2025年道路工程材料期末考试试题及答案

2025年道路工程材料期末考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.道路石油沥青的针入度指数（PI）主要反映其：A.高温稳定性B.感温性C.低温抗裂性D.粘附性答案：B2.某集料筛分试验中，通过4.75mm筛的质量占总质量的30%，通过2.36mm筛的占15%，则该集料属于：A.粗集料B.细集料C.特细集料D.混合集料答案：A（注：粗集料定义为粒径大于2.36mm的集料，此处4.75mm筛余70%，2.36mm筛余85%，故以粗集料为主）3.水泥混凝土配合比设计中，确定水灰比的主要依据是：A.强度和耐久性要求B.工作性要求C.经济性要求D.集料级配答案：A4.二灰稳定土（石灰+粉煤灰）作为基层材料时，其强度形成的主要机理是：A.石灰的火山灰反应B.粉煤灰的胶凝作用C.石灰与土的离子交换D.三者共同作用的胶结与硬化答案：D5.SMA沥青混合料的关键技术指标“谢伦堡析漏损失”主要用于评价其：A.高温稳定性B.低温抗裂性C.抗水损害性D.沥青结合料的高温流淌性答案：D6.下列哪种材料属于柔性基层：A.水泥稳定碎石B.级配碎石C.二灰稳定土D.贫混凝土答案：B7.道路用玄武岩集料与沥青的粘附性等级为5级，说明其：A.完全被沥青裹附，剥离面积小于5%B.剥离面积5%-15%C.剥离面积15%-35%D.剥离面积大于35%答案：A8.水泥混凝土的徐变主要与以下哪项因素无关：A.水泥用量B.养护湿度C.集料弹性模量D.混凝土设计强度等级答案：D（徐变主要受应力水平、材料组成、养护条件影响，设计强度等级是结果而非直接因素）9.乳化沥青破乳速度分为快裂、中裂、慢裂，其主要影响因素是：A.沥青标号B.乳化剂类型C.油水比例D.制备温度答案：B10.再生沥青混合料（RAP）中，旧沥青的老化程度通常通过检测其：A.针入度比B.软化点增量C.延度保留率D.以上均是答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1.沥青的三大常规技术指标是针入度、软化点和（延度）。2.集料的洛杉矶磨耗损失值越小，表明其（耐磨性）越好。3.水泥混凝土的耐久性主要包括抗冻性、抗渗性、（抗氯离子渗透）和（抗碳化）等。4.半刚性基层材料的缺点是（收缩开裂）和（修复难度大）。5.沥青混合料的高温稳定性通常用（车辙试验动稳定度）评价，低温抗裂性用（低温弯曲试验破坏应变）评价。6.道路用石灰岩集料的压碎值应不大于（26%）（高速公路基层用），针片状颗粒含量应不大于（12%）（沥青面层用）。7.水泥混凝土配合比设计的三个关键参数是（水灰比）、（砂率）和（单位用水量）。8.热拌沥青混合料的施工温度控制包括（沥青加热温度）、（集料加热温度）和（混合料出厂温度）。9.透水混凝土的核心特征是（连通孔隙率高），其强度主要依赖（胶结材料的粘结作用）。10.道路工程中，常用（CBR值）评价土基的承载能力，用（回弹模量）评价基层的力学特性。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述沥青老化的影响因素及减缓老化的技术措施。答案：影响因素：①环境因素：温度（高温加速氧化）、紫外线（光氧老化）、湿度（水对沥青的溶蚀）；②材料因素：沥青的化学组成（含蜡量高易老化）、沥青膜厚度（薄易老化）；③施工因素：加热时间与温度（长时间高温拌和加剧老化）。减缓措施：①选用抗老化性能好的沥青（如SBS改性沥青）；②控制施工温度（避免超温拌和）；③增加沥青用量（适当增厚沥青膜）；④添加抗老化剂（如受阻胺类光稳定剂）；⑤及时封闭交通（减少紫外线直接照射）。2.水泥混凝土配合比设计中，如何确定合理砂率？答案：砂率是指砂占砂石总质量的百分比。确定合理砂率需考虑：①集料级配：粗集料粒径大、级配良好时，砂率可降低；②工作性要求：流动性大的混凝土（如泵送混凝土）需较高砂率；③强度与耐久性：砂率过高会增加水泥用量，降低强度；砂率过低可能导致离析，影响密实度。具体步骤：①参考经验表（如JGJ55-2021）初步确定砂率范围；②进行试配，调整砂率使混凝土达到最佳工作性（坍落度、粘聚性、保水性）；③验证强度，选择满足强度要求的最小砂率（经济性）。3.简述集料的“棱角性”对沥青混合料性能的影响。答案：集料棱角性指颗粒表面的尖锐程度和表面纹理的粗糙程度。①对高温稳定性：棱角性高的集料嵌挤作用强，内摩阻角大，混合料抗车辙能力提高；②对低温抗裂性：棱角过于尖锐可能导致应力集中，低温下易断裂；③对沥青粘附性：粗糙表面增加沥青与集料的接触面积，粘附性提高；④对施工和易性：棱角性过高会增加混合料的内摩擦，导致拌和与摊铺困难，需提高沥青用量或施工温度。4.半刚性基层与柔性基层的主要差异有哪些？答案：①材料组成：半刚性基层以无机胶凝材料（水泥、石灰、粉煤灰）稳定集料或土；柔性基层以级配碎石、沥青稳定碎石等无胶凝或弱胶凝材料组成。②力学特性：半刚性基层刚度大、模量高，荷载扩散能力强；柔性基层模量低，变形协调性好。③收缩特性：半刚性基层易产生干缩和温缩裂缝；柔性基层收缩变形小。④施工与修复：半刚性基层需严格控制养护条件，修复时需破除重建；柔性基层可局部修补，再生利用方便。⑤适用场景：半刚性基层用于重交通、高等级公路；柔性基层用于轻交通或需要协调变形的路段（如软基上的路面）。5.SMA沥青混合料的组成特点及性能优势是什么？答案：组成特点：①高比例粗集料（骨架间隙率VCA＜VCA_DRC），形成嵌挤骨架；②高沥青用量（5.5%-6.5%），需添加纤维（木质素或聚合物纤维）防止析漏；③矿粉用量大（7%-12%），填充骨架间隙，形成富沥青玛蹄脂。性能优势：①高温稳定性好（骨架嵌挤+玛蹄脂粘结）；②低温抗裂性优（高沥青含量提供韧性）；③抗水损害性强（沥青膜厚且玛蹄脂密水）；④耐久性高（抗老化、抗磨耗）；⑤表面构造深，抗滑性能好（粗集料外露）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某AC-20沥青混合料目标配合比设计中，各矿料（1料：16-10mm，2料：10-5mm，3料：5-0mm，矿粉）的表观相对密度分别为2.720、2.680、2.650、2.750，油石比为4.8%。已知混合料理论最大相对密度为2.480，计算各矿料的质量比例（假设矿粉比例为10%，精确到0.1%）。解：设总质量为100g，油石比4.8%，则沥青质量=4.8g，矿料总质量=100-4.8=95.2g（注：油石比=沥青质量/矿料质量，故矿料质量=沥青质量/油石比=4.8/0.048=100g，总混合料质量=100+4.8=104.8g，此处可能存在表述误差，正确计算应为：油石比=沥青/(矿料)，故矿料质量=100g，沥青=4.8g，总质量=104.8g）。理论最大相对密度Gmm=总质量/(沥青体积+矿料体积)，即：2.480=104.8/(4.8/1.0+100/((P1/2.720)+(P2/2.680)+(P3/2.650)+(10/2.750)))设矿粉比例为10%（即10g），则1+2+3=90g，设1=x，2=y，3=90-x-y。矿料体积=x/2.720+y/2.680+(90-x-y)/2.650+10/2.750沥青体积=4.8/1.0=4.8cm³总质量=104.8g，故：2.480=104.8/(4.8+x/2.720+y/2.680+(90-x-y)/2.650+10/2.750)化简后解得x≈35%，y≈30%，3≈25%（具体计算需代入方程求解，此处为简化示例）。2.某C30水泥混凝土设计中，已知水泥实测28d抗压强度为45MPa（富余系数1.13），水灰比0.45，单位用水量180kg/m³，砂率38%，碎石表观密度2.65g/cm³，砂表观密度2.62g/cm³。计算混凝土的单位水泥用量、砂石用量（精确到1kg）。解：①水泥用量：根据强度公式fcu,0=αa·fce·(C/Wαb)，其中fcu,0=30+1.645×5=38.2MPa（假设标准差5MPa），αa=0.53，αb=0.20，fce=1.13×45=50.85MPa。代入得：38.2=0.53×50.85×(C/W0.20)→C/W≈(38.2/(0.53×50.85))+0.20≈1.38+0.20=1.58→W/C=0.63（与题目给定水灰比0.45矛盾，说明题目中已直接给定水灰比，无需计算）。实际水泥用量C=W/(W/C)=180/0.45=400kg/m³。②砂石总质量：混凝土假定密度2400kg/m³（常规值），则砂石总质量=2400CW=2400400180=1820kg/m³。③砂用量S=1820×38%=691.6kg≈692kg，石用量G=1820-692=1128kg。五、论述题（每题10分，共20分）1.试从材料组成、力学特性、环境适应性三方面，比较沥青混凝土（AC）与水泥混凝土（PCC）路面的差异，并分析其适用场景。答案：材料组成：AC以沥青为胶结料，集料（碎石、砂、矿粉）为骨架，沥青用量约4%-6%；PCC以水泥为胶结料，集料（碎石、砂）为骨架，水灰比约0.4-0.5，另含外加剂（如减水剂）。力学特性：AC属粘弹性材料，模量低（1000-3000MPa），变形能力强，荷载作用下产生塑性变形；PCC属刚性材料，模量高（25000-40000MPa），抗拉强度低（约为抗压强度的1/10），易产生脆性断裂。环境适应性：AC对温度敏感（高温易车辙，低温易开裂），但可通过改性沥青改善；PCC温度敏感性低，但干缩和温缩裂缝显著，需设置伸缩缝。AC抗滑性能好（表面构造深），但易受油类侵蚀；PCC表面较光滑（需刻槽），耐侵蚀性强。适用场景：AC适用于重交通、需要快速开放交通（施工周期短）、对平整度要求高的道路（如高速公路、城市主干道）；PCC适用于轻交通、需长期使用（设计年限20-30年）、对重载敏感的道路（如机场跑道、货运枢纽），或高温差地区（如西北干旱区）。2.结合“双碳”目标，论述道路工程中再生沥青混合料（RAP）和透水混凝土的技术要点及工程应用价值。答案：再生沥青混合料（RAP）技术要点：①旧料性能评价：检测RAP中旧沥青的老化程度（针入度、软化点）、集料级配（避免超粒径颗粒）；②再生剂选择：根据旧沥青的老化程度，选择低粘度、高芳烃含量的再生剂（如废机油、生物油），恢复其流变性能；③配合比设计：控制RAP掺量（通常20%-50%，高掺量需添加新沥青+再生剂），确保新老沥青充分融合；④施工控制：采用温拌技术（降低加热温度10-20℃），减少能耗与排放。工程应用价值：①资源节约：减少新沥青、集料用量（每使用1吨RAP可节约0.05吨沥青、0.9吨集料）；②碳排放降低：减少沥青炼制（占沥青碳排放的80%）和集料开采的能耗；③成本降低：RAP价格约为新集料的1/3-1/2，降低路面造价。透水混凝土技术要点：①配合比设计：控制水灰比（0.25-0.35），采用单粒级粗集料（5-10mm）形成连通孔隙（孔隙率15%-25%）；②胶结材料：使用高标