土木工程专业毕业设计

1目录前言....................................................................31设计方案的确定..........................................................31.1油石界面对沥青混合料的影响........................................31.2花岗岩的工程性能及应用现状........................................31.4设计方案..........................................................32试验用原材料及相关的指标检测............................................52.1粗集料试验........................................................52.1.1粗集料的选择.................................................52.1.2粗集料密度与吸水率试验（网篮法）.............................52.1.3粗集料压碎值试验.............................................72.2细集料试验........................................................82.2.1细集料的选择.................................................82.2.2细集料的筛分试验.............................................82.2.3细集料的表观密度试验........................................102.2.4细集料含泥量试验（筛洗法）..................................112.3填料试验.........................................................122.3.1矿粉的选择..................................................122.3.2矿粉的筛分试验（水洗法）....................................122.3.3矿粉的密度试验..............................................132.4沥青的选择与检验.................................................142.4.1沥青的选择..................................................142.4.2沥青的针入度检测............................................152.4.3沥青延度检测................................................162.4.4沥青软化点检测..............................................172.4.5沥青密度与相对密度试验......................................182.4.6评定结果....................................................183矿质混合料配合比设计...................................................1923.1沥青混合料类型及矿料级配范围的确定...............................193.2矿料的筛分汇总表.................................................193.3矿质混合料的配合比设计计算.......................................193.3.1矿质混合料初步配合比计算....................................193.3.2调整后的配合比..............................................213.3.3矿料配合比结果..............................................224沥青混合料的配合比设计.................................................224.1沥青混合料马歇尔试验.............................................224.1.1马歇尔试件的制备（击实法）..................................224.1.3马歇尔稳定度试验............................................234.1.4马歇尔试验结果分析..........................................245沥青混合料的冻融劈裂试验...............................................255.1沥青混合料的冻融劈裂试验.........................................255.2沥青混合料冻融劈裂试验结果分析....................................26结论...................................................................27致谢...................................................................27参考文献.................................................................28附录...................................................................293前言1设计方案的确定1.1油石界面对沥青混合料的影响油石界面是沥青混凝土结构组成的决定性素,它直接影响到沥青混凝土高温稳定性、水稳定性和结构强度等一系列重要性能。由于石料的表面官能团和结构缺陷,使得石料表面更容易与空气中的氧、水分子作用,而沥青属于复杂的有机高分子混合物,极性低且具有憎水性,故二者的相容性差,难以形成良好的界面黏结。沥青路面的病害多与油石界面黏结不佳有着密切的关系。1.2花岗岩的工程性能及应用现状花岗岩的主要成分是石英（20％-30％）、长石（60％-70％）、云母及角闪石（5％-10％），呈全晶质等粒结构，质地坚硬性质均一，岩块抗压强度高（120-200MPa），但因长石和云母具有节理，使花岗岩多具有原生节理，而且由于石英和长石的膨胀系数相差近一倍，在热胀冷缩的过程中，花岗岩表面易产生裂缝，因此花岗岩易风化，尤其是粗粒结构花岗岩易风化。总体来说花岗岩具有以下特点：具有良好的装饰的性能、良好的加工性能、耐磨性能好、热膨胀系数小，不易变形、路用性能差。花岗岩与花岗岩相比较：花岗岩是一种酸性材料，石质坚硬、致密、耐磨性强能充分发挥集料之间的嵌挤作用，但它与沥青的粘附性能却不好，容易在水分的作用下造成沥青膜的剥落。花岗岩碱性石料与沥青的粘附性很好，但耐磨性能很差，不能适应沥青路面表面层抗滑及耐磨耗的需要。花岗岩产地分布广泛，储量相对集中于华东、华北两区，优质高档花岗岩产地较分散截至1996年底，保有储量的花岗岩产地广泛分布于我国六大区的26个省、自治区、直辖市（台湾省未统计）。华东区最多（占47.4%）、华北区次之（占27.6%）。但是华东区主要产出中低档浅色花岗岩；优质高中档花岗岩矿床规模一般较小且较分散，在华北、西南、西北各区均有分布。在我省花岗岩的储量也很大，特别是沿海省市。为了沿海地区就地取材，合理利用花岗岩进行沥青路面建设降低规程造价。目前,大多数高等级沥青路面为了保证具有足够的抗滑性能,在表面层的矿料选择上常采用耐磨性好、强度高的花岗岩石料,甚至有的地方因石料原因在沥青路面的中、下面层也采用花岗岩石料。但是如何改善花岗岩在使用过程中的不良性能成为当前学术界门研究的热话题。1.4设计方案因为威海地区产有大量花岗岩，考虑到施工方便，经济选择，本设计方案中，矿料的粗集料采用花岗岩碎石试验所用粗集料（16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm）为单粒级，后期为使矿质混合料级配曲线接近中线，加入了2.36mm粒级的花岗岩。细集料采4用石屑和黄砂，矿粉为花岗岩质，沥青采用70#改性道路石油沥青，矿料级配确定为AC-16。本设计采用单一变量原则，沥青改性剂添加量为0.3%，分别控制击实温度12.5℃和135℃，击实次数75次和50次进行方案设计。通过马歇尔稳定度试验、冻融循环劈裂强度试验等方法，对比分析击实温度和击实次数对沥青混合料性能的影响，从而确定最佳击实温度。52试验用原材料及相关的指标检测2.1粗集料试验2.1.1粗集料的选择沥青混合料用粗集料,可以采用碎石、破碎砾石和矿渣等。粗集料应用无风化、微风化的石料轧制而成，不含土和杂质，石料坚硬、表面粗糙、洁净，轧成碎石形状方正此外碎石应与沥青材料具有良好的粘附性，应优先选用同沥青材料有良好粘结性的碱性碎石。在力学性质方面，压碎值和洛杉矶磨耗值应符合相应道路等级的要求。表2.1沥青混合料用粗集料技术要求指标高速公路、一级公路一般公路集料压碎值不大于（%）2830洛杉矶磨耗损失不大于（%）3040视密度不小于（t／m３）2.452.45吸水率不大于（%）2.03.0对沥青的粘附性不小于4级3级坚固性不大于（%）12—细长扁平颗粒含量不大于（%）1520泥土含量(＜0.075mm)不大于（%）11软石含量不大于（%）55石料磨光值（PSV）不小于（%）4235道瑞磨耗值（AAV）不大于（%）1416冲击值（LSV）不大于（%）28302.1.2粗集料密度与吸水率试验（网篮法）试验目的：测定粗集料的密度，用以评定集料的工程性质。（1）仪器设备吊篮、溢流水槽、烘箱、标准筛、盛水仪器（如搪瓷盘）、其他：刷子、毛巾和温度计等。以花岗岩3-5mm为例：（2）方法与步骤①将取来的试样用4.75mm（方孔筛）标准筛过筛，用四分法缩分至要求的最小质量为500g，见下表2.2。分两份备用。应对不同规格的集料分别测定，不得混杂，所取得每一份集料试样应基本上保持原有的集配。表2.2定粗集料密度所需要的试样最小质量公称最大粒径（mm）圆孔筛1016202531.5406380方孔筛9.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量1111.51.52336（kg）②将每一份花岗岩试样分别浸泡在水中，仔细洗去附在集料表面的尘土和石粉，经多次漂洗干净至水清澈为止。清洗过程中不得散失集料颗粒。③取一份装入干净的搪瓷盘中，注入洁净的水，水面至少应该高出试样20mm，轻轻搅动石料，使附着石料上的气泡逸出。在室温下浸水24h。④将吊篮挂在天平的吊钩上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度之水槽的溢流孔为止，将天平调零。⑤调节水温在15～25℃的范围内。将试样移入吊篮中，溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，维持不变。称取集料的水中质量。⑥提起吊篮，稍稍滴水后，将试样倒入浅搪瓷盘中，或直接将粗集料倒在拧干的湿毛巾上。注意不得有颗粒丢失，或有小颗粒附在吊篮上。稍稍倾倒搪瓷盘，用毛