一般指的是减水剂）。问题22：何谓砂率？何谓合理砂率？影响合理砂率的主要因素是什么？砂率是混凝土中砂的质量与砂和石总质量之比。合理砂率是指用水量、水泥用量一定的情况下，能使拌合料具有最大流动性，且能保证拌合料具有良好的粘聚性和保水性的的砂率。或是在坍落度一定时，使拌合料具有最小水泥用量的砂率影响合理砂率的主要因素有粗、细集料的粗细，粗、细集料的品种与级配，水灰比以及外加剂等。粗集料越大，细集料越细、级配越好、水灰比越小，则合理砂率越小。采用卵石和减水剂、引气剂时，合理砂率较小。评注 砂率表示混凝土中细集料与粗集料二者的组合关系，砂率的变动，会使集料的总表面积和空隙率发生很大的变化，因此对混凝土拌合物的和易性有显著的影响。问题23：浇灌混凝土时，禁工人随意向混凝土拌合物加水，分析加水对混凝土质量的危害。现场浇灌混凝土时，施工人员向混凝土拌合物中加水，虽然增加了用水量，提高了流动性，但是将使混凝土拌合料的粘聚性和保水性降低。特别是因水灰比的增大，增加混凝土内部的毛细孔隙的含量，会降低混凝土的强度和耐久性，增大混凝土的变形，造成质量事故。评注 不能采用仅增加用水量的方式来提高混凝土的流动性。施工现场万一必须提高混凝土的流动性时，必须在保证水灰比不变的情况下，既增加用水量，又增加水泥用量。问题24：影响混凝土强度的主要因素有哪些？怎样影响？1、组成材料（1）水泥强度和水灰比。（2）集料品种、粒径、级配、杂质等。2、外界因素：温度、湿度、龄期评注 水灰比（WC）是影响混凝土抗压强度的最主要的因素。这种影响从实质上是水灰比影响了混凝土的孔隙率，即混凝土内水泥石的孔隙率。水灰比越大，则混凝土中水泥石的毛细孔隙率越大，因而强度越低。同时当水灰比较大时，水易在粗集料的下表面聚集，形成具有一定厚度的水层，即界面裂纹（或界面孔隙），降低了界面粘结强度，从而使混凝土的强度下降。问题25：现场质量检测取样一组边长为的混凝土立方体试件，将它们在标准养护条件下养护至天，测得混凝土试件的破坏荷载分别为 306、 286、 270。试确定该组混凝土的标准立方体抗压强度、立方体抗压强度标准值，并确定其强度等级（假定抗压强度的标准差为3.0a）。解：100mm混凝土立方体试件的平均强度为： f10= (306+286+270)/(100x100x3)=28.5MPa 换算为标准立方体抗压强度为： f15=28.5x0.95=27.1MPa 混凝土立方体抗压强度标准值为：fk=f15-1.6450=27.1-1.645x3.0=22.2MPa 故该组混凝土的强度等级为：C20 评注 边长为100mm混凝土立方体试件的强度换算系数为0.95；混凝土立