《道路工程材料》总结

《道路工程材料》总结 第一章 沙石材料 岩石的分类:岩浆岩(深成岩、喷出岩、火山岩)岩浆岩中深成岩密度大抗压强度高吸水性 小抗冻性好，是工程特性最好的。 沉积岩:由母岩经风化剥落形成，经过搬运沉积硬结作用形成，又称水成岩。 变质岩 常用的岩石类型:花岗岩(密度大、高强耐磨、孔隙率小、耐火性差)石灰岩(主要为碳酸钙，工业原料，不能用于防腐工程) 岩石矿物的主要化学组成:氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁。在大多数情况下这些氧化物稳定性较好，对岩石自身来说它是一种惰性材料。在特殊环境下，岩石中的化学成分会对沥青混合料或水泥混凝土的性能产生影响。大部分硅质岩石的亲水性大(在水中带负电)。石灰岩类中的氧化硅含量低，亲水性弱(在水中带正电)。 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) 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。先使试件处于饱水状态下，置于-15?的冰箱中，冻结4h后取出试件，放入20??5?的水中溶解4h，如此反复至规定次数。L(质量损失率=实验前烘干岩石试件的质量/经历试验后烘干的试件质量)。K(冻融系数=未经历冻融试验的饱水抗压强度/经历试验后的饱水抗压强度)。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:在沥青混合料中粗集料是指颗粒大于2.63mm的碎石。水泥混凝土中粗集料是指大于4.75mm的碎石。 集料的物理性质: 1、集料密度: 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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、孔隙率: 集料:n=1-堆积密度/表观密度 矿渣:矿渣的主要化学成分:酸:氧化硅，氧化锑，P2O5，TiO2。碱:CaO，MgO，MnO，BaO。中性氧化物:Al2O3，硫化物，CaS，MnS，FeS。酸碱氧化物含量比例对矿渣的性能影响较大。当矿渣中的CaO和Al2O3含量高，SiO2含量低时，矿渣活性高。通常活性高的矿渣适宜做水泥原料。 矿渣的化学稳定性:在自然条件下，矿渣中的某些成分会与水发生化学反应，发生体积变化。1、游离氧化钙消解成氢氧化钙，体积膨胀两倍，产生内应力。 2、铁和锰分解，FeS与MnS与水反应生成氢氧化亚铁氢氧化锰造成体积膨胀，引起矿渣的安定性不良。 细度模数的计算。(书P24) 粗砂:M=3.7-3.1 中砂:3.0-2.3 细砂:2.2-1.6 第二章 沥青材料 一、沥青的分类 1、沥青的种类:天然沥青、焦油沥青、石油沥青。 2、石油沥青按照加工方法分类:蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青 按照形态分类:粘稠沥青、液体沥青 按照沥青的用途分类:道路沥青、建筑沥青、水工沥青、防腐沥青、其他沥青 3、原油的分类 按组成分类:石蜡基原油、环烷基原油、中间基原油 按硫含量分类:超低硫原油、低硫原油、含硫原油、高硫原油 按相对密度分类:轻质原油、中质原油、重质原油、特重质原油 4、石油沥青的组成与结构 化学组成:三组分法——吸附部分、胶质和未被吸附部分、油分 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 沥青 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 黏度试验(Ct.d，C表示黏度，T表示试验温度，d为流孔直径) 在相同温度和相同流孔的条件下，流出时间越长，表示黏度越大 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 (P T,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。 对重交通道路石油沥青——15摄氏度，对聚合物改性沥青——5摄氏度 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 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 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 四、改性沥青 1、使用改性沥青的目的:提高高温抗变形能力，可以增强沥青路面的抗车辙能力;提高沥青的弹性性能，可以增强沥青的抗低温和抗疲劳开裂性能;改善沥青与石料的黏附性;提高沥青的抗老化能力，延长沥青路面的寿命。 2、改性沥青的评价指标:针入度、软化点、延度、黏度、聚合物改性沥青离析试验、沥青弹性恢复试验、黏韧性试验、测力延度试验 3、聚合物改性剂与基质沥青的相容性:相容性是改性沥青是否成功的首要条件，改性沥青的相容性是指沥青和改性剂在组成和性质上存在差别的组分，在一定的条件下能够相互兼容，并存并配伍，形成热力学相对稳定的具有混溶性的体系的能力。 溶解度参数差异越小，分子结构越相近，则相容性越好。 基质沥青与聚合物改性剂基本上遵循化学组成和结构相似相容的原则。 代表:SBS 改性沥青 常见改性方法:氧化 添加矿物填充料 添加聚合物(树脂 橡胶 热塑性弹性体) 乳化沥青的优越性:1.可液态施工，节约能源，减少环境污染 2.常温下具有较好的流动性，能保证撒布的均匀性，提高修筑路面的质量 3.采用乳化沥青，扩展了沥青路面的类型，如稀释封测封层 4.乳化沥青与框料表面具有良好的工作性与粘附性，可节约沥青并保证质量 5.可延长施工季节，乳化沥青施工受低温多雨季节影响少 第三章 沥青混合料 第一节 沥青混合料的类型与组成结构 沥青混合料具备以下特点: (1)具有良好的力学性质和路用性能，铺筑的路面平整无接缝，减振吸声，行车舒适。路表具有一定的粗糙度，且无强烈反光，有利于行车安全。 (2)采用机械化施工，有利于施工质量控制，施工后即可开放交通。 (3)便于分期修建和再生利用。 但是，沥青混合料也存在高温稳定性和低温抗裂性不足的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 一、沥青混合料的分类 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 由按连续密级配原理设计组成的矿料与沥青结合料拌和而成，其典型类型为:设计空隙率3%~6%的密实式沥青混凝土混合料，以AC表示;设计空隙率3%~6%的密级配沥青稳定碎石混合料，以ATB表示。 (2)半开级配沥青混合料 由适当比例的粗集料、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青结合料拌和而成，其典型类型为设计空隙率在6%~12%的半开式沥青稳定碎石混合料，以AM表示。 (3)开级配沥青混合料 矿料级配主要由粗集料组成，细集料及填料较少，与高黏度沥青结合料拌和而成，其典型类型如:设计空隙率在18%~25%的排水式沥青磨耗层混合料，以OGFC表示;设计空隙率大于18%的排水式沥青稳定碎石混合料，以ATPB表示。 (4)间断级配沥青混合料 矿料级配组成中缺少1个或几个粒径档次(或很少)而形成的级配间断的沥青混合料。其典 型类型是沥青玛蹄脂碎石混合料，以SMA表示。 二、沥青混合料组成与体积参数 1、矿质混合料的体积与密度 (1)矿质混合料的合成密度 100y, A、矿质混合料的合成毛体积相对密度:sbpppp3n12，，，？，yyyy123n 100y, B、矿质混合料的合成表观相对密度: sappppn312，，，？，''''yyyyn123式中: ——矿质混合料的合成毛体积相对密度，无量纲; ysb y ——矿质混合料的合成表观相对密度，无量纲; sa y、、„、——各档集料的毛体积相对密度，实测，无量纲; yyn21 '''yyy、、„、——各档集料的表观相对密度，实测，无量纲; n12 n p,100p、、„、——合成矿质混合料中各档集料的比例()，%。 pp,ni211(2)矿质混合料的有效体积和有效密度 ，，y,C，y，1-C,y有效相对密度: sesasb 式中: C——合成矿质混合料的沥青吸收系数，按照矿料的合成吸水率，由式计算: 2C,0.033,-0.2936,，0.9339 xx ,,11,, ,——矿质混合料的合成吸水率，。 -,,xx,,yysbsa,, y ——矿质混合料的合成毛体积相对密度，无量纲; sb y ——矿质混合料的合成表观相对密度，无量纲。 sa 2、沥青混合料试件的毛体积密度 沥青混合料试件的毛体积密度是指沥青混合料单位毛体积的干质量，定义式为 m，mag ,,f。 V，V，VAse 3,g/cm式中:——沥青混合料试件的毛体积密度，; f ——沥青质量，g; ma m ——矿质混合料的合成质量，g; g 3 V——沥青体积，; cma 3 V——合成矿质混合料的有效体积，; cmse V ——沥青混合料中的空隙体积，%。 沥青混合料的毛体积相对密度的测试需要根据沥青混合料试件的空隙率大小，选择用水中重法、表干法、蜡封法、或体积法测定。(详见课本P97) 3、沥青混合料的最大理论相对密度 计算方法: 100，aP,, A:油石比指标 ta100P， ,,sea 100,,B:沥青含量指标 t100-bb，，PP， ,,seb 式中:,——压实沥青混合料试件的最大理论相对密度，无量纲; t ,——合成矿质混合料的有效相对密度，无量纲; se PP ——沥青混合料的油石比(沥青混合料质量=沥青质量+矿料质量=+100)，%; aa P ——沥青混合料的沥青含量(沥青混合料质量=沥青质量+矿料质量=100)，%; b ,, 、——沥青的相对密度(25摄氏度)，在数值上相等，无量纲。 ab 4、沥青混合料试件的空隙率 (2)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。(详见课本P100) 四、沥青混合料的结构强度 2、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 (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(详见课本P106) 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，以蠕变稳定阶段的蠕变速率评价沥青混合料的低温变形能力。蠕变速率越大，沥青混合料在低温下的变形能力越大，松弛能力越强，低温抗裂性能越好。 (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，在低于静载一次作用下的极限应力时发生破坏。 (1)疲劳试验方法，略。 (2)加载控制模量 通常，采用应力控制模式或者应变控制模式进行沥青混合料的疲劳试验和疲劳分析。(详见课本P109) 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。 (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 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 (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。 第三节 热拌密级配沥青混合料的组成设计 一、沥青路面使用性能的气候分区 1、气候分区指标 (1)气候分区的一级指标:采用工程所在地最近30年内年最热月份平均最高气温的平均值作为反映沥青路面在高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子。 (2)气候分区的二级指标:采用工程所在地最近30年内的极端最低气温作为反映沥青路面由于温度收缩产生裂缝的气候因子。 (3)气候分区的三级指标:采用工程所在地最近30年内的年降水量的平均值作为反映沥青路面受水影响的气候因子。 二、沥青混合料组成材料的技术要求 1、沥青结合料 一般来说，在夏季温度高、高温持续时间长的地区，应采用黏度高的沥青;而在冬季寒冷的地区，则宜采用稠度低、低温劲度较小的沥青。对于日温差较大的地区还应考虑选择针入度指数较高的低感温性沥青。对于重载交通路段、高速公路等实行渠化交通的路段、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，为了提高沥青混合料的强度和承载能力，应选用黏度大的沥青。 2、粗集料 (1)物理力学性质的要求 用于高速公路、一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表层的粗集料应该选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。 粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、不含杂质，并具有足够的强度、耐磨耗性。 钢渣作为粗集料时，仅限于三级及三级以下公路和次于干路以下的城市道路。 (2)与沥青的黏附性要求 在高速公路、一级公路、城市快速路和主干路沥青路面中，当使用酸性岩石轧制的粗集料时，需采取抗剥落措施使粗集料与沥青的黏附性等级达到要求。 工程中常用的抗剥落方法包括使用高黏度沥青;在沥青中掺加抗剥落剂;用干燥的生石灰、消石灰粉或水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%~2%;将粗集料用石灰浆处理后使用。 (3)粒径尺寸规格(见表3-10) 3、细集料 (1)物理力学性能要求 用于拌制沥青混合料的细集料，可以采用天然砂、机制砂或石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围。 当在高速公路、一级公路、城市快速路和主干路沥青路面使用与沥青粘结性能差的酸性岩石破碎的人工砂及石屑时，应采取前述粗集料的抗剥落措施对细集料进行处理。 在高速公路、一级公路、城市快速路和主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中，所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂的用量，即在细集料中石屑含量不宜超过总量的50%。 (2)粒径尺寸规格 天然砂宜采用河砂或海砂，当使用山砂时应经过清洗。(见表3-12、3-13) 4、填料 用于沥青混合料的填料最好采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，生产矿粉的原石料中泥土杂质应清除。矿粉要求干燥、洁净、能自由地从石粉仓中流出。 高速公路、一级公路、城市快速路和主干路的沥青混凝土面层不宜采用粉煤灰作填料。 为了改善沥青混合料水稳定性，可以采用干燥的磨细生石灰粉、消石灰粉或水泥作为填料，其用量不宜超过矿料总量的1%~2%。 第四节 骨架型沥青混合料的组成设计 一、SMA混合料的技术特性 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混合料适用于高等路面沥青上面路层，特别适用于高速公路、重交通道路、交叉口、机场道面、桥面铺装等工程。 1、SMA混合料的高温性能 SMA混合料由相互嵌挤的粗集料骨架与沥青玛蹄脂两个部分组成。SMA混合料抵抗荷载变形的能力较强，同时有着较强的高温抗车辙能力。 2、低温抗裂性 沥青玛蹄脂具有较高的黏结能力，它的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温变形能力。 3、耐久性 在SMA混合料中，沥青在集料表面形成较厚的沥青膜。此外，SMA混合料空隙率较小，沥青与水或空气的接触较少，因而SMA混合料的水稳定性和抗老化性较普通沥青混合料好。又由于SMA混合料基本是不透水的，对中、下面层和基层有着姣好的保护作用和隔水作用，使沥青路面保持较高的整体强度和稳定性。 4、表面特征 SMA混合料压实后形成的表面构造深度大，这使得沥青面层具有良好的抗滑性和耐磨性能，还能减少溅水，减少噪声，提高道路行驶质量。 三、OGFC混合料的技术特性 OGFC混合料铺筑的沥青面层具有迅速排除路表水、减少行车水雾、防水漂、抗滑降噪等有利于行车安全与环保的特性。 1、OGFC混合料的高温性能 OGFC混合料有着较强的抵抗荷载变形的能力。 2、耐久性能 通常，OGFC混合料的沥青膜厚度一般不小于13微米。沥青膜厚度的增加有利于延缓空气、水流、紫外光等外界环境因素对沥青的老化作用，从而使OGFC混合料在具有较大空隙的 情况下，依然具有良好的耐久性能。 3、排水性能和表面特征 混合料结构内的高空隙使OGFC的排水性能显著增加。此外，OGFC混合料中高粗集料用量以及大空隙特征增加了混合料的构造深度，从而使OGFC混合料具有更好的抗滑性能。 第四章 水泥与石灰 水泥与石灰是无机胶凝材料。(沥青为有机) 水泥属水硬性无机胶凝材料(能在空气中硬化，在水中能更好硬化，所以能用于地上工程与水下工程) 通用硅酸盐水泥的定义与分类:硅酸盐水泥(P?I)普通硅酸盐水泥(P?O)矿渣硅酸盐水泥(P?S)火山灰质硅酸盐水泥(P?P)粉煤灰水泥(P?F)复合硅酸盐水泥(P?C) 水泥生产:两磨一烧，原料准备，生料配置与磨细，熟料煅烧，熟料磨细与储备。 生产硅酸盐的主要原料:石灰质原料(CaO)，黏土质原料(氧化硅，氧化铝，氧化铁)，校正材料(当前两种材料不能符合要求时，要加相应材料) 水泥熟料中的主要矿物: 硅酸三钙(C3S)是水泥中的主要成分，含量通常占50%，与水接触时迅速水化，产生大量热，其水化物早期强度高，且强度增进率大，抗水性差，含量过高时给煅烧带来困难而且产生游离氧化钙会影响水泥的安定性。 硅酸二钙，C2S，10%~40%，水化速度及凝结硬化过程缓慢，水化热低，早期强度小，但后者长期的活性，对水泥后期强度起主要作用，抗化学侵蚀性高，干缩性小。 铝酸三钙,C3A，15%一下，四种矿物中是遇水反应速度最快，水化热最高，其含量影响着硅酸盐水泥凝结速率和释热量。早期强度较高，但强度绝对值小，后期不再增加，男化学腐蚀性差，干缩性大。 铁铝酸四钙,C4AF，5%~15%，水化速度快，水化热高。强度低但对水泥抗折强度和耐磨性起着重要作用，其水化产物耐化学侵蚀好，干索性小。 水化程度:铝酸三钙,硅酸三钙,铁铝酸四钙,硅酸二钙 水化热:铝酸三钙>硅酸三钙,铁铝酸四钙,硅酸二钙 强度:硅酸三钙早期强度最高，硅酸二钙早期强度较低但后期增进快，铝酸三钙同铁铝酸四钙均较低。 干缩性:铝酸三钙,硅酸三钙,铁铝酸四钙,硅酸二钙 耐化学腐蚀性:铁铝酸四钙,硅酸三钙,硅酸二钙,铝酸三钙 其他成分: 石膏，为了调节水泥的凝结速度，又称为水泥的缓凝剂。石膏掺过多会引起水泥的安定性不良。 活性材料，活性材料是一种矿物质(主要活性成分为氧化硅，氧化铝)，活性成分同氢氧化钙化合生成具有胶凝性的物质。 非活性材料，目的是为了提高水泥产量，调节水泥强度等级，降低水泥的水化热，改善新拌混凝土和易性。 水泥浆体凝结硬化过程:初凝与终凝(P169图c，d)施工意义:把握施工时间、阶段。 硬化水泥的腐蚀: 1、氢氧化钙的溶失:a、溶析性侵蚀:硬化水泥中的水化物(氢氧化钙)被淡水溶解带走的现象。B、镁盐侵蚀:氯化镁，硫酸镁同氢氧化钙发生置换反应生成松软的氢氧化镁。C、碳酸侵蚀:二氧化碳同氢氧化钙发生反应生成碳酸钙，再同碳酸发生反应生成重碳酸钙Ca(HCO3)2溶失。 2、硫酸盐侵蚀:硫酸盐与氢氧化钙发生反应生成硫酸钙，硫酸钙再与水化铝酸钙发生反应生成钙矾石，体积增加产生巨大的结晶压力，造成水泥石开裂破坏。 水泥腐蚀的防止:1、根据腐蚀环境的特点选择水泥品种，选择氢氧化钙少的水泥降低氢氧化钙的溶失，选择铝酸钙含量少的水泥降低硫酸盐类的腐蚀。2、提高水泥的密实程度，降低水泥的孔隙率，可在水泥表面敷设一层耐腐蚀强且不透水的材料(耐酸石料，陶瓷，玻璃，塑料，沥青)。 掺混合材料硅酸盐水泥的凝结硬化特征: 1、活性混合料的凝结硬化原理:矿渣水泥与水拌合后，首先是硅酸盐矿物水化，水化氢氧化钙与石膏与活性氧化硅与氧化铝发生反应，生成不定型水化硅酸钙与水化硫铝酸钙等水化产物，即火山灰反应。随着水化的深入，水泥浆体逐渐失去塑性获得强度，与硅酸盐水泥相比，矿渣水泥中的氢氧化钙含量较少，水化物碱度低。 混合材料对硅酸盐水泥性质的影响: 1、水化速度慢，早期强度低，后期强度发展将超过同等级的硅酸盐水泥，硅酸三钙同铝酸三钙含量少使得反应速度慢，早期强度低。火山灰反应过程对温度湿度条件敏感，温度高反应慢，应采用蒸汽养护，可使强度增长快，且不影响后期强度的增长。 2、化学稳定性高，抗腐蚀。火山灰反应使氢氧化钙含量减少。 3、水化热低，单位时间释放水化热低于硅酸盐水泥，适用于大体积工程 4、抗冻性差，低温条件下，火山灰反应慢甚至停止，在10?以下强度需要迅速发展的结构工程中，应对水泥混凝土采用加热保温措施，否则不宜使用。 通用硅酸盐水泥的技术性质: 1、初凝时间:是指水泥全部加入水中到初凝状态所经历的时间 2、终凝时间:是指水泥全部加入水中到终凝状态所经历的时间 硅酸盐水泥的初凝时间应不小于45min，终凝时间不大于390min(6h30min);普通水泥、矿渣水泥，火山灰质水泥、粉煤灰水泥和复合水泥初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min。 在实际工程中，水泥混凝土和水泥砂浆的凝结时间往往比标准稠度水泥净浆的凝结时间长的多。 安定性:安定性是用于表征水泥浆体硬化后，是否发生不均匀体积变化的性能指标。 水泥体积安定性不良:水泥中某些有害成分的作用，这些成分在水泥浆体硬化后继续与水或周围介质发生化学反应，其生成物体积增加，引起水泥石内部的不均匀体积变化，在结构中产生应力。(游离氧化钙，氧化镁含量过高或掺入石膏过量导致三氧化硫过高) 凝结时间和安定性检测试验中均采用标准稠度的水泥净浆(why,～～～) 水泥强度:水泥强度可以将水泥制成水泥净浆，水泥砂浆，和水泥混凝土试件进行测试。 水泥强度等级:42.5,42.5R，52.5,52.5R，62.5,62.5R。R代表早强，早强型水泥的3d抗压强度可以达28d的50%，并较同等级的普通水泥3d强度提高10%以上。 碱—集料反应:水泥熟料中含有氧化钠与氧化钾，如果采用活性二氧化硅或活性碳酸盐成分的集料配置混凝土，水泥中的碱化物会与活性二氧化硅或者碳酸盐反应。其生成物会附着在集料与水泥石的界面上，且遇水膨胀，引起水泥石的胀裂导致黏结强度降低，破坏混凝土结构。 水泥的初凝时间、安定性、强度、和化学品质指标(有害成分含量，不容物和烧失量，碱含量)中任何一项不满足就为不合格品。 通用硅酸盐水泥特性及适用性: 1、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥:凝结硬化速度快，耐冻性耐磨性好，适应于早期强度要求高，凝结速度快，冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程，主要用于重要结构的高强度 混凝土和预应力混凝土工程。含有较多的氢氧化钙，抗淡水侵蚀与抗化学腐蚀性差，故不宜用于经常与淡水接触且有水压的工程，也不宜用于海水矿物水的工程。不耐热，所以不适应用于耐热要求高的工程，更不能做耐热混凝土。水化热大，不宜用于大体积混凝土结构。 2、矿渣水泥水化和硬化过程较为缓慢，对环境的温湿条件敏感，凝结速度较慢，早期强度低，如果能采用蒸汽养护等湿热处理方法能加快硬化速度并不影响后期强度的增长。不宜用于早强要求高的工程，不宜用于无加热保温措施的低温条件下施工。有较好的化学稳定性，水化速度慢水化热低可适用于大体积工程。耐热性强可用于制作受热构件(小于200度) 3、火山灰质硅酸盐水泥:同矿渣水泥，干燥环境中，水化反应会终止，且容易产生裂缝，在施工中应注意洒水养护。宜用于水中及地下混凝土工程，不宜用于干燥地区及高温结构中，其水化热低，适用于大体积工程。 3、粉煤灰硅酸盐水泥:早期强度发展比矿渣水泥和火山灰质水泥低，后期可以赶上，用水量少，干索性小，因干缩引起的裂纹少。可以用于一般水泥混凝土工程，更适用于大体积水工建筑及水中结构和海港工程。 4、复合硅酸盐水泥:掺加两种或两种以上水泥，需对不同情况不同分析。 道路硅酸盐水泥:(PR) 主要特征:高抗折强度，低干缩性和高耐磨性。矿物组成成分应满足“高铁低铝”。 凡氧化镁，三氧化硫，初凝时间和安定性中任一项不满足要求时为废品。凡比表面积，终凝时间，烧失量，干缩率，磨损量中任一项不满足要求，或强度低于强度等级规定的要求时，为不合格品。 铝酸盐水泥:将以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料磨细制成的水硬性胶凝材料。代号CA。铝酸盐水泥强度增进快，适用于紧急抢修工程和早强要求较高的特殊工程，后期强度可能会较大下降，所以不用于永久性的、重要的工程以及预应力混凝土。能够防止冰冻，避免冻害，适用于寒冷地区的冬季施工工程。放热速度快不适用于大体积工程。抗碱性极差不用于接触碱性溶液的工程，同时避免集料中含有碱性化合物。铝酸盐水泥是配制膨胀水泥与耐热混凝土的材料之一。 石灰: 石灰是一种气硬性无机胶结材料，只能在空气中硬化，也只能在空气中保持并连续增长强度。主要原料是以碳酸钙为主的天然岩石。 石灰的消化:块状生石灰与水反应，迅速水化，崩解成高度分散的氢氧化钙细粒，并放出大量的热。 欠火石灰:石灰中有未烧透的内核。欠火石灰消解后会有残渣，会使缺乏黏结力。 过火石灰:煅烧过度，会使石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，块体密度大，消化缓慢。为了降低危害，石灰消解后应继续在水中“陈伏”15d以上。将块状的生石灰研磨成粉状，得到磨细生石灰在适宜的水灰比和消化温度下，可以控制其体积膨胀。 石灰的硬化:消石灰浆在使用的过程中，游离水分蒸发或为附着基面吸收，浆体中的氢氧化钙过饱和溶液结晶析出，产生结晶强度，并具有胶结性。氢氧化钙同空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙晶体，析出的水分逐渐蒸发，这个过程称为碳化或碳酸化。表面的碳酸钙会组织二氧化碳进入，所以内部还是氢氧化钙，使得硬化缓慢，硬化时体积收缩大，硬化后强度低。 石灰的特点及用途:可塑性好，生石灰水化时水化热大，体积增大。硬化缓慢。硬化时体积收缩大。硬化后强度降低。耐水性差。主要用途:室内粉刷—石灰乳。大量用于拌制建筑砂浆。配置三合土。加固软土地基。生产硅酸盐制品。配置静态破碎剂。 第五章 水泥混凝土与砂浆 1水泥混凝土的组成: 水泥，水，粗细集料，外加剂，掺和料。 2混凝土的和易性包括:流动性，捣实性，黏聚性和保水性。 3坍落度是世界各国广泛使用的评价混凝土拌和物流动性的测试方法。 4影响混凝土拌和物和易性的主要因素分析:组成的有 单位用水量，水灰比，砂率，水泥品种和细度，集料，外加剂。外在的有环境因素，时间 5混凝土的强度通常是指抗压强度。 6标准试件是指 边长为150mm的立方体 在标准条件养护28d 7混凝土的强度是根据立方体的抗压强度确定的，轴心抗压强度是测定尺寸为150mm x 150mm x 300mm 试件的抗压强度。 8抗折强度 的标准试件是150mm x 150mm x 550mm. 9影响混凝土强度的主要因素分析:混凝土组成材料( 水泥的强度和水灰比，集料的特征)， 养护条件(养护温度、养护湿度、龄期) 10徐变变形是:在加载的瞬间，混凝产生以弹性形变为主的瞬间形变，此后在荷载的持续作用下变形随时间连续增长。 11硬化混凝土的耐久性包括:混凝土的抗渗性、抗冻醒、抗化学侵蚀性、耐磨性。 12配合比设计指标:主要考虑混凝土拌和物的施工和易性、硬化混凝土的强度、耐久性指标、经济性。 13配合比设计三参数，水灰比(是强度和耐久性的决定因素)砂率(保水性)用水量(流动性) 14加外加剂的目的:减少浇筑施工费用，更有效获得所需混凝土的性能;保证混凝土在不利的搅拌、运输、浇筑、养护下有所需施工质量，满足混凝土的特殊要求。 15外加剂有减水剂(改善新拌混凝土流变性能)、引起剂()、缓凝剂、早强剂。 16掺和料作用是取代部分水泥 水泥混凝土的组成设计(大题) 钢纤维混凝土:是在混凝土中掺加一定量乱向分布的纤维材料而组成的复合材料 作用:钢纤维对抑制混凝土的裂缝形成，提高混凝土的抗拉 抗压强度，增加韧性效果最佳 第七章 建筑钢材 一、钢材的抗拉性能 1、低碳钢的抗拉性能经历的四个阶段:弹性、屈服、强化、缩颈阶段 2、屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。 二、钢材的冲击韧性、耐疲劳性和冷弯性能 1、钢材的冲击韧性:钢材抵抗冲击荷载的能力。 环境温度对其影响最为明显，温度降至一定程度时钢材的冲击韧性会突然下降且出现脆性，这种现象称为钢材的冷脆性。 2、钢材的耐疲劳性:钢材在交变荷载反复作用下，往往会在应力远低于抗拉强度的情况下出现断裂，称为疲劳破坏。在多次反复交变荷载的作用下不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳强度(与其内部组织状态、成分偏析、杂质含量、钢材表面光洁程度、受腐蚀状况有关) 3、钢材的冷弯性能:钢材在常温下承受弯曲变形的能力 冷弯性能是将钢材试件置于冷弯机上弯曲至规定的角度(90度或180度)观察其弯曲部位是否有裂纹、起皱或断裂现象，没有则是合格。 4、焊接性能(C越高，合金元素越高，可焊接性越好。) 三、碳素结构钢的表达 1、Q——钢材屈服点;195,215,235,275表示钢材屈服点的数值 依钢材中S、P含量的多少分为A、B、C、D四个等级来表示钢材质量等级 沸腾钢F、镇静钢Z、特殊镇静钢TZ来表示刚脱氧程度 2、随着钢号的增加，其含碳、含锰量增加，强度和硬度增加，可塑性、冷弯性能降低。同一钢材的质量等级越高，含S含P越低，钢材的质量越好。碳素钢材的力学性能稳定，塑性好，对轧制、热加工及骤冷等工艺的敏感性小，便于加工，其构件在焊接、超载、受冲击和温度、应力等不利的情况下也能保证安全。 四、低合金结构钢 1、低合金结构钢的强度大大高于碳素结构钢，并具有良好的工艺性能(塑性、韧性)，其耐磨性、耐蚀性及耐低温性等也较良好。且质量较轻，可降低结构自重，适用于大型结构及桥梁工程。 2、钢材热处理的工艺有:退火，正火，淬火，回火。 五、钢筋混凝土结构用钢筋及钢丝(热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋、冷拔低碳钢丝) 1、钢筋混凝土用热轧钢筋分为热轧光圆钢筋(HPB235、HPB300,235、300指屈服强度)和热轧带肋钢筋(普通热轧带肋钢筋HRB和晶粒热轧带肋钢筋HRBF，屈服强度等级——335、400、500) 2、预应力混凝土用热处理钢筋 代号RB150，采用热轧带肋钢筋经淬火和回火处理制成。优点:强度高，锚固性好，预应力值稳定。 3、钢筋混凝土用冷拉钢筋 4、冷轧带肋钢筋(CRB) 分为CRB550、CRB650和CRB800，其中CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其他牌号是预应力混凝土用钢筋，其数值表示抗拉强度。 5、冷拔低碳钢丝(经过冷拔后，钢丝的强度大大提高，但塑性大幅度下降。) 6、用于预应力混凝土钢筋的有:钢丝钢绞线、CRB、HRB、热处理钢筋