道路材料复试题

第一章沙石材料依据岩石中氧化硅的含量将石料分成碱性石料＜52%（钙质）、中性石料52%~65%、酸性石料＞65%（硅质）。岩石的物理性质：密度：1、真实密度：烘干岩石矿质实体单位真实体积的质量。2、毛体积密度：烘干岩石矿质实体包括空隙体积在内的单位毛体积质量。孔隙率：岩石空隙体积占岩石总体积的百分率（n=1-毛体积密度/真实密度）吸水性：吸水率是岩石试样在常温、常压条件下最大的吸水质量占干燥试样质量的百分率。饱和吸水率是岩石试样在常温及真空抽气条件下最大的吸水质量占干燥试样质量的百分率。含水率：岩石含水率指岩石天然状态下的含水率，可间接反映岩石中孔隙多少以及致密度。岩石的抗压强度：1、抗压强度的测试方法：采用饱水状态下的岩石立方体试件的单轴抗压强度来评估岩石的强度。路用与建筑地基：50mm±2mm桥用：70mm±2mm（R=岩石破坏时的极限荷载/岩石试件的受力截面积）2、抗压强度的影响因素：1.岩石自身的矿物组成，结构构造，空隙构造，含水状态2.试验条件，试件形状、大小、加工精度，加荷速度。岩石的耐久性：能够经受反复冻结和融化不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。1、抗冻性实验法：评估岩石在饱水状态下，经历规定数次的冻融循环后抵抗破坏的能力。质量损失率.冻融系数,一般认为质量损失率＜2%，抗冻系数＞75%，为抗冻性能好。2、坚固性实验法：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敌降低的性能。L[试验质量损失率=（实验前烘干质量-试验后烘干质量）/实验前烘干质量]。集料：集料按照粗细程度分为粗集料和细集料。在沥青混合料中，粗集料是指粒径尺寸大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；在水泥混凝土中，粗集料是指粒径尺寸大于4.75mm的碎石、砾石和破碎砾石。细集料在沥青混合料中是指粒径小于2.36mm的人工砂、天然砂及石屑；在水泥混泥土中是指粒径小于4.75mm的人工砂、天然砂。集料的物理性质：1、集料密度：表观密度：在规定条件下，烘干集料矿质实体包括闭口孔隙在内的表观单位体积的质量=实体质量/（矿质实体体积+闭口空隙体积）表干密度：饱和面干毛体积密度=集料的表干质量（矿质实体质量+吸入开后孔隙水质量）/实体体积+开闭口孔隙体积。堆积密度：ρ=集料颗粒矿质实体的质量/（实质体积+堆积孔隙体积+开闭口孔隙体积）2、空隙率：空隙率反映了集料的颗粒间相互填充的致密程度。颗粒形状：蛋圆形，棱角型，针状，片状集料含泥量：指集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。粗集料泥块的含量：是指粗集料中原尺寸大于4.75mm（细集料大于1.18mm），但经水浸洗、手捏后小于2.36mm（砂中0.6mm）的颗粒含量。砂当量用于测定细集料中所含黏性土和杂质含量，判定细集料的洁净程度，对集料中小于0.075mm的矿粉，细砂与泥土加以区别粗集料力学性质1.压碎值用于衡量石料在组建增加的荷载下抵抗压碎的能力，也是石料强度的相对指标。M1-试验后通过2.36mm筛孔的细料质量。2磨耗率是指粗集料抵抗摩擦、撞击的能力，是集料使用性能的重要指标。M2试验后在1.7mm筛上洗净烘干的试样质量。3石料磨光值愈高，表示其抗滑性能愈好。反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，集料磨光值是决定集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层的关键性指标。4冲击值反映粗集料抵抗冲击荷载的能力级配：集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况；根据矿质集料级配曲线形状，将其划分为连续级配和间断级配。细度模数：用于评价天然砂粗细程度指标，为细集料筛分试验中各号筛上的累积筛余百分率之和。第二章沥青材料四组分法——饱和分、芳香分、胶质、沥青质沥青的胶体结构：溶胶型沥青、凝胶型沥青、溶—凝胶型沥青。二、石油沥青的技术性质1、沥青的物理性质：密度、体膨胀系数、介电常数、比热2、沥青的路用性能粘滞性——指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生互相位移的抵抗剪切变形的能力。动力粘度——当沥青层间的速度变化梯度为一单位时，每单位面积可受到的内摩阻力针入度法：沥青材料在规定的温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青式样的深度，以0.1mm计（PT,m,t，P代表针入度，T代表温度·25，m为标准针的质量·100g，t为贯入时间·5s。针入度是测量沥青黏度的一种指标软化点（环与球软化点）试验：沥青试样注入内径为18.9mm的铜环中，环上置一重3.5g的铜球，在规定的加热温度（5摄氏度/min）下进行加热，沥青试样逐渐软化，直至在钢球荷重作用下，使沥青产生25.4mm垂度时的温度。软化点既是反映沥青材料热稳定的指标，也是沥青条件黏度的量度。延性试验：将沥青试样制成8字形标准试件（最小断面1cm2），在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度。以cm计。3、沥青的耐久性(影响因素、评定方法)影响因素：温度和氧化作用、光和水的作用、自然硬化、渗流硬化评价方法：薄膜烘箱加热试验、旋转薄膜加热试验、压力老化试验。三、石油沥青的技术要求沥青分级方法：（1）针入度分级；（2）黏度分级；（3）基于性能的分级第三章沥青混合料1、按矿料的级配类型分类（1）连续密级配沥青混凝土混合料（2）半开级配沥青混合料（3）开级配沥青混合料（4）间断级配沥青混合料沥青混合料试件空隙率对沥青混合料路用性能的影响。空隙率的大小直接影响着沥青混合料的稳定性和耐久性，是沥青混合料配合比设计的主要指标之一。空隙率过低时，可能会由于沥青混合料的塑性流动引发路面车辙；但空隙率过大引发沥青路面产生车辙变形的可能性更大。空隙率过大时还能增大沥青混合料中沥青的氧化速率和老化程度，并增加水分进入沥青内部穿透沥青膜，导致沥青从集料颗粒表面剥落的可能性，从而降低沥青混合料的耐久性。三、沥青混合料的组成结构沥青混合料是由粗集料、细集料、矿粉与沥青，以及外加剂所组成的一种复合材料。按照沥青混合料的矿料级配组成特点，将沥青混合料分为悬浮密实结构、骨架空隙结构和骨架密实结构。四、沥青混合料的结构强度的影响因素1）沥青结合料的黏度（2）矿质混合料性能的影响（3）沥青与矿料在界面上的交互作用，矿质集料颗粒对于包裹在表面的沥青分子具有一定的化学吸附作用，这种化学吸附比矿料与沥青间的分子力吸附要强，并使矿料表面吸附沥青组分重新分布，形成一层吸附溶化膜。这层吸附溶化膜成为结构沥青，膜层较薄，黏度较高，与矿料之间有着较强的黏结力。在结构沥青层之外未与矿料发生交互作用的是自由沥青，保持着沥青的初始内聚力。（4）沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响综上所述：保证沥青混合料强度的基本条件是：嵌挤密实的矿料骨架、高黏度的沥青结合料及适宜的用量比例、能与沥青产生化学吸附作用的活性材料。（5）使用条件的影响。环境温度和荷载条件是影响沥青混合料强度的主要外界因素。第二节沥青混合料的技术性能一、高温稳定性高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。1、高温稳定性的评价方法和评价指标（1）三轴试验（三轴剪切试验）在荷载的反复作用下，沥青混合料变形发展可以分为三个阶段：初期压密、剪切流动和剪切失稳阶段。三轴试验得到的动态模量是评价沥青混合料抗车辙性能的有效指标。（2）车辙试验车辙试验的评价指标为动稳定度DS，定义为试件产生1mm的车辙深度试验轮的行走次数。2、高温稳定性的主要影响因素沥青混合料高温稳定性的形成主要来源于矿质集料颗粒间的嵌锁作用及沥青的黏结作用二、沥青混合料的低温抗裂性当冬季气温降低时，沥青面层将产生体积收缩，而在基层结构与周围材料的约束作用下，沥青混合料不能自由收缩，将在结构层中产生温度应力。1、低温抗裂性的评价方法和评价指标目前用于研究和评价沥青混合料低温抗裂性的方法可以分为三类：预估沥青混合料的开裂温度；评价沥青混合料的低温变形能力或应力松弛能力；评价沥青混合料断裂能。（1）预估沥青混合料的开裂温度间接拉伸试验或直接拉伸试验（详见课本P107）（2）低温蠕变试验低温蠕变试验用于评价沥青混合料低温下的变形能力与松弛能力。蠕变变形曲线（见图3-17）可分为三个阶段，第一阶段为蠕变迁移阶段，第二阶段为蠕变稳定阶段，第三阶段为蠕变破坏阶段（3）低温弯曲试验沥青混合料在低温下破坏弯拉应变越大，低温柔韧性越好，抗裂性越好。国家现行标准规定，采用低温弯曲试验的破坏应变指标作为评价改性沥青混合料的低温抗裂性能。2、影响沥青混合料低温性能的主要因素影响沥青混合料的低温劲度的最主要因素是沥青的低温劲度模量，而沥青黏度和温度敏感性是决定沥青劲度模量的主要指标。为了提高沥青混合料的低温抗裂性，应选用低温劲度模量较低的混合料。三、沥青混合料的疲劳特性沥青混合料的疲劳破坏是指在重复应力的作用下，在低于静破坏。2、疲劳特性的主要影响因素（1）沥青混合料混合料劲度模量在相同的荷载级位下，混合料的劲度对材料内部的应力和应变水平产生决定性的影响。其影响程度与试验控制模式有关。在应力控制模式的疲劳试验中，劲度大的混合料，应变增长速度缓慢，裂隙扩展的速度慢，疲劳寿命大。在应变控制模式的疲劳试验中，混合料的劲度越低，保持相同应变所需要施加的应力就越小，裂隙的扩展可能会延续很长的时间，因此，劲度越小的材料疲劳寿命越长。（2）沥青混合料的组成材料影响沥青混合料疲劳性能的主要参数有：沥青种类、沥青用量、空隙率、矿料类型、级配类型以及混合料空隙率等。（3）试验条件环境因素和荷载参数对沥青路面疲劳性能的影响。四、沥青混合料的耐久性耐久性是指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力，它包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性、抗疲劳性等综合性质。1、抗老化性能在气候温暖、日照时间较长的地区，沥青的老化速率快，而在气温较低、日照时间短的地区，沥青的老化速率较慢。沥青混合料的空隙率越大，环境介质对沥青的作用就越强烈，其老化程度也越高。2、水稳定性沥青混合料的水稳定性不足表现为：由于水或水汽的作用，促使沥青从集料颗粒表面剥离，降低沥青混合料的黏结强度，松散的集料颗粒被滚动的车轮带走，在路表形成独立的大小不等的坑槽，即所谓的沥青路面“水损害”。（1）沥青与集料的黏附性试验目前道路工程中的常用方法是水煮法和静态水浸法，但试验结果存在着一定的局限性。（2）浸水试验常用的方法有浸水马歇尔试验、浸水车辙试验、浸水劈裂强度试验和浸水抗压强度试验等。（3）冻融劈裂试验实验结果与实际情况较为吻合，是目前使用较为广泛地试验。（4）沥青混合料水稳定性的影响因素沥青路面的水损坏通常与沥青的剥落有关，而剥落的发生与沥青和集料的黏附性有关。沥青混合料的水稳定性受沥青混合料压实空隙率大小及沥青膜厚度的影响。当沥青膜厚度增加时，沥青混合料的冻融劈裂强度增加，即沥青混合料的水稳定性增加。成型方法对沥青混合料抗水害性能的影响较大。开级配的沥青混合料由于压实空隙率较大，往往对其水稳定性不利，需要采取抗剥落措施（掺加抗剥落剂）提高沥青与集料的黏附性。五、沥青混合料的抗滑性1、沥青路面抗滑性的评价沥青路面的抗滑性与所用矿料的表面构造深度、颗粒形状与尺寸、抗磨光性有着密切的关系。用于沥青路面表层的粗集料应选用表面粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击性好、磨光值大的碎石或破碎砾石集料。沥青路面的抗滑性除了取决于矿料自身的表面构造外，还取决于矿料级配所确定的表面构造深度，前者通常称为微观构造，用集料的磨光值表征；后者称为宏观构造，由压实后路表构造深度试验评价。2、抗滑性的影响因素抗滑性与宏观构造深度有关，增加沥青混合料中的粗集料含量有助于提高沥青路面的宏观构造。此外，应严格控制沥青混合料中的沥青含量，特别是应选用含蜡量低的沥青，以免沥青表层出现滑溜现象。六、施工和易性1、组成材料的影响当组成材料确定后，沥青混合料和易性的主要影响因素是矿料级配和沥青用量。2、施工条件的影响应在一定的温度下进行施工，以使流动性达到要求；在压实期间，矿料颗粒能够克服沥青的黏滞力及自身内摩阻力相互移动就位，达到规定的压实密度。SMA混合料属于骨架密实结构，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。SMA