道路工程材料知識點整理總結

2021-10-26 04:42:49 字數 4883 閱讀 9228

道路工程材料知識點考點

緒論● 道路工程材料是道路工程建設與養護的物質基礎,其效能直接決定了道路工程質量和服務壽命和結構形式。

● 路面結構由下而上有:墊層,基層,面層。

● 面層結構材料應有足夠的強度、穩定性、耐久性和良好的表面特性。

● 我國建築材料標準:國家標準,行業標準,地方標準,企業標準

● 常用道路工程材料型別:石料與集料,結合料和聚合物類,瀝青混合料,水泥混凝土與砂漿,無機結合料穩定類混合料,其他道路工程材料

第一章● 砂石材料是石料和集料的統稱

● 岩石物理常數為密度和孔隙率

● 真實密度:指規定條件下,烘乾岩石礦質實體單位真實體積的質量。 書10頁公式

● 毛體積密度:指在規定條件下,烘乾岩石礦質實體包括空隙(閉口、開口空隙)體積在內的單位毛體積的質量。

● 孔隙率:是指岩石孔隙體積佔岩石總體積(開口空隙和閉口空隙)的百分率。(看書上公式,打字好累)

● 含水率:w=100*(m1-m)/m 詳見書11頁

● 吸水性:岩石吸入水分的能力稱為吸水性。

● 吸水性的大小用吸水率與飽和吸水率來表徵。

● 吸水率:是岩石試樣在常溫、常壓條件下最大的吸水質量佔乾燥試樣質量的百分率。

● 飽和吸水率:是岩石在常溫及真空抽氣條件下,最大吸水質量佔乾燥試樣質量的百分率。

● 岩石的抗凍性:是指在岩石能夠經受反覆凍結和融化而不破壞,並不嚴重降低岩石強度的能力。

● 集料:是由不同粒徑礦質顆粒組成的混合料,在瀝青混合料或水泥混凝土中起骨架和填充作用。

● 表觀密度:是指在規定條件下,烘乾集料礦質實體包括閉口空隙在內的表觀單位體積的質量。

● 級配:是指集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。

● 力學性質如下

● 壓碎值:用於衡量石料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力,也是石料強度的相對指標。壓碎值是對石料的標準試樣在標準條件下進行加荷,測試石料被壓碎後,標準篩上篩餘質量的百分率。

磨光值:是反映石料抵抗輪胎磨光作用能力的指標,是決定某種集料能否用於瀝青路面抗滑磨耗層的關鍵指標。

衝擊值:反映粗集料抵抗衝擊荷載的能力。由於路表集料直接承受車輪荷載的衝擊作用,這一指針對道路表層用料非常重要。

磨耗值:用於評定道路路面表層所用粗集料抵抗車輪磨耗作用的能力。

級配引數背書上23頁公式累計篩餘率等

天然砂的細度模數,系度模數越大,表示細集料越粗。書24頁公式

根據礦質集料級配曲線的形狀,將其劃分為連續級配和間斷級配。

在連續級配型別的集料中,由大到小且各級粒徑的顆粒都有,各級顆粒按照一定的比例搭配,繪製出的級配曲線圓滑不間斷;在間斷級配集料中,缺少一級或幾個粒級的顆粒,大顆粒與小顆粒之間有較大的「空檔」,所做出的級配曲線是非連續的。

試演算法,詳見課件例題。書28頁,30頁。

第二章瀝青按照形態分類:粘稠瀝青、液體瀝青。

瀝青按照用途分類:道路瀝青、建築瀝青、水工瀝青、防腐瀝青、其他瀝青。

瀝青三組分法油分/樹脂/地瀝青質

四組分結構特性:瀝青質,膠質,芳香族,飽和分,蠟分

瀝青中的蠟分在低溫時易結晶析出,分散在瀝青質中,減少瀝青分子之間的緊密聯絡,使瀝青的低溫延展能力降低。

瀝青的膠體結構型別及效能:溶膠型瀝青(溫度的變化敏感,高溫時黏度很小,低溫時由於黏度增大而使流動性變差,冷卻時變為脆性固體)、凝膠型瀝青(常溫下呈現非牛頓流動特性,具有黏彈性和較好的溫度穩定性。隨著溫度的公升高,連續相的溶解能力增強,瀝青質膠團可逐漸解締,或膠質從瀝青質吸附中心脫附下來。

當溫度組夠高時,瀝青的分散度加大,瀝青則又可近似真溶解而具有牛頓流特性)、溶—凝膠型瀝青(常溫時,在變形的最初階段表現出明顯的彈性效應,但在變形增加至一定階段時,則表現為牛頓液體狀態)。

瀝青黏滯性:指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產生相互位移的抗剪下變形能力。

瀝青針入度實驗書52頁計算題也是52頁。a,pi的計算

瀝青標準黏度實驗看書48頁

針入度值越大,表示瀝青越軟(稠度越小)。

軟化點:在規定的熱溫度(5℃/min)下進行加熱,瀝青試樣逐漸軟化,直至在鋼球荷重作用下,使瀝青產生25.4mm垂度(即接觸地板)時的溫度。

是反映瀝青材料熱穩定性的指標,也是瀝青條件黏度的一種量度。

瀝青的延性:是指當其受到外力的拉伸作用時,所能承受的塑性變形的總能力。瀝青的延度採用延度儀來測度。

瀝青脆性:瀝青材料在低溫下受到瞬時荷載作用時,常表現為脆性破壞。

瀝青的感溫性:瀝青是複雜的膠體結構,黏度隨溫度的不同而產生明顯的變化,這種黏度隨溫度變化的感應性稱為感溫性。

針入度指數(pi):是應用針入度和軟化點的試驗結果來表徵瀝青感溫性的一種指標。同時也可採用針入度指數值來判別瀝青的膠體結構狀態。 a越大,感溫性越好。

按針入度指數將瀝青劃分為三種膠體結構:溶膠,凝膠,溶凝膠型瀝青

瀝青酸和酸酐等與鹼性集料接觸時,就會產生很強的化學吸附作用,黏附力很大,黏附牢固。

瀝青的勁度模量:取決於溫度和荷載作用時間而變化的引數,是表現瀝青黏性和彈性聯合效應的指標。

書60頁我國的瀝青技術要求,標號意義 a-50等

影響瀝青耐久性因素:溫度與氧化作用/光和水的作用/自然硬化/滲流硬化。

瀝青分級方法:針入度(我國)/黏度/效能。

第三章根據礦料的級配特點,對瀝青混合料分類:

連續密級配瀝青混凝土混合料

由按連續密級配原理設計組成的礦料與瀝青結合料拌和而成,其典型型別為:設計空隙率3%~6%的密實式瀝青混凝土混合料,以ac表示;設計空隙率3%~6%的密級配瀝青穩定碎石混合料,以atb表示。

半開級配瀝青混合料

由適當比例的粗集料、細集料及少量填料與瀝青結合料拌和而成,其典型型別為空隙率在6%~12%的半開式瀝青穩定碎石混合料,以am表示。

開級配瀝青混合料

礦料級配主要由粗集料組成,細集料及填料較少,與搞黏度瀝青結合料拌和而成,起型別如:設計空隙率18%~25%的排水式瀝青穩定碎石混合料,以ogfc表示;設計空隙率大於18%的排水式瀝青穩定碎石混合料,以atpb表示。

間斷級配瀝青混合料

礦料級配組成中缺少1個或幾個粒徑檔次而形成的級配間斷的瀝青混合料。其典型型別是瀝青瑪蹄脂碎石混合料,以sma表示。sma是由瀝青結合料與少量纖維穩定劑、細集料及較多填料組成的瀝青瑪蹄脂填充於間斷級配的粗集料骨架的間隙,組成一體的瀝青混合料。

瀝青混合料組成結構

懸浮密實結構:採用連續密級配礦料,經壓實後密度較大,水穩定性、低溫抗裂性和耐久性較好。這種瀝青混合料的結構強度受瀝青性質及其狀態影響較大,在高溫條件下,由於瀝青黏度降低,可能會導致瀝青混合料強度和穩定性降低。

骨架空隙結構:採用連續開級配礦料與瀝青組成瀝青混合料,由於較細粒數量較少,不足以填充骨架空隙,壓實後空隙較大,形成了所謂的空架空隙結構。結構強度受瀝青性質和物理狀態的影響較小,因而高溫穩定性較好,但由於壓實後瀝青混合料中剩餘空隙較大,滲透性較大,在使用過程中,氣體和水分易進入瀝青混合料內部,引發瀝青老化或將瀝青從集料表面剝落,耐久性不好。

骨架密實結構:間斷性密級配礦料,有足夠的粗集料形成骨架,又填入足夠的細集料和瀝青膠漿,形成較高密實度的骨架結構。各項效能良好,是一種較理想的結構型別。

如瀝青瑪蹄脂碎石混合料sma。

瀝青混合料的黏結力和內摩阻角可以通過三軸剪下試驗確定。

瀝青混合料結構強度的影響因素:

瀝青結合料的黏度,黏度越大,瀝青混合料黏結力越大,其強度和抗形變能力越強。

礦質混合料效能的影響

瀝青與礦料在介面上的互動作用

瀝青混合料中礦料比麵和瀝青用量的影響

使用條件的影響

瀝青混合料除了應具備一定的強度外,還需要具有足夠的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、抗老化性、抗滑性等技術效能。(了解耐久,抗滑,和易性等)高低溫穩定性必須看

一般來說,在夏季溫度高、高溫持續時間長的地區,應採用黏度高的瀝青;而在冬季寒冷的地區,則宜採用稠度低、低溫勁度較小的瀝青。

高溫穩定性檢驗:對用於高速公路、一級公路和城市快速路、主幹路瀝青路面上面層和中層的瀝青混合料進行配合比設計時,應進行車轍試驗檢驗。

水穩定性檢驗:瀝青混合料應具有良好的水穩定性,在進行瀝青混合料配合比設計及效能評價時,除了對瀝青與石料的黏附性等級進行檢驗外,還應在規定條件下進行瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗。

低溫抗裂性:為了提高瀝青路面低溫抗裂性,應對瀝青混合料進行低溫彎曲試驗。

瀝青混合料馬歇爾試驗的主要目的是確定瀝青混合料的最佳瀝青用量。

sma混合料與ogfc混合料屬於骨架型混合料,前者為骨架密實型混合料,後者為骨架空隙型混合料。第四章

水泥分類:1、按化學成分:矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥。

2、按效能和通途:通用水泥、專用水泥、特性水泥。

通用五大品種水泥:矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥。 書162頁看品種代號六大通用矽酸鹽水泥:

矽酸鹽水泥pi/pii、普通po、礦渣ps、火山灰質pp、粉煤灰pf、復合pc。

矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、0~5%混合料(石灰石或粒化高爐礦渣)、適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料。

矽酸鹽水泥分為兩種型別:

i型—pi(熟料不摻加混合料)

ⅱ型—pⅱ (熟料摻加少量混合料)不超過水泥質量的5%。

石膏的作用:緩凝劑,主要控制c3a的水化反應速度。

水泥生產中常用混合材料:粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料和粉煤灰。

水泥水硬性,膠硬性區別 (書上貌似找不到,161頁說水泥是水硬性材料)

水泥熟料礦物組成及特點:書164頁165頁

混合材作用:書166頁

水泥熟料中主要礦物:c3s水化物強度高、c3a遇水反應速度最快、水化熱最高、乾縮性大、c4afa抗化學腐蝕性優。

石膏,為了調節水泥的凝結速度,又稱為水泥的緩凝劑。石膏摻過多會引起水泥的安定性不良。

活性混合材料是一種礦物材料(活性氧化矽和氧化鋁同氫氧化鈣化合生成具有膠凝性的物質)。混合材料對矽酸鹽水泥性質的影響:(1)水化速度慢,早期強度低,後期強度發展將超過同等級的矽酸鹽水泥(2)化學穩定性高,抗腐蝕(3)水化熱低(4)抗凍性差。

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