《道路建筑材料》習(xí)題及答案

模塊1砂石材料

思考與練習(xí)

1.巖石的主要物理常數(shù)有哪些？簡(jiǎn)述它們的含義。

（1）密度。巖石的密度（又稱真實(shí)密度或顆粒密度）是指在規(guī)

定條件下［（105±5）℃時(shí)烘干至恒重］，巖石礦質(zhì)的單位實(shí)體體積

（不包括開口孔隙體積與閉口孔隙體積）的質(zhì)量。

（2）毛體積密度。巖石的毛體積密度又稱塊體密度,是指在規(guī)定

條件下，烘干巖石包括孔隙在內(nèi)的單位體積固體材料的質(zhì)量。它是一

個(gè)間接反映巖石致密程度'孔隙發(fā)育程度的參數(shù)，也是評(píng)價(jià)工程巖體

穩(wěn)定性及確定圍巖壓力等的計(jì)算指標(biāo)。

（3）孔隙率。巖石的孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)影響由其所制成的骨料在水泥

混凝土或?yàn)r青混合料中對(duì)水泥漿（或?yàn)r青）的吸收、吸附的程度?？?/p>

隙率是反映巖石裂隙發(fā)育程度的參數(shù)，分為開口孔隙率和閉口孔隙率,

兩者之和為總孔隙率。所謂總孔隙率是指開口孔隙和閉口孔隙的體積

之和占巖石試樣總體積的百分比，一般提到的巖石孔隙率是指總孔隙

率。

2.影響巖石抗壓強(qiáng)度的主要因素（內(nèi)因、外因）有哪些？

巖石的單軸抗壓強(qiáng)度值取決于巖石的組成結(jié)構(gòu)（如礦物組成、巖

石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、裂縫的分布等），同時(shí)也取決于試驗(yàn)的條件（如試

件的幾何外觀'加載速度'溫度和濕度等）。巖石含水狀態(tài)對(duì)強(qiáng)度也

有顯著影響,一般來(lái)說(shuō),巖石含水率越大則巖石強(qiáng)度越低。

3.道路用巖石的技術(shù)等級(jí)如何確定？

4個(gè)等級(jí)的巖石分類如下。

一級(jí)：最堅(jiān)硬的巖石。即為抗壓強(qiáng)度大、磨耗損失低的巖石。

二級(jí)：堅(jiān)硬的巖石。即為抗壓強(qiáng)度較大、磨耗損失較低的巖石。

三級(jí)：中等強(qiáng)度的巖石。即為抗壓強(qiáng)度較低'磨耗損失較大的巖

石。

四級(jí)：較軟的巖石。即為抗壓強(qiáng)度小、磨耗損失大的巖石。

4.骨料的主要物理常數(shù)有哪些?簡(jiǎn)述它們的含義。

(1)表觀密度。表觀密度也稱視密度，是指在規(guī)定條件(105±

5)°C下，烘干骨料礦質(zhì)實(shí)體單位表觀體積(包括閉口孔隙在內(nèi)的礦

物實(shí)體的體積)的質(zhì)量。

(2)毛體積密度。毛體積密度是指在規(guī)定條件(105±5)℃

下，烘干骨料單位體積(包括閉口孔隙和開口孔隙在內(nèi)的礦物實(shí)體)

的質(zhì)量。

(3)表干密度。表干密度是在規(guī)定的條件下，單位毛體積(包括

閉口孔隙和開口孔隙在內(nèi)的礦物實(shí)體)物質(zhì)顆粒的飽和面干質(zhì)量。

(4)堆積密度。堆積密度是指單位體積(含物質(zhì)顆粒固體及其

閉口、開口孔隙體積及顆粒間空隙體積)物質(zhì)顆粒的質(zhì)量。

(5)空隙率和間隙率?？障堵史从沉斯橇项w粒間相互填充的致

密程度，是指骨料在某種堆積狀態(tài)下的空隙體積(含開口空隙)占堆

積體積的百分率。

(6)含水率和吸水率。骨料的含水率是骨料在自然狀態(tài)下含水

量的大小。

5.解釋“級(jí)配”的含義,簡(jiǎn)述骨料級(jí)配的表示方法。

級(jí)配指骨料中各組成顆粒的分級(jí)和搭配。一個(gè)良好的級(jí)配要求空

隙率最小，總表面積也不大。前者的目的是要使骨料本身最為緊密；

后者的目的是要使用料最為節(jié)約。所以要正確選用各級(jí)尺寸的粗骨料

并控制含量，以達(dá)到上述兩個(gè)目的。

級(jí)配是通過(guò)篩分試驗(yàn)確定的。篩分試驗(yàn)按《公路工程骨料試驗(yàn)規(guī)

程》的規(guī)定測(cè)定，將粗骨料通過(guò)一系列規(guī)定篩孔尺寸的標(biāo)準(zhǔn)方孔篩,

測(cè)定出存留在各個(gè)篩上的骨料質(zhì)量，根據(jù)骨料試樣的總質(zhì)量與存留在

各篩孔上的骨料質(zhì)量就可求得一系列與級(jí)配有關(guān)的參數(shù)。

粗骨料篩分試驗(yàn)有干篩法和水洗法兩種，其中水泥混凝土用粗骨

料采用干篩法，瀝青混合料用粗骨料采用水洗法。

6.如何確定骨料的細(xì)度模數(shù)？

粗度是評(píng)價(jià)細(xì)骨料粗細(xì)程度的一種指標(biāo),用細(xì)度模數(shù)表示。細(xì)骨

料的細(xì)度模數(shù)一般用Mx表示,即

Mx=(A2+A3+A4+A5+A6-5A1)/(100-A1)

式中,Mx為細(xì)度模數(shù)。

細(xì)度模數(shù)越大,表示細(xì)骨料越粗。砂的粗度按細(xì)度模數(shù)一般可分

為三級(jí)：Mx=3.1—3.7為粗砂；Mx=2.3?3.0為中砂；Mx=1.6?2.2

為細(xì)砂。

7.骨料磨光值、磨耗值和沖擊值表示什么性能？這些數(shù)值對(duì)路

面抗滑層用骨料有什么實(shí)際意義?

磨耗值反映了骨料抵抗車輪撞擊及磨耗的能力。一般磨耗損失小

的骨料堅(jiān)硬、耐磨并且耐久性好。

磨光值是反映骨料抵抗輪胎磨光作用能力的指標(biāo)。使用高磨光值

的骨料（如玄武巖'安山巖'砂巖和花崗巖等）鋪筑道路表層路面,

可提高路表的抗滑能力，保障車輛的安全行駛。

沖擊值反映了骨料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的能力。對(duì)于

路面表層,沖擊值是一項(xiàng)重要的檢測(cè)指標(biāo)。

8.巖石孔隙率與骨料空隙率的意義有何不同？

巖石的孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)影響由其所制成的骨料在水泥混凝土或?yàn)r青

混合料中對(duì)水泥漿（或?yàn)r青）的吸收、吸附的程度?？紫堵适欠从硯r

石裂隙發(fā)育程度的參數(shù)，分為開口孔隙率和閉口孔隙率，兩者之和為

總孔隙率。所謂總孔隙率是指開口孔隙和閉口孔隙的體積之和占巖石

試樣總體積的百分比，一般提到的巖石孔隙率是指總孔隙率。巖石的

孔隙指標(biāo)一般不能實(shí)測(cè)，可根據(jù)巖石的真實(shí)密度和毛體積密度計(jì)算總

孔隙率。

空隙率反映了骨料顆粒間相互填充的致密程度，是指骨料在某種

堆積狀態(tài)下的空隙體積（含開口空隙）占堆積體積的百分率。

9.簡(jiǎn)述礦粉和粉煤灰的工程應(yīng)用。

礦粉作為瀝青混合料中的重要組成材料,其摻量雖僅占7%（質(zhì)量

分?jǐn)?shù)）左右，但其表面積卻占礦質(zhì)混合料總表面積的80%以上。礦粉

在瀝青混合料中的作用主要是能顯著擴(kuò)大瀝青與礦料進(jìn)行物理、化學(xué)

作用的表面積,通過(guò)交互作用，增加結(jié)構(gòu)瀝青的數(shù)量,提高瀝青混合料

的黏結(jié)力。

粉煤灰在道路工程中的應(yīng)用有如下幾類。

(1)可以在硅酸鹽水泥中加入適量的粉煤灰制成粉煤灰硅酸鹽

水泥。

(2)用作水泥混凝土路面摻合料，節(jié)省水泥用量。

(3)用作瀝青混合料路面的摻合料。

(4)用粉煤灰加水泥或石灰穩(wěn)定砂礫做路面基層'底基層及墊

層。

(5)拌制建筑砂漿，代替部分石膏，效果較好。

(6)粉煤灰與黏土燒制成粉煤灰磚。

(7)適用于受化學(xué)侵蝕的水泥混凝土及灌漿、泵送水泥混凝土。

10.簡(jiǎn)述用試算法進(jìn)行礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)的基本步驟。

設(shè)A,B,C三種骨料,欲配制成級(jí)配為M的礦質(zhì)混合料,求A,B,C三

種骨料在混合料中的比例,即確定A,B,C三種骨料的配合比。

(1)假設(shè)條件。首先做下列兩點(diǎn)假設(shè)。

①設(shè)A、B、C三種骨料在混合料中用量的比例為X,Y,Z,則

X+Y+Z=100

②設(shè)混合料中某一級(jí)粒徑要求的含量為M(i)(級(jí)配中值)，A,B,C

三種骨料在原級(jí)配中此粒徑的含量分別為mA(i),mB(i),mC(i),則

mA⑴X+mB⑴Y+mC⑴Z=M⑴

(2)計(jì)算步驟。在滿足上述兩點(diǎn)的前提下,按以下步驟求A,B,

C三種骨料在混合料中的用量。

①計(jì)算A骨料在礦質(zhì)混合料中的用量。按A骨料在混合料中占優(yōu)

勢(shì)的i粒徑計(jì)算，此時(shí)忽略其他骨料在此粒徑中的含量[mB(i),mC(i)

均等于0],故得

mA⑴X=M⑴

即X=M(i)mA(i)

②計(jì)算C骨料在礦質(zhì)混合料中的用量。按C骨料在混合料中占優(yōu)

勢(shì)的j粒徑計(jì)算，此時(shí)忽略其他骨料在此粒徑中的含量[即

mA⑴，mB(i)均等于0],故得

mC(j)Z=M(j)

即Z=M(J)mC(j)

③計(jì)算B骨料在礦質(zhì)混合料中的用量。

Y=100-(X+Z)

(3)校核調(diào)整。按以上計(jì)算的配合比校核。如不在要求的級(jí)配

范圍內(nèi)時(shí),應(yīng)調(diào)整配合比重新進(jìn)行計(jì)算和復(fù)核。經(jīng)幾次調(diào)整,逐步接近

級(jí)配范圍,直到符合要求為止。如確實(shí)不能滿足級(jí)配要求時(shí),可摻加某

些單粒級(jí)骨料或調(diào)換其他原始材料。

11.簡(jiǎn)述用修正平衡面積法進(jìn)行礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)的基本步驟。

(1)繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖。

(2)在坐標(biāo)圖上繪制各種骨料的級(jí)配曲線。

(3)確定各種骨料用量。

(4)校核。

12.某工程用石灰石,經(jīng)飽水抗壓強(qiáng)度(5cmX5cm圓柱體試件)

檢驗(yàn),平均極限荷載分別為178kN、181kN、173kN、177kN、188kN、

184kN,洛杉磯磨耗值為33,試確定該石灰石的技術(shù)等級(jí)。

根據(jù)已知，石灰石飽水強(qiáng)度為

178+181+173+177+188+184i(rxrc；i/八、々士/工nEME+XM

-------------------------x1000/(5C0x50)=72MPa,洛杉磯磨耗值為33,

6

查表1-3可得該石灰石為三級(jí)巖石。

模塊3水泥混凝土和建筑砂漿

思考與練習(xí)

1.普通混凝土的主要組成材料有哪些？各起什么作用？

水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)很大程度上是由組成材料的性質(zhì)及其相

對(duì)含量決定的。水泥混凝土的組成材料主要包括水泥、砂、石、水和

外加劑，有時(shí)還加入摻合料。

2.配制混凝土應(yīng)考慮哪些基本要求？

普通水泥混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)包括新拌混凝土的工作性、硬化

后混凝土的力學(xué)性質(zhì)'混凝土的耐久性等。

3.什么是級(jí)配？級(jí)配良好的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

級(jí)配指骨料中各組成顆粒的分級(jí)和搭配。一個(gè)良好的級(jí)配要求空

隙率最小，總表面積也不大。前者的目的是要使骨料本身最為緊密；

后者的目的是要使用料最為節(jié)約。所以要正確選用各級(jí)尺寸的粗骨料

并控制含量，以達(dá)到上述兩個(gè)目的。

4.工程中對(duì)混凝土的組成材料有哪些要求？

配制水泥混凝土一般可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣

硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥,必要時(shí)也可

選擇特種水泥。

水泥混凝土用砂按技術(shù)要求分為I類、II類'III類。I類砂宜用

于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；II類砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)為C30-C60

的混凝土；川類砂宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和建筑砂漿。其

技術(shù)要求主要包括：粗細(xì)程度及顆粒級(jí)配，含泥量、泥塊含量及石粉

含量,有害物質(zhì)含量及堅(jiān)固性等。

水泥混凝土卵石和碎石按技術(shù)要求分為I,II,III類。I類宜用于

強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土；II類宜用于強(qiáng)度等級(jí)C30-C60及抗凍、

抗?jié)B或有其他要求的混凝土；川類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝

±o其技術(shù)要求主要包括：最大粒徑及顆粒級(jí)配，含泥量和泥塊含量,

針、片狀顆粒含量，有害物質(zhì)含量，堅(jiān)固性，強(qiáng)度等。

混凝土拌和用水按水源的不同分為飲用水、地表水'地下水'再

生水、混凝土企業(yè)設(shè)備洗刷水和海水等。拌制混凝土宜采用飲用水。

5.什么是混凝土的和易性？它包括哪幾個(gè)方面含義？

水泥混凝土在尚未凝結(jié)硬化以前，稱為新拌混凝土或混凝土拌合

物。新拌混凝土易于各工序施工操作(攪拌、運(yùn)輸'澆灌'搗實(shí)等)

并能獲得質(zhì)量均勻、成形密實(shí)的性能稱為工作性，又稱作和易性。和

易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，它與施工工藝密切相關(guān)，通常包括流動(dòng)

性、黏聚性和保水性三方面的含義。

6.影響混凝土拌合物和易性的因素有哪些？

(1)水泥漿用量與稠度的影響?；炷涟韬衔镌谧灾鼗蛲饨缯?/p>

動(dòng)動(dòng)力的作用下要產(chǎn)生流動(dòng),必須克服其內(nèi)在的阻力。拌合物內(nèi)在阻

力主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是骨料間的摩擦力，二是水泥漿的黏聚力。

骨料間摩擦力的大小主要取決于骨料顆粒表面水泥漿層的厚度，即水

泥漿的數(shù)量；水泥漿的黏聚力大小主要取決于漿的干稀程度，亦即水

泥漿的稠度。

混凝土拌合物在保持水膠比不變的情況下，水泥漿用量越多，包

裹在骨料顆粒表面的漿層就越厚，潤(rùn)滑作用就越好,較多的水泥漿使

骨料間摩擦力減小,混凝土拌合物便易于流動(dòng),于是流動(dòng)性增大,反之

則減小。但若水泥漿量過(guò)多,骨料用量必然減少,就會(huì)出現(xiàn)流漿及泌水

現(xiàn)象,而且會(huì)多消耗水泥。若水泥漿量過(guò)少,不能填滿骨料間的空隙或

不夠包裹所有骨料表面時(shí),則拌合物會(huì)產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象,黏聚性變差。由

此可知，混凝土拌合物的水泥漿用量不能過(guò)少，但也不能過(guò)多，應(yīng)以滿

足拌合物流動(dòng)性要求為度。

在保持混凝土水泥用量不變的情況下,減少拌和用水量，水泥漿

變稠,水泥漿的黏聚力增大，使黏聚性和保水性良好,而流動(dòng)性變?。?/p>

增加用水量,情況則相反。當(dāng)混凝土加水過(guò)少時(shí),即水膠比過(guò)低,不僅

流動(dòng)性太小，黏聚性也因混凝土發(fā)澀而變差,在一定施工條件下難以

成形密實(shí)。但若加水過(guò)多，則水膠比過(guò)大,水泥漿過(guò)稀,這時(shí)拌合物流

動(dòng)性雖大，但會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的分層離析和泌水現(xiàn)象，并且嚴(yán)重影響混凝

土的強(qiáng)度和耐久性。因此,絕不可以單純以加水的方法來(lái)增加流動(dòng)性,

而應(yīng)采取在保持水膠比不變的條件下，以增加水泥漿量的辦法來(lái)調(diào)整

拌合物的流動(dòng)性。

可以明確,無(wú)論是水泥數(shù)量的影響,還是水泥稠度的影響，實(shí)際都

是水的影響。因此,影響混凝土拌合物和易性的決定性因素是其拌和

用水量。

(2)砂率的影響。砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量

的百分比。

砂率表示混凝土中砂與石子二者的組合關(guān)系。砂率的變動(dòng)會(huì)使骨

料的總表面積與空隙率發(fā)生很大的變化，因此對(duì)混凝土拌合物的和易

性有顯著的影響。當(dāng)砂率過(guò)大時(shí),骨料的總表面積和空隙率均增大，

在混凝土中水泥漿量一定的情況下，骨料顆粒表面包裹的水泥漿厚度

將相對(duì)減薄,拌合物就顯得干稠,流動(dòng)性就變小。如果保持流動(dòng)性不變,

則需增加水泥漿，就要多耗水泥。反之,若砂率過(guò)小，拌合物中顯得石

子多而砂過(guò)少，形成的砂漿量不足以包裹石子表面，并不能填滿石子

間空隙,在石子間沒有足夠的砂漿潤(rùn)滑層時(shí),不但會(huì)降低混凝土拌合

物的流動(dòng)性,而且會(huì)嚴(yán)重影響其黏聚性和保水性，使混凝土產(chǎn)生骨料

離析、水泥漿流失,甚至出現(xiàn)崩散現(xiàn)象。

由上可知，在配制混凝土?xí)r,砂率不能過(guò)大，也不能太小，應(yīng)該選

用合理的砂率值。所謂合理的砂率值是指在用水量及水泥用量一定的

情況下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動(dòng)性，且能保持黏聚性及保

水性能良好的砂率值。

(3)組成材料性質(zhì)的影響。

①水泥品種的影響。在水泥用量和用水量一定的情況下,采用礦

渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥拌制的混凝土拌合物，其流動(dòng)性

比用普通硅酸鹽水泥時(shí)小。這是因?yàn)榍罢咚嗟拿芏容^小，所以在相

同水泥用量時(shí),它們的絕對(duì)體積較大，因此在相同用水量情況下，混凝

土就顯得較稠，若要二者達(dá)到相同的坍落度,前者每立方米混凝土的

用水量必須增加一些。另外,礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土拌合物泌

水性較大。

②骨料性質(zhì)的影響。骨料性質(zhì)指混凝土所用骨料的品種'級(jí)配'

顆粒粗細(xì)及表面形狀等。在混凝土骨料用量一定的情況下,采用卵石

和河砂拌制的混凝土拌合物,其流動(dòng)性比碎石和山砂拌制的好；用級(jí)

配好的骨料拌制的混凝土拌合物和易性好；用細(xì)砂拌制的混凝土拌合

物的流動(dòng)性較差，但黏聚性和保水性好。

③外加劑的影響?；炷涟韬衔飺饺霚p水劑或引氣劑時(shí),流動(dòng)性

明顯提高，引氣劑還可以有效地改善混凝土拌合物的黏聚性和保水

性。二者還分別對(duì)硬化混凝土的強(qiáng)度與耐久性起著十分有利的作用。

(4)拌合物存放時(shí)間及環(huán)境溫度的影響。攪拌拌制的混凝土拌

合物，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)變得越來(lái)越干稠,坍落度將逐漸減小。這是由

于拌合物中的一部分水分逐漸被骨料吸收，另一部分被蒸發(fā)，以及水

泥的水化與凝聚結(jié)構(gòu)的逐漸形成等作用所致。

混凝土拌合物的和易性還受溫度的影響，隨著環(huán)境溫度的升高,

混凝土的坍落度損失加快。因?yàn)楦邷貢?huì)使水分蒸發(fā)和水泥的化學(xué)反應(yīng)

進(jìn)行得更快。

7.提高混凝土強(qiáng)度的措施有哪些？

①采用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥。提高水泥的強(qiáng)度等級(jí)可有效提高混凝

土的強(qiáng)度，但由于水泥強(qiáng)度等級(jí)的增加受到原料、生產(chǎn)工藝的制約，

故單純靠提高水泥強(qiáng)度來(lái)達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度的目的,往往是不現(xiàn)實(shí)

的，也是不經(jīng)濟(jì)的。

②降低水膠比。這是提高混凝土強(qiáng)度的有效措施。降低混凝土拌

合物的水膠比，可降低硬化混凝土的孔隙率，明顯增加水泥與骨料間

的黏結(jié)力，使強(qiáng)度提高。但降低水膠比,會(huì)使混凝土拌合物的工作性下

降。因此必須有相應(yīng)的技術(shù)措施配合，如采用機(jī)械強(qiáng)力振搗、摻加提

高工作性的外加劑等。

③濕熱養(yǎng)護(hù)。除采用蒸汽養(yǎng)護(hù)'蒸壓養(yǎng)護(hù)'冬季骨料預(yù)熱等技術(shù)

措施外，還可利用蓄存水泥本身的水化熱來(lái)提高強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度。

④齡期調(diào)整。如前所述,混凝土隨著齡期的延續(xù),強(qiáng)度會(huì)持續(xù)上

升。實(shí)踐證明,混凝土的齡期在3~6個(gè)月時(shí),強(qiáng)度較28d會(huì)提高25%~

50%o工程某些部位的混凝土如在6個(gè)月后才能滿載使用，則該部位的

強(qiáng)度等級(jí)可適當(dāng)降低，從而節(jié)約水泥。但具體應(yīng)用時(shí),應(yīng)得到設(shè)計(jì)、管

理單位的批準(zhǔn)。

⑤改進(jìn)施工工藝。如采用機(jī)械攪拌和強(qiáng)力振搗,都可使混凝土拌

合物在低水膠比的情況下更加均勻、密實(shí)地澆筑,從而獲得更高的強(qiáng)

度。近年來(lái)，國(guó)外研制的高速攪拌法'二次投料攪拌法及高頻振搗法

等新的施工工藝在國(guó)內(nèi)的工程中應(yīng)用，都取得了較好的效果。

⑥摻加外加劑。摻加外加劑是提高混凝土強(qiáng)度的有效方法之一,

減水劑和早強(qiáng)劑都對(duì)混凝土的強(qiáng)度發(fā)展起到明顯的作用。

8.混凝土耐久性的含義是什么？提高耐久性的措施有哪些？

混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的使用性能和外觀

完整性,從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。

混凝土耐久性內(nèi)容是綜合性的，使得混凝土耐久性的改善和提高

必須根據(jù)混凝土所處環(huán)境'條件及對(duì)耐久性的要求有所側(cè)重,有的放

矢。但提高混凝土密實(shí)度是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此可采取下列措施。

(1)合理選擇水泥品種。

(2)選用質(zhì)量良好，技術(shù)條件合格的砂石骨料。

(3)控制水膠比及保證足夠的水泥用量是保證混凝土密實(shí)度的

重要措施,是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。

(4)摻入減水劑或引氣劑,改善混凝土的孔結(jié)構(gòu),對(duì)提高混凝土

的抗?jié)B性和抗凍性有良好作用。

(5)改善施工操作，保證施工質(zhì)量。

9.我國(guó)現(xiàn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)方法、內(nèi)容及步驟是什么？

混凝土配合比常用的表示方法有兩種,一種是以1m3混凝土中各

項(xiàng)材料的質(zhì)量表示，混凝土中的水泥'水'粗骨料'細(xì)骨料和礦物摻

合料的實(shí)際用量按順序表達(dá)，如水泥300kg、水182kg、砂680kg、

石子1310kg、礦物摻合料20kg,稱為單位用量表示法；另一種表

示方法是以膠凝材料質(zhì)量、細(xì)骨料、粗骨料之間的相對(duì)質(zhì)量比及水膠

比表達(dá),如前例可表示為1：2.27：4.37,W/C=0.61,稱為相對(duì)用量表

示法。我國(guó)目前常采用的是相對(duì)用量表示法。

混凝土的配合比設(shè)計(jì)是一個(gè)計(jì)算'試配、調(diào)整的復(fù)雜過(guò)程，大致

可分為初步計(jì)算配合比'基準(zhǔn)配合比、試驗(yàn)室配合比'施工配合比設(shè)

計(jì)四個(gè)設(shè)計(jì)階段。

(1)首先按照已選擇的原材料性能及對(duì)混凝土的技術(shù)要求進(jìn)行

初步計(jì)算,得出“初步計(jì)算配合比”。

(2)基準(zhǔn)配合比是在初步計(jì)算配合比的基礎(chǔ)上，通過(guò)試配'檢測(cè)、

進(jìn)行工作性的調(diào)整'修正得到。

(3)試驗(yàn)室配合比是通過(guò)對(duì)水膠比的微量調(diào)整,在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度

的前提下,進(jìn)一步調(diào)整配合比以確定水泥用量最小的方案。

(4)施工配合比考慮砂'石的實(shí)際含水率對(duì)配合比的影響，對(duì)配

合比做最后的修正，是實(shí)際應(yīng)用的配合比。配合比設(shè)計(jì)的過(guò)程是逐一

滿足混凝土的強(qiáng)度、工作性、耐久性、節(jié)約水泥等要求的過(guò)程。

10.砌筑砂漿與抹面砂漿有何不同？

用于磚'石、砌塊等砌體砌筑的砂漿，稱為砌筑砂漿。

凡涂抹在基底材料的表面，兼有保護(hù)基層和增加美觀作用的砂漿,

可統(tǒng)稱為抹面砂漿。

11.混凝土與砂漿的不同點(diǎn)有哪些？

水泥混凝土的組成材料主要包括水泥'砂、石'水和外加劑，有

時(shí)還加入摻合料。

建筑砂漿建筑砂漿是將砌筑塊體材料(磚'石'砌塊)黏結(jié)為整體

的材料，是由無(wú)機(jī)膠凝材料'細(xì)骨料和水(有時(shí)也摻入外加劑和某些

摻合料)組成。

模塊4穩(wěn)定土材料

思考與練習(xí)

1.什么是穩(wěn)定土?穩(wěn)定土具有什么特點(diǎn)？

所謂穩(wěn)定土,是指用水泥'石灰'粉煤灰等結(jié)合料與土混合得到

的混合料的總稱。這種混合料經(jīng)壓實(shí)與養(yǎng)護(hù)后,具有穩(wěn)定性好'抗壓

強(qiáng)度高'抗凍性強(qiáng)'板體性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但是這種混合料耐磨性差，具

有較大的變形能力，剛度介于柔性材料和剛性材料之間，故常將這類

材料稱為半剛性材料,并廣泛用于路面結(jié)構(gòu)的基層或底基層，以此修

筑的基層（底基層）也稱半剛性基層（底基層）。

2.對(duì)組成穩(wěn)定土的材料有什么要求？

1.±

土的礦物成分對(duì)穩(wěn)定土的性質(zhì)有著重要影響。試驗(yàn)證明，除有機(jī)

質(zhì)或硫酸鹽含量高的土以外，各類砂礫土、砂土、粉土和黏土都可以

用作無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料。一般規(guī)定用于穩(wěn)定土的土的液限不大于40.

塑性指數(shù)不大于20。級(jí)配良好的土用作穩(wěn)定土?xí)r,既可以節(jié)約無(wú)機(jī)結(jié)

合料的用量,又可以取得滿意的效果。重黏土中黏土顆粒含量多，不易

粉碎'拌和,用石灰穩(wěn)定時(shí)，容易使路面造成縮裂。用水泥穩(wěn)定重黏土

時(shí)，同樣因不易粉碎'拌和,會(huì)造成水泥用量過(guò)高，經(jīng)濟(jì)性差。粉質(zhì)黏

土的穩(wěn)定效果最佳。

2.無(wú)機(jī)結(jié)合料

1）水泥

各類水泥都可以用于穩(wěn)定土的結(jié)合料，水泥的礦物成分和分散度

對(duì)其穩(wěn)定效果有明顯影響。對(duì)同一種土,硅酸鹽水泥比鋁酸鹽水泥穩(wěn)

定效果好。在水泥礦物成分相同、硬化條件相似的情況下，其強(qiáng)度隨

水泥比表面積和活性的增大而提高。穩(wěn)定土的強(qiáng)度還與水泥用量有關(guān),

一般來(lái)說(shuō),水泥劑量越大,穩(wěn)定土的強(qiáng)度越高。但過(guò)多的水泥用量，雖

獲得了較高的強(qiáng)度，但在經(jīng)濟(jì)上不一定合理,在效果上也不明顯,而且

容易開裂。所以水泥用量不存在最佳水泥用量,而存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)用量。

通常在保證土的性質(zhì)能起根本變化，且能保證穩(wěn)定土達(dá)到所規(guī)定的強(qiáng)

度和穩(wěn)定性的前提下，取盡可能低的水泥用量。

2）石灰

石灰劑量對(duì)穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響顯著,石灰劑量較低（小于4%）時(shí)，

石灰主要起穩(wěn)定作用，土的塑性'膨脹性'吸水量減小，使土的密實(shí)度'

強(qiáng)度得到改善。隨著劑量的增加，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均提高，但劑量超過(guò)一

定范圍時(shí),強(qiáng)度反而降低。石灰的最佳劑量,對(duì)黏性土和粉性土為干土

重的8%?16%,對(duì)砂性土為干土重的10%?18%。劑量的確定需根據(jù)結(jié)

構(gòu)層技術(shù)要求進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)。

3）工業(yè)廢渣

（1）粉煤灰。粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的廢渣，屬于硅質(zhì)或硅鋁

質(zhì)材料,本身不具有或有很小的黏結(jié)性，但它以分散狀態(tài)與消石灰（水

泥）和水混合,可以發(fā)生反應(yīng)形成具有黏結(jié)性的化合物。石灰、粉煤

灰可用來(lái)穩(wěn)定各種粒料和土,又稱二灰穩(wěn)定土,簡(jiǎn)稱二灰土。

粉煤灰中Si02、Al203和Fe203的總含量應(yīng)大于70%,燒失量不

應(yīng)超過(guò)20%；其比表面積宜大于2500cm2/go干'濕粉煤灰都可以

使用，濕粉煤灰的含水量不宜超過(guò)35%O使用時(shí),應(yīng)將凝固的粉煤灰塊

打碎或過(guò)篩,同時(shí)清除有害雜質(zhì)。

(2)煤渣。煤渣是煤經(jīng)鍋爐燃燒后的殘?jiān)饕煞质荢i02和

AI203,它的松干密度在700~1100kg/m3o用于粉煤灰的煤渣最大

粒徑不應(yīng)大于30mm,顆粒組成宜有一定級(jí)配,且不宜含雜質(zhì)。

3.水

水是穩(wěn)定土的一個(gè)重要組成部分,一般飲用水均滿足要求,其技

術(shù)指標(biāo)符合水泥混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)。水可以滿足穩(wěn)定土形成強(qiáng)度的需要,

同時(shí)使穩(wěn)定土在壓實(shí)時(shí)具有一定的塑性，以達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。水還

可以使穩(wěn)定土在養(yǎng)生時(shí)具有一定的濕度。穩(wěn)定土的最佳含水量可用標(biāo)

準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定。

3.穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有哪些？

水泥穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)包括強(qiáng)度'密度'力學(xué)特性'水穩(wěn)定性和

抗凍穩(wěn)定性等,石灰穩(wěn)定土、石灰粉煤灰穩(wěn)定土及其他無(wú)機(jī)穩(wěn)定類材

料的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可依照水泥穩(wěn)定土執(zhí)行。

4.水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土和石灰粉煤灰穩(wěn)定土都有哪些應(yīng)

用？

水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度高,其穩(wěn)定性好'抗沖刷性能好'整體性好'承

載力高。水泥穩(wěn)定土既可以在公路上就地拌和，又可以集中廠拌,便于

施工。在缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū),采用水泥穩(wěn)定土做路面的基層或底基

層，比較經(jīng)濟(jì)。

石灰穩(wěn)定土具有良好的力學(xué)性能，初期強(qiáng)度和水穩(wěn)定性較低,后

期強(qiáng)度和水穩(wěn)定性較高。實(shí)踐證明，強(qiáng)度形成較好的石灰穩(wěn)定土具有

較高的抗壓強(qiáng)度(最高能達(dá)到4~5MPa)和一定抗拉強(qiáng)度'抗彎強(qiáng)

度和抗凍性,且板體性'穩(wěn)定性較好,具有很大的剛性和荷載分布能力,

但干縮和溫縮較大。因此,石灰穩(wěn)定土適用于各級(jí)公路路面的底基層，

可作二級(jí)和二級(jí)以下的公路的基層，但石灰土不應(yīng)用作高級(jí)路面的基

層。在冰凍地區(qū)的潮濕路段以及其他地區(qū)有過(guò)分潮濕路段，不宜用石

灰土作為基層。如必須用石灰土作為基層,應(yīng)采取隔水措施,防止水分

浸入石灰土層。

,在北方具備條件的地方，已廣泛地采用二灰土作為道路底基層

或基層,并收到了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

5.穩(wěn)定土的組成設(shè)計(jì)有哪些步驟？

(1)選定不同的石灰或水泥劑量,制備同一種土樣的混合料試件

若干。

(2)確定各種混合料的最佳含水量和最大干(壓實(shí))密度，至少

應(yīng)做三個(gè)不同劑量混合料的擊實(shí)試驗(yàn),即最小劑量、中間劑量和最大

劑量。其他劑量混合料的最佳含水量和最大干密度用內(nèi)插法確定。

(3)按規(guī)定壓實(shí)度分別計(jì)算不同石灰或水泥劑量的試件應(yīng)有的

干密度。

(4)按最佳含水量和計(jì)算得到的干密度制備試件。

(5)試件在規(guī)定溫度下保溫養(yǎng)生6d,浸水24h后，按《公路工

程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE51-2009)進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓

強(qiáng)度試驗(yàn),并計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果的平均值和偏差系數(shù)。

(6)選定石灰或水泥的劑量。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，選定合

適的石灰或水泥劑量。

(7)工地實(shí)際采用水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多0.5%~

1.0%o采用集中廠拌法施工時(shí),可增加0.5%；采用路拌法施工時(shí)，宜

增加1.0%o

(8)水泥的最小劑量應(yīng)符合表46的規(guī)定。表46水泥的

最小劑量

土類拌和方法路拌法集中廠拌法中粒土和粗粒土/%43細(xì)粒土

/%54

(9)綜合穩(wěn)定土和其他無(wú)機(jī)穩(wěn)定類材料的組成設(shè)計(jì)與上述步驟

相同。

模塊5瀝青材料

思考與練習(xí)

1.請(qǐng)說(shuō)明石油瀝青的主要組分與其技術(shù)性質(zhì)之間的關(guān)系。

D油分

油分是石油瀝青中最輕的組分,密度為0.7?1.0g/cm3,常溫下

為淡黃色液體，能溶于有機(jī)溶劑（如丙酮、苯、三氯甲烷等），但不溶

于酒精。油分在石油瀝青中的含量為40%?60%,它賦予石油瀝青流動(dòng)

性。

2）瀝青脂膠（樹脂）

瀝青脂膠為黃色至黑褐色黏稠狀物質(zhì)（半固體），分子量比油分

大（600-1000），密度為1.0?1.1g/cm30瀝青脂膠中絕大部分屬

于中性樹脂，它賦予瀝青以良好的黏結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性。中性樹

脂含量增加,石油瀝青的延度和黏結(jié)力等品質(zhì)越好。

3）地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）

地瀝青質(zhì)為深褐色至黑色固態(tài)無(wú)定形物質(zhì)（固體粉末），分子量

比樹脂更大（1000以上），密度大于1.0g/cm3。地瀝青質(zhì)是決定石

油瀝青溫度敏感性和黏性的重要組成部分,其含量越多，則軟化點(diǎn)越

高，黏性越大,即越硬脆。

另外,石油瀝青中還含2%?3%的瀝青碳和似碳物,為無(wú)定形的黑

色固體粉末,是在高溫裂化、過(guò)度加熱或深度氧化過(guò)程中脫氫而生成

的，是石油瀝青中分子量最大的。瀝青碳和似碳物降低石油瀝青的黏

結(jié)力。石油瀝青中還含有蠟,存在于石油瀝青的油分中，它會(huì)降低石油

瀝青的黏結(jié)性和塑性，同時(shí)對(duì)溫度特別敏感（溫度穩(wěn)定性差），所以蠟

是石油瀝青的有害成分。

2.按流變學(xué)觀點(diǎn)，石油瀝青可劃分為哪幾種膠體結(jié)構(gòu)？如何劃

分？各種膠體結(jié)構(gòu)的石油瀝青有什么特點(diǎn)？

石油瀝青的結(jié)構(gòu)膠體理論認(rèn)為，油分、樹脂和地瀝青質(zhì)是石油瀝

青的三大主要組分。油分和樹脂可以互相溶解,樹脂能浸潤(rùn)地瀝青質(zhì),

而在地瀝青質(zhì)的超細(xì)顆粒表面形成樹脂膜。所以,石油瀝青的結(jié)構(gòu)是

以地瀝青質(zhì)為核心,周圍吸附部分樹脂和油分,形成膠團(tuán)，無(wú)數(shù)膠團(tuán)分

散在油分中形成膠體結(jié)構(gòu)。在這個(gè)分散體系中，分散相為吸附部分樹

脂的地瀝青質(zhì)，分散介質(zhì)為溶有樹脂的油分。在瀝青膠體中，從地瀝青

質(zhì)到油分是均勻逐步遞變的,并無(wú)明顯界面。根據(jù)石油瀝青中各組分

的相對(duì)含量,其膠體結(jié)構(gòu)可分為三種類型,即溶膠型結(jié)構(gòu)、凝膠型結(jié)構(gòu)

和溶凝膠型結(jié)構(gòu)。

1）溶膠型結(jié)構(gòu)

當(dāng)油分和樹脂較多時(shí),膠團(tuán)外膜較厚,膠團(tuán)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)較自由，

這種膠體結(jié)構(gòu)的石油瀝青,稱為溶膠型石油瀝青。溶膠型石油瀝青的

特點(diǎn)是流動(dòng)性和塑性較好,開裂后自行愈合能力較強(qiáng),而對(duì)溫度的敏

感性強(qiáng),即對(duì)溫度的穩(wěn)定性較差,溫度過(guò)高會(huì)流淌。

2）凝膠型結(jié)構(gòu)

當(dāng)油分和樹脂含量較少時(shí),膠團(tuán)外膜較薄，膠團(tuán)靠近聚集,相互吸

引力增大,膠團(tuán)間相互移動(dòng)比較困難,這種膠體結(jié)構(gòu)的石油瀝青稱為

凝膠型石油瀝青。凝膠型石油瀝青的特點(diǎn)是彈性和黏性較高,溫度敏

感性較小,開裂后自行愈合能力較差,流動(dòng)性和塑性較低。在工程性能

上,雖具有較好的溫度穩(wěn)定性，但低溫變形能力較差。

3）溶凝膠型結(jié)構(gòu)

當(dāng)?shù)貫r青質(zhì)不如凝膠型石油瀝青中的油分和樹脂含量多時(shí),而膠

團(tuán)間靠得又較近,相互間有一定的吸引力，形成一種介于溶膠型和凝

膠型兩者之間的結(jié)構(gòu)，稱為溶凝膠型結(jié)構(gòu)。溶凝膠型結(jié)構(gòu)石油瀝

青的性質(zhì)也介于溶膠型和凝膠型二者之間。這類瀝青在高溫時(shí)具有較

低的感溫性，低溫石油具有較好的變形能力。大多數(shù)優(yōu)質(zhì)的石油瀝青

都屬于這種結(jié)構(gòu)類型。

3.石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)有哪些？

1.物理特征常數(shù)

瀝青材料的下列物理特性常數(shù)對(duì)現(xiàn)代瀝青路面的質(zhì)量極為重要。

2.黏滯性

黏滯性是反映瀝青材料在外力作用下，其材料內(nèi)部阻礙產(chǎn)生相對(duì)

流動(dòng)的能力，是瀝青性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

3.塑性

塑性是指石油瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞的能力，是瀝

青性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

4.溫度穩(wěn)定性

溫度穩(wěn)定性是指石油瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的

性能。

5.加熱穩(wěn)定性

瀝青加熱穩(wěn)定性是指瀝青在過(guò)熱或過(guò)長(zhǎng)時(shí)間加熱過(guò)程中，會(huì)發(fā)生

輕質(zhì)微分揮發(fā)'氧化、裂化、聚合等物理化學(xué)變化，使瀝青的化學(xué)組

成及性質(zhì)相應(yīng)發(fā)生變化（熱致老化）。

6.安全性

瀝青的安全性是指瀝青在施工過(guò)程中具有的防火性能。

7.溶解度

溶解度是指石油瀝青在三氯乙烯中的溶解百分率,用以表示瀝青

中有效物質(zhì)的含量,即純凈程度。

8.含水量

如果瀝青中含有水分且施工中揮發(fā)太慢，即會(huì)影響施工速度，所

以要求瀝青中含水量不宜過(guò)多。

9.老化

石油瀝青中各組分是不穩(wěn)定的。在陽(yáng)光、熱'氧氣'水等外界因

素作用下,密度小的組分會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為密度大的組分,油分'樹脂的含

量會(huì)逐漸減少，地瀝青質(zhì)的含量逐漸增多,這一過(guò)程稱為瀝青的老化。

瀝青老化后流動(dòng)性、塑性降低,脆性增加，易發(fā)生脆裂甚至松散，使瀝

青失去防水、防腐作用。

4.瀝青“三大指標(biāo)”有哪些？“三大指標(biāo)”與瀝青性質(zhì)之間有

何關(guān)系？

1）針入度

我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20

—2011）規(guī)定,針入度是指在溫度為15°C、25℃或30℃的條件下,

以質(zhì)量（100±0.05）g的標(biāo)準(zhǔn)針，經(jīng)5s沉入瀝青中的深度（0.1mm

稱1°）來(lái)表示。如某瀝青在上述條件下,25°C時(shí)測(cè)得針入度為65

（0.1mm）,可表示為P（25℃,100g,5s）=65（0.1mm）。針入度

值大,說(shuō)明瀝青流動(dòng)性大,黏滯性差。

2）標(biāo)準(zhǔn)黏度

我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20

—2011）規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)黏度是指液體瀝青在一定溫度（20°C、25°C、

30℃或60°C）條件下，經(jīng)規(guī)定直徑（3±0.025）mm、（4±0.025）mm、

（5±0.025）mm或（10±0.025）mm）的孔，漏下50mL所需的秒數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)黏度常以符號(hào)Ct,d表示,其中d為孔徑（mm）,t為試驗(yàn)時(shí)瀝青

的溫度（°C）。Ct,d代表在規(guī)定的d和t條件下所測(cè)得的黏度值。在

相同溫度和相同流孔條件下,流出時(shí)間越長(zhǎng),表示瀝青黏度越大。

3）軟化點(diǎn)

軟化點(diǎn)是石油瀝青材料由固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢鲃?dòng)性的膏

體時(shí)的溫度。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》

（JTGE20—2011）規(guī)定,軟化點(diǎn)可通過(guò)“環(huán)球法”試驗(yàn)測(cè)定。將瀝青

試樣裝入規(guī)定尺寸的試驗(yàn)環(huán)中，上置規(guī)定尺寸和質(zhì)量的鋼球,再將置

球的試驗(yàn)環(huán)放在有水或甘油的燒杯中，以5℃/min的速率加熱至瀝

青軟化下垂至規(guī)定距離時(shí)的溫度（°C）,即為瀝青軟化點(diǎn)。

5.石油瀝青與煤瀝青有何性質(zhì)上的差異？

煤瀝青與石油瀝青相比，由于兩者組分不同，所以性質(zhì)上存在某

些差異,主要有以下幾點(diǎn)。

(1)溫度穩(wěn)定性低。煤瀝青中可溶性樹脂含量較多，受熱易軟化

溶于油分中，所以加熱溫度和時(shí)間都要嚴(yán)格控制,不宜反復(fù)加熱。

(2)大氣穩(wěn)定性差。煤瀝青中不飽和碳?xì)浠衔锖枯^多，易老

化變質(zhì)。

(3)密度較大。煤瀝青密度一般大于石油瀝青。

(4)與礦料黏附性好。煤瀝青中含有較多的表面活性物質(zhì)，能與

礦料很好黏附,可提高黏結(jié)強(qiáng)度。

(5)塑性較差。煤瀝青中含有較多的游離碳，受力易變形開裂,

尤其是在低溫條件下易變得脆硬。

(6)有毒、有臭味'防腐能力強(qiáng)。煤瀝青中含有蔡、蕙、酚等

易揮發(fā)的有毒成分，使用時(shí)對(duì)人體有害，但是用于木材等材料的防腐

效果較好。

6.什么是乳化瀝青？其優(yōu)點(diǎn)有哪些？

乳化瀝青是將通常高溫使用的道路瀝青經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌和化學(xué)穩(wěn)

定的方法(乳化)，擴(kuò)散到水中而液化成常溫下黏度很低'流動(dòng)性很

好的一種道路建筑材料。

乳化瀝青的特點(diǎn)

(1)乳化瀝青可以冷態(tài)施工，并且節(jié)能'降耗'安全、環(huán)保，較

少受到氣候條件制約。

(2)原料品種來(lái)源豐富、選擇范圍廣、成本較低，對(duì)工藝、設(shè)備

的要求一般,易于生產(chǎn)。

（3）乳化瀝青應(yīng)用范圍廣，幾乎涉及道路的新建和維護(hù)'養(yǎng)護(hù)施

工中各種路面結(jié)構(gòu)。

（4）便于控制施工質(zhì)量,乳化瀝青具有很好的貫入滲透能力和黏

附能力，能有效地提高道路質(zhì)量。

（5）避免了多次重復(fù)加熱，降低了瀝青質(zhì)量的損失。

7.煤瀝青的技術(shù)指標(biāo)都有哪些？

煤瀝青的技術(shù)指標(biāo)

1）黏度

黏度表示煤瀝青的黏結(jié)性，取決于液相組分和固相組分的比例。

黏度是確定煤瀝青標(biāo)號(hào)的主要指標(biāo)，用標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)測(cè)定，常用的溫度

和流孔有C30,5,C30,10,C50,10,C60,10四種。

2）蒸播試驗(yàn)

根據(jù)煤瀝青化學(xué)組成特性，將其物理化學(xué)性質(zhì)較接近的化合物分

為170°C以前的輕油'270°C以前的中油、300°C以前的重油三個(gè)

儲(chǔ)程。其中300匕以后的微分是煤瀝青中最有價(jià)值的油質(zhì)部分，應(yīng)測(cè)

其軟化點(diǎn)以表示其性質(zhì)。

3）含水量

煤瀝青中含有水分,在施工加熱時(shí)易產(chǎn)生氣泡或爆沸現(xiàn)象，不易

控制。同時(shí)，煤瀝青作為路面結(jié)合料,如果含有水分會(huì)影響煤瀝青與骨

料的黏附，降低路面強(qiáng)度，因此必須限制煤瀝青中含水量。

4）甲苯不溶物含量

不溶于熱甲苯的物質(zhì)主要是游離碳和含有氧、氮'硫等結(jié)構(gòu)復(fù)雜

的大分子有機(jī)物及少量灰分,這些物質(zhì)含量過(guò)多會(huì)降低煤瀝青的黏結(jié)

性,因此必須加以限制。

5)蔡含量

蔡在低溫時(shí)易結(jié)晶析出，使煤瀝青失去塑性，導(dǎo)致路面冬季易產(chǎn)

生開裂。在常溫下，蔡易揮發(fā)、升華，加速煤瀝青老化,且揮發(fā)出對(duì)人

有毒害的氣體,因此必須限制煤瀝青中的蔡含量。

6)酚含量

酚能溶解于水，易導(dǎo)致路面強(qiáng)度降低。同時(shí)酚有毒，對(duì)環(huán)境'人類

有害，因此必須限制煤瀝青中的酚含量。

8.改性瀝青有何應(yīng)用？

聚合物改性瀝青的選用

(1)改性瀝青可單獨(dú)或復(fù)合采用高分子聚合物'天然瀝青及其

他改性材料制作。

(2)各類聚合物改性瀝青的質(zhì)量應(yīng)符合表512的技術(shù)要求,

其中PI值可作為選擇性指標(biāo)。當(dāng)使用表512以外的聚合物及復(fù)合

改性瀝青時(shí),可通過(guò)試驗(yàn)研究制定相應(yīng)的技術(shù)要求。

(3)制造改性瀝青的基質(zhì)瀝青應(yīng)與改性劑有良好的配伍性,其質(zhì)

量宜符合表53中A級(jí)或B級(jí)道路石油瀝青的技術(shù)要求。供應(yīng)商在

提供改性瀝青的質(zhì)量報(bào)告時(shí)應(yīng)提供基質(zhì)瀝青的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告或?yàn)r青

樣品。

(4)天然瀝青可以單獨(dú)與石油瀝青混合使用或與其他改性瀝青

混溶后使用。天然瀝青的質(zhì)量要求宜根據(jù)其品種參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和成功

的經(jīng)驗(yàn)執(zhí)行。

(5)用作改性劑的SBR膠乳中的固體物含量不宜少于45%,使用

中嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間暴曬或遭冰凍。

(6)改性瀝青的劑量以改性劑占改性瀝青總量的百分?jǐn)?shù)計(jì)算,

膠乳改性瀝青的劑量應(yīng)以扣除水以后的固體物含量計(jì)算。

(7)改性瀝青宜在固定式工廠或在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)廠集中制作,也可在拌

和廠現(xiàn)場(chǎng)邊制造邊使用，改性瀝青的加工溫度不宜超過(guò)180°C。膠乳

類改性劑和制成顆粒的改性劑可直接投入拌和缸中生產(chǎn)改性瀝青混

合料。

(8)用溶劑法生產(chǎn)改性瀝青母體時(shí),揮發(fā)性溶劑回收后的殘留量

不得超過(guò)5%0

(9)現(xiàn)場(chǎng)制造的改性瀝青宜隨配隨用，需做短時(shí)間保存,或運(yùn)送

到附近的工地時(shí)，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。

改性瀝青制作設(shè)備必須設(shè)有隨機(jī)采集樣品的取樣口，采集的試樣宜立

即在現(xiàn)場(chǎng)灌模。

(10)工廠制作的成品改性瀝青到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后存儲(chǔ)在改性瀝青

罐中，改性瀝青罐中必須加設(shè)攪拌設(shè)備并進(jìn)行攪拌，使用前改性瀝青

必須攪拌均勻。在施工過(guò)程中應(yīng)定期取樣檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)離析等

質(zhì)量不符要求的改性瀝青不得使用。

9.什么是再生瀝青？

再生瀝青就是將已經(jīng)老化的瀝青經(jīng)摻加再生劑后，使其恢復(fù)到原

來(lái)(或接近原來(lái))性能的一種瀝青。瀝青的再生就是老化的逆過(guò)程。

模塊6瀝青混合料

思考與練習(xí)

1.什么是瀝青混合料?瀝青混合料主要類型有哪些？

瀝青混合料一般由礦質(zhì)混合料(包含粗'細(xì)骨料'礦粉)和瀝青

組成,有時(shí)還摻加外加劑,其性能好壞與其組成材料有關(guān)。

(D連續(xù)密級(jí)配瀝青混合料。連續(xù)密級(jí)配瀝青混合料的特點(diǎn)是

級(jí)配為連續(xù)密級(jí)配,空隙率較低。其主要代表瀝青混合料有AC和ATB

類。前者設(shè)計(jì)空隙率通常為3%?6%,具體應(yīng)根據(jù)不同的交通類型、氣

候特點(diǎn)而定，可適用于任何面層結(jié)構(gòu)；后者設(shè)計(jì)空隙率也為3%?6%,

但粒徑為粗粒式及特粗式，一般稱為密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石混合料

(ATB)，主要適用于基層。

(2)連續(xù)半開級(jí)配瀝青混合料。連續(xù)半開級(jí)配瀝青混合料的特

點(diǎn)是空隙率較大,一般采用10%左右,粗細(xì)骨料含量相對(duì)密級(jí)配要多，

填料較少或不加填料。其主要代表混合料有瀝青碎石混合料(AM),

適用于三級(jí)及三級(jí)以下公路'鄉(xiāng)村公路,此時(shí)表面應(yīng)設(shè)置致密的上封

層。

(3)開級(jí)配瀝青混合料。開級(jí)配瀝青混合料的特點(diǎn)是礦料級(jí)配

主要由粗骨料組成,細(xì)骨料和填料較少；瀝青結(jié)合料黏度要求較高。

其主要代表混合料有排水式瀝青磨耗層混合料(0GFC)和排水式瀝青

穩(wěn)定碎石基層(ATPB)。

(4)間斷級(jí)配瀝青混合料。間斷級(jí)配瀝青混合料的特點(diǎn)是采用

間斷級(jí)配，即礦料級(jí)配組成中缺少一個(gè)或幾個(gè)檔次而形成的級(jí)配，粗

骨料和填料含量較多，中間骨料含量較少。其主要代表混合料是瀝青

瑪脂(SMA)o

2.瀝青混合料的特點(diǎn)是什么？在道路工程中如何對(duì)其進(jìn)行應(yīng)

用？

1.瀝青混合料的主要優(yōu)點(diǎn)

(1)具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和表面功能特性。一般瀝青混合

料路面均具有良好的受力特性，路面平整、無(wú)裂縫或接縫'柔韌舒適、

貨物損失率低、噪聲小等。

(2)表面抗滑性能好。瀝青混合料路面既平整，表面又粗糙，有

一定的粗'細(xì)紋理構(gòu)造,能保證車輛高速安全行駛。

(3)施工方便。瀝青混合料路面可以集中拌和(廠拌)'機(jī)械化

施工(攤鋪、碾壓等)，完全可以實(shí)現(xiàn)大面積施工,質(zhì)量能夠得以保障,

開放交通早。

(4)經(jīng)濟(jì)耐久性好。與水泥混凝土路面相比，瀝青混合料路面一

次性投資要低得多,但其使用壽命在高速公路和機(jī)場(chǎng)路面中一般是以

15年計(jì)，實(shí)際使用中只要施工質(zhì)量好'養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)及時(shí)，有的瀝青混合

料路面可以使用20年。

(5)便于再生利用。瀝青再生利用已成為發(fā)達(dá)國(guó)家一項(xiàng)熱門的

可持續(xù)發(fā)展和能源再生利用的新型課題,我國(guó)目前也在進(jìn)行這方面的

研究和技術(shù)開發(fā)。瀝青的再生利用也可以有利于分期修建。

(6)其他優(yōu)點(diǎn)?？拐鹦院?日照下不反射引起眩光'晴天無(wú)揚(yáng)

塵、雨后不泥濘等。

2.瀝青混合料的主要缺點(diǎn)

(1)瀝青易老化。瀝青是多組分有機(jī)材料,隨著使用期的延長(zhǎng),

瀝青的膠體結(jié)構(gòu)和組成成分發(fā)生變化，使瀝青黏性變差'塑性降低、

瀝青路面易表面松散'整體性降低,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

(2)溫度敏感性較差。瀝青材料夏季高溫易流淌，高溫穩(wěn)定性差;

低溫易發(fā)脆,抗裂性能差?？刹捎脙?yōu)質(zhì)瀝青或采取改性措施等延長(zhǎng)瀝

青混合料的使用壽命。

3.瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是什么？對(duì)組成材料的要求有哪些？

瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)取決于組成材料的性質(zhì)'組成配合的比例

和混合料的制備工藝等因素。為保證瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)，首先應(yīng)

正確選擇符合質(zhì)量要求的組成材料。

1.瀝青

瀝青應(yīng)根據(jù)氣候條件和瀝青混合料類型'道路等級(jí)'交通性質(zhì)'

路面類型施工方法及當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗(yàn)等,經(jīng)技術(shù)論證后確定。

對(duì)于重載交通路段'高速公路、實(shí)行渠化交通的路段、山區(qū)及丘

陵區(qū)上坡路段'服務(wù)區(qū)'停車場(chǎng)等行車速度慢的路段，應(yīng)選用稠度高

的瀝青。對(duì)于交通量小、公路等級(jí)低的路段可選用稠度略小的瀝青。

2.粗骨料

瀝青混合料用粗骨料應(yīng)該潔凈'干燥'表面粗糙、形狀接近立方

體，且無(wú)風(fēng)化、不含雜質(zhì),并具有足夠的強(qiáng)度、耐磨耗性。粗骨料的質(zhì)

量應(yīng)符合要求。破碎礫石應(yīng)采用粒徑大于50mm的顆粒軋制,破碎前

必須清洗,含泥量比例不大于1%,破碎面積應(yīng)符合表68的要求。

鋼渣作為粗骨料時(shí),僅限于三級(jí)及三級(jí)以下公路和次干路以下的城市

道路,并應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證取得許可后使用。鋼渣破碎后應(yīng)有6個(gè)月以

上的存放期,除吸水率允許適當(dāng)放寬外,各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)定要求。

在高速公路'一級(jí)公路'城市快速路和主干路的瀝青路面中，需

要使用堅(jiān)硬的粗骨料，當(dāng)使用花崗巖、石英巖等酸性巖石軋制的粗骨

料時(shí),若達(dá)不到要求,必須采取抗剝落措施。工程中常用的抗剝落方法

包括使用高黏度瀝青；在瀝青中摻加抗剝落劑；用干燥的生石灰'消

石灰粉或水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的1%?2%；將

粗骨料用石灰漿處理后使用。

3.細(xì)骨料

細(xì)骨料可以采用天然砂、機(jī)制砂或石屑，應(yīng)潔凈'干燥'無(wú)風(fēng)化、

不含雜質(zhì),并有適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍。細(xì)骨料應(yīng)與瀝青有良好的黏結(jié)能力。

在高速公路'一級(jí)公路'城市快速路、主干路瀝青面層用瀝青黏結(jié)性

能差的天然砂或用花崗巖、石英巖等酸性巖石破碎的人工砂及石屑時(shí),

應(yīng)采取前述粗骨料的抗剝離措施對(duì)細(xì)骨料進(jìn)行處理。在高速公路、一

級(jí)公路'城市快速路'主干路瀝青路面面層及抗滑磨耗層中，所用石

屑總量不宜超過(guò)天然砂或機(jī)制砂的用量。天然砂宜采用河砂或海砂，

當(dāng)使用山砂時(shí)應(yīng)經(jīng)過(guò)清洗。

4.填料

填料最好采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)

磨細(xì)得到的礦粉,生產(chǎn)礦粉的原石料中泥土雜質(zhì)應(yīng)清除。礦粉要求干

燥、潔凈，能自由地從石粉倉(cāng)中流出，其質(zhì)量應(yīng)符合要求。在拌和廠采

用干法除塵回收的粉塵可以代替一部分礦粉的使用，濕法除塵應(yīng)經(jīng)過(guò)

干燥粉碎處理,且不得含有雜質(zhì)。用量不得超過(guò)填料總量的25%,塑性

指數(shù)不得大于4%,其余質(zhì)量要求與礦粉相同。粉煤灰燒失量比例應(yīng)小

于12%,與礦粉混合后的塑性指數(shù)應(yīng)小于4%,其余質(zhì)量要求與礦粉相

同。粉煤灰的用量不宜超過(guò)填料總量的50%,與瀝青黏結(jié)力好,且水穩(wěn)

性應(yīng)滿足要求。高速公路、一級(jí)公路和城市快速路、主干路不宜采用

粉煤灰作為填料。為改善水穩(wěn)定性，可采用干燥的磨細(xì)生石灰粉'消

石灰粉或水泥作為填料,用量不宜超過(guò)礦料總量的2%0

4.簡(jiǎn)述瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的步驟。

1.確定工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍

2.材料選擇與準(zhǔn)備

3.礦料配比設(shè)計(jì)

4.馬歇爾試驗(yàn)

5.確定最佳瀝青用量（或油石比）

6.配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)

7.配合比設(shè)計(jì)報(bào)告

5.冷拌瀝青混合料的特點(diǎn)是什么？

冷拌瀝青混合料有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）適用于任何天氣和環(huán)境。冷拌瀝青混合料的適用溫度為

-30℃~50℃（環(huán)境溫度），可以在雨雪潮濕的惡劣條件下及時(shí)修補(bǔ)

瀝青路面。

(2)適用面廣。冷拌瀝青混合料可以廣泛用于道路、橋梁路面、

停車場(chǎng)'機(jī)場(chǎng)跑道的修補(bǔ)，還可以用于在春、冬季環(huán)境條件下的二級(jí)

公路及以下路面的表處。

(3)施工過(guò)程操作簡(jiǎn)便。路面修補(bǔ)過(guò)程不需要專門的設(shè)備,也不

需要專門的技術(shù)，只需將待補(bǔ)的坑槽清理干凈放入瀝青混合料，用平

板振動(dòng)夯或通過(guò)汽車車輪壓實(shí)即可開放交通。

(4)修補(bǔ)質(zhì)量好?？筛鶕?jù)需要將各種不同的改性瀝青制成冷拌

瀝青，改性冷拌瀝青混合料具有極強(qiáng)的抗老化性能，修補(bǔ)的瀝青路面

的坑槽及冷拌瀝青混合料表處的路面的壽命在10年以上，并且不易

產(chǎn)生龜裂等病害。

(5)養(yǎng)護(hù)成本低。由于瀝青混合料的制作可以在常溫下進(jìn)行集

中生產(chǎn)拌和，不需要對(duì)骨料進(jìn)行加熱,可節(jié)省大量的能源,加上不受天

氣、坑槽大小及數(shù)量的影響,可以根據(jù)實(shí)際用量隨取隨用，能及時(shí)對(duì)破

壞路面進(jìn)行修補(bǔ),使路面經(jīng)常保持平整，保證公路的暢通,能減少路面

的修補(bǔ)次數(shù)和工作量。剩余冷拌瀝青混合料還可以繼續(xù)使用，不會(huì)造

成浪費(fèi)。

(6)綠色環(huán)保及社會(huì)效益顯著。冷拌瀝青混合料的生產(chǎn)和使用

不會(huì)產(chǎn)生瀝青黑煙和廢料,不會(huì)造成環(huán)境污染,有利于環(huán)境保護(hù)，更不

會(huì)對(duì)生產(chǎn)工人的健康產(chǎn)生影響。

6.SMA混合料的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？

SMA的優(yōu)點(diǎn)

(1)在材料組成上,SMA遵循“三多一少”的原則(粗骨料多'

礦粉多'瀝青多'細(xì)骨料少)，充分發(fā)揮粗骨料的骨架嵌擠作用，使混

合料產(chǎn)生非常好的抗變形能力，即使在高溫條件下，瀝青瑪脂的黏度

下降,但其抗車轍變形的能力仍不減弱。

(2)由于有相當(dāng)數(shù)量的瀝青瑪脂包裹在粗骨料的表面。當(dāng)氣溫

下降,混合料因收縮變形使骨料被拉開時(shí),瀝青瑪脂仍具有很好的黏

結(jié)作用，它的韌性和柔性使混合料具有很好的耐久性和低溫抗裂能

力。

(3)由于SMA混合料內(nèi)部的空隙率小,瀝青的耐老化性和混合料

的水穩(wěn)定性都將大大提高。同時(shí)由于間斷級(jí)配在路表面形成大的孔隙,

具有較大的構(gòu)造深度(TD可達(dá)1.5?2.0mm)，使路面具有很好的抗

滑性能，并對(duì)降噪聲(減少3~5dB)、防行車水霧等都有益，從而全

面提高了瀝青混合料的路用性能。

(4)SMA可用于鋪筑更薄的面層,從而可以降低工程造價(jià)。

(5)無(wú)論何種氣候，無(wú)論重交通條件與否,SMA結(jié)構(gòu)面層均穩(wěn)定

耐久。即使是重交通地區(qū)，該結(jié)構(gòu)預(yù)估使用壽命為10?15年,仍比傳

統(tǒng)的瀝青混合料結(jié)構(gòu)路面延長(zhǎng)壽命20%左右。

SMA的缺點(diǎn)

(1)工程中使用SMA瀝青混合料約增加20%投資。

(2)瀝青和礦粉用量較多，加工和鋪筑溫度較高,生產(chǎn)率較低。

(3)實(shí)際使用性能對(duì)結(jié)合料用量和粉料用量都較敏感。新路面

和路面潮濕時(shí)，有過(guò)滑危險(xiǎn)。

7.瀝青混合料再生利用的優(yōu)勢(shì)有哪些?

采用再生瀝青混合料生產(chǎn)技術(shù)能有效地解決道路養(yǎng)護(hù)工程中的

廢舊料處理,減少環(huán)境污染，降低工程成本,有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)

效益。

瀝青混合料的再生利用，能夠節(jié)約大量的瀝青和砂石材料,大大

減少筑路材料的用量，節(jié)省工程投資。尤其在砂石材料缺乏的地區(qū),

由于砂石材料都是外地遠(yuǎn)運(yùn)而來(lái),成本較高,采用瀝青路面再生技術(shù),

所節(jié)約的工程投資是十分可觀的，即使在盛產(chǎn)砂石材料的地區(qū)，也能

夠節(jié)約大量材料費(fèi)用。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公路管理局的調(diào)查,瀝青混合料

再生利用，可節(jié)約材料費(fèi)用53.4%,路面造價(jià)降低25%左右，瀝青節(jié)約

50%o1980年美國(guó)使用了約500萬(wàn)噸舊瀝青混合料,節(jié)約投資達(dá)3.95

億美元。

瀝青混合料的再生利用，有利于處治廢料,節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。

由于瀝青混合料得以全部就地利用，減少了新材料的開采，也不存在

舊瀝青混合料的運(yùn)輸和廢料隨意棄放的問(wèn)題，施工過(guò)程沒有粉塵和廢

氣的污染。因而瀝青混合料的再生利用具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)'

環(huán)境效益,被人們稱為“綠色”施工技術(shù)。

對(duì)廢舊瀝青混合料的再生利用是有其現(xiàn)實(shí)性和時(shí)代性的，隨著我

國(guó)高等級(jí)瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加，對(duì)瀝青混合料再生技術(shù)有

必要進(jìn)行深入'系統(tǒng)的研究。

模塊7建筑鋼材

思考與練習(xí)

1.評(píng)價(jià)建筑用鋼的技術(shù)性質(zhì)應(yīng)根據(jù)哪些主要指標(biāo)？

橋梁建筑用鋼材和鋼筋基本技術(shù)性能應(yīng)包括抗拉強(qiáng)度'塑性、沖

擊韌度、冷彎性能及硬度等。

2.碳素鋼中含有一定成分的鎰和硅對(duì)鋼材性質(zhì)有何影響？

鎰在一般碳素鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%?0.8%o在煉鋼過(guò)程中鎰

能起到脫氧去硫的作用，因而可降低鋼的脆性,提高鋼的強(qiáng)度和韌性,

但鋼中含鎰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.8%以下時(shí),鎰對(duì)鋼的性能影響不顯著。若

鎰作為合金元素加入鋼中，使鋼中鎰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到0.8%?2%或者

更高時(shí),就成為力學(xué)性能優(yōu)于一般碳素鋼的鎰鋼。但當(dāng)鎰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

大于10%時(shí),鋼材的耐腐蝕和焊接性能會(huì)降低。

硅在一般碳素鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.4%0硅的脫氧能力較

鎰強(qiáng),能提高鋼材的硬度和強(qiáng)度。若作為合金元素加入鋼中，當(dāng)硅的質(zhì)

量分?jǐn)?shù)提高到1.0%?1.2%時(shí),鋼材的抗拉強(qiáng)度可提高15%?20%,但塑

性和韌性明顯下降,焊接性能變差,并增加鋼材的冷脆性。

3.硫、磷的含量對(duì)鋼材的技術(shù)性能有哪些影響？

硫在鋼中含量很少，是在煉鋼時(shí)由礦石燃料帶到鋼中的雜質(zhì)。由

于硫的存在造成鋼材的熱脆性，即當(dāng)鋼材加溫到1000匕以上進(jìn)行熱

加工時(shí),鋼材會(huì)產(chǎn)生破裂現(xiàn)象。熱脆性對(duì)鋼材的熱加工性影響很大，

因而國(guó)家對(duì)碳素鋼的含硫量限制很嚴(yán),要求硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.055%以

To

磷是在煉鋼過(guò)程中帶進(jìn)的雜質(zhì)。磷可使鋼材產(chǎn)生冷脆性,即在低

溫條件下使鋼材的塑性和韌性顯著降低，使鋼材容易脆斷。磷雖能適

當(dāng)提高鋼的硬度和強(qiáng)度，但由于磷產(chǎn)生的冷脆性使鋼材不宜在低溫條

件下工作,故國(guó)家對(duì)鋼材的含磷量限制很嚴(yán)，普通碳素鋼中的磷的質(zhì)

量分?jǐn)?shù)不得超過(guò)0.045%o

4.橋梁建筑用鋼有哪些技術(shù)要求？

(1)良好的綜合力學(xué)性能。橋梁結(jié)構(gòu)在使用中承受復(fù)雜的交通

荷載，同時(shí)在無(wú)遮蓋的條件下經(jīng)受大氣環(huán)境的嚴(yán)酷考驗(yàn)，因此必須具

有良好的綜合力學(xué)性能。除具有較高的屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度外,還應(yīng)具

有良好的塑性'冷彎性能'沖擊韌度'抵抗振動(dòng)應(yīng)力的疲勞強(qiáng)度及低

溫(-40℃)的沖擊韌度。

(2)良好的焊接性。由于近代焊接技術(shù)的發(fā)展，橋梁鋼結(jié)構(gòu)趨向

于采用焊接結(jié)構(gòu)代替聊接結(jié)構(gòu)，以加快施工速度和節(jié)約鋼材。橋梁在

焊接后不易整體熱處理，因此要求鋼材具有良好的焊接性，亦即焊接

的連接部分應(yīng)強(qiáng)而韌，其強(qiáng)度與韌性應(yīng)不低于或略低于焊件本身，以

防止出現(xiàn)硬化脆裂和內(nèi)應(yīng)力過(guò)大等現(xiàn)象。

(3)良好的抗蝕性。橋梁長(zhǎng)期暴露于大氣中，所以要求橋梁用鋼

應(yīng)具有良好的抵抗大氣腐蝕的性能。

5.鋼材牌號(hào)如何規(guī)定？說(shuō)明鋼材牌號(hào)Q235A的含義。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700—2006)的規(guī)定,鋼的牌

號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母“Q”、屈服點(diǎn)數(shù)值'質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A、B、C、

D）、脫氧方法符號(hào)（F、Z、TZ）四個(gè)部分按順序組成。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)

反映了碳素結(jié)構(gòu)鋼中有害元素（S、P）含量的多少，從A級(jí)到D級(jí),

鋼中的S和P含量依次減少。脫氧方法符號(hào)F、Z、TZ分別表示沸騰

鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。在鋼牌號(hào)中“Z”和“TZ”可以省略，如

Q235A表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)鋼。

6.鋼筋混凝土用熱軋鋼筋按我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)分為哪幾個(gè)級(jí)別？

熱軋光圓鋼筋分別為HPB235、HPB300兩個(gè)牌號(hào)。

熱軋帶肋鋼筋分別為HRB335、HRB400、HRB500三個(gè)牌號(hào)。

7.低合金結(jié)構(gòu)鋼具有哪些優(yōu)點(diǎn)？它的出現(xiàn)對(duì)橋梁建筑的發(fā)展有

什么實(shí)際意義？

在橋梁工程中常用的低合金結(jié)構(gòu)鋼，一般合金元素的總量不超過(guò)

3%,它具有耐腐蝕性強(qiáng),塑性、韌性及可焊性均較好的優(yōu)點(diǎn),這類鋼材

適用于大跨度的橋梁工程。

模塊8高分子聚合物材料

思考與練習(xí)

1.什么是高分子聚合物材料?主要品種有哪些？

高分子聚合物也稱高分子化合物,是指分子量很大(一般可達(dá)幾

萬(wàn)、幾十萬(wàn),甚至上百萬(wàn))并由共價(jià)鍵連接的一類化合物,簡(jiǎn)稱高聚物。

2.高聚物材料的性能特點(diǎn)有哪些？在道路工程中如何對(duì)其進(jìn)行

應(yīng)用？

工程用高分子聚合物材料具有如下性質(zhì)。

(1)質(zhì)輕。工程用高聚物材料的密度只有鋼材的1/8?1/4,鋁

的1/2,可以大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安裝工效,而且能夠很大程度上

減輕工程結(jié)構(gòu)物自重。用高聚物制成的復(fù)合材料,其比強(qiáng)度甚至超過(guò)

鋼材,是極好的輕質(zhì)高強(qiáng)