《道路建筑材料》PPT课件

《《道路建筑材料》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《道路建筑材料》PPT课件（281页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、道路建筑材料道路建筑材料 课课 题题:建筑材料的基本内容及性质。教学目的教学目的:了解本课程的学习内容、方 法、要求及应要求。重点难点重点难点:材料的物理性质、水理性质、力学性质、加工性和耐久性等。绪绪 论论v课前介绍：v本课程是路桥专业的一门重要的专业基础课，是一门考试课程，本学期要求学习完教材内容，能熟练掌握课堂理论教学内容及试验课的实践内容。v成绩评定包括几方面：v1、平时作业完成情况及考勤；v2、期中考试及期末考试成绩；v3、试验操作完成情况等。v一、本课程的研究内容与任务v（一）内容：v本课程中主要学习以下几种建筑材料：v1、砂石材料 （1）天然的 （1）块状石料：简称：石料v（2）

2、人工轧制的 （2）料状石料：简称：集料v2、无机结合料及其制品v无机结合料：通常分为以下几种：v（1）石灰v（2）水泥v（3）石膏v无机结合料制品：（1）水泥混凝土v（2）半刚性路面材料v3、有机结合料及其混合料v沥青材料主要指沥青类材料，如：石油沥青，煤沥青等。v有机结合料混合料：v（1）沥青混凝土v （2）沥青碎石等v （3）各种新型沥青混合料v4、高分子聚合物材料：v主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。v功能：主要用以改善软土地基、水泥混凝土、沥青混合料的性能。v5、钢材和木材v钢材是桥梁结构及钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构的重要材料。v木材较少直接用于修筑桥梁，目前主要用作混凝土工程

3、的拱架和模板。v（二）课程学习任务：v1、论述材料组成、结构、技术性质与它们之间的关系；v 2、论述材料的检验方法（举例水泥凝结时间测定方法）；v 3、利用测验评定其技术性质（举例水泥对初凝、终凝时间的要求及规范的规定）。v（三）课程学习目的：v1、掌握各种材料的技术性能，包括：v 力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；v 2、选择、鉴定材料v 能够结合工程实际情况，合理地选择材料，如水泥混凝土组成材料的选择、沥青混合料对组成材料的选择及鉴别与评定；v 3、能正确使用材料（如石灰的消化、水泥应用贮存等）v二、建筑材料应具备的工程性质v1、力学性质v 各种强度指标及耐磨、抗变形指标。如，水泥

4、混凝土的抗压、抗折强度；沥青混合料的稳定度、流值；石料的磨耗度等。v2、物理性质v（1）物质指标：如材料的密度、孔隙率、含水量v（2）温度稳定性：如沥青软化点、脆点等。v（3）水稳定性等：如沥青混合料的残留稳定度等。v3、化学性质v 各种材料的化学成分及其变化规律。如，水泥的各种成分与自然界之间的变化；沥青的化学成分及其变化规律。v4、工艺性质混凝土的流动性v材料四个性质之间是相互制约、相互联系的。v三、建筑材料与路桥工程的关系v1、材料是工程结构物的物质基础：其中材料质量的好坏直接决定着工程质量的等级。v2、材料与工程造价之间的密切关系 工程建筑材料占工程造价的60至70，甚至80，因此，如

5、何合理地降低造价、节省开支，均与建筑材料之间有着密不可分的关系。v3、新材料与新结构、新工艺之间的关系v用桥梁跨径的变化及路面材料的变化来分析v四、道路建筑材料的检验方法和技术标准v（一）检验方法：室内、室外及模拟试验方法。v（二）检验内容：包括四个方面v1、物理性质试验；v2、力学性质试验；v3、化学性质试验；v4、工艺性质试验。v（三）质量检验的标准化与技术标准v目前我国建筑材料的标准分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个等级。其中：vGB指国家标准vJTJ交通部门基本建设方面的规范vJC建材行业标准vSH石油化工行业标准v五、本课程的要求v本课程为考试课、完成学习后将有两门成绩

6、，即理论成绩和实操成绩。v建筑材料课在本专业中的位置：是路桥专业的重点课程v课后小结：课后小结：绪论课是每一门课的开场白，学生能否对该课程有一个全面、正确的认识，关键的一点是讲好绪论课。课题:石材的技术性质和技术要求教具用品 相关试验仪器 教学目的:了解砂石材料的类别，石料的技术性质及其应用重点难点:石料的物理性质、力学性质i11 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质概述：砂石材料按形状分类1）、块状石料：简称石料 如块石、片石等；2）、粒状石料：简称集料 集料又按大小分为：粗集料：如碎石、卵石 细集料：如砂、石屑砂石材料按来源分类1）、天然石料2）、人工轧制的集料3）、工业冶金矿渣一、石料的

7、技术性质1、物理性质：包括物理常数、吸水性和耐候性等。1）物理性质真密度：是石料在规定条件下，烘干石料矿质单位体积的质量，用t 表示。则sstvm因 固 测定方法：李氏比重瓶法测定，将石料磨细至全部过的筛孔，然后将其装入比重瓶中，利用已知比重的液体置换石料的体积。毛体积密度测定方法：用静水称量法，亦可用蜡封法测定。MmsstvMVMvvvminssh孔隙率2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。(1)吸水率：20E2和大气压状态下，吸水质量的百分率。(2)饱水率：200E20C，真空条件下，吸水质量的百分率饱水系数当 sr90%时，抗冻性较差。通常认为在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分

8、孔隙，而当石料开口孔隙内部空气被排空时，水分几乎充满开口孔隙的全部体积。10011000thvvn100112mmmWx100112mmmWx3）耐候性：目前主要考虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经过冻(-150C,4h)、融(200E20C,4h)循环，质量损失不超过5%，抗压强度不超过25%的次数。2、力学性质1）单轴抗压强度 试验条件要求：试件形状、尺寸、吸水饱和、加荷速度等。2）磨耗性：指石料抵抗撞击、边缘剪力和磨擦等联合作用的性质。洛杉矶式磨耗试验Y标准方法5kg石料+12个5kg的钢球 磨500转测定过2mm或1.6mm(方筛)的筛余质量APR 100121mmmQ磨狄法尔法磨耗

9、试验 代用方法用100块50-70mm的试件分两份，每份磨10000转。两种方法相比较，显然洛杉矶法具有省时、省工，石料按一定规格组成等优点，故能全面反映石料的磨耗性。3、化学性质按SiO2含量，将石料划分为酸性岩 SiO265%中性岩 52%=SiO2O65%碱性岩 SiO21.25mm 手捏后可破碎成小于颗粒者称为泥块（2）云母含量 膨胀值 约3060%v（3）温度变形v2）荷载的变形：弹性变形、塑性变形、徐变形v（三）混凝土的耐久性v1、抗冻性 100mmx100mmx400mm的棱柱体v-170C50C 冻融循环，测定混凝土试件所能承受的循环次数，有确定其抗冻能力：v抗冻标号等级：D2

10、5 D50 D100 D150 D200 D300v2、耐磨性v测定150mmx150mmx150mm试件，养护17d 60C烘干后，在200N负荷下磨50转，测其单位面积质量损失v3、碱集料反应v我国现行规范用最大水比灰及最水水泥来控制混凝土的耐久性，见教材表3-18所示v课后小结：硬化后的水泥混凝土的技术性质主要包括强度及变形两个方面，影响强度的因素有很多，水泥的强度等级及水灰比是最重要的因素。v课题课题:普通混凝土的组成设计普通混凝土的组成设计 v教具用品教具用品:挂图挂图v教学目的教学目的:掌握普通水泥混凝土配合比设计的掌握普通水泥混凝土配合比设计的方法、基本要求及步骤方法、基本要求及

11、步骤v重点难点重点难点:试配强度与设计强度的关系试配强度与设计强度的关系3-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 v三、普通水泥混凝土的组成设计：v（一）概述v混凝土各组成材料用量之比即为混凝土的配合比，混凝土配合比设计的内容，包括选料和配料两部分，本节重点讲解配料方面的内容。v1、混凝土配合比表示方法v（1）单位用量表示法：以1m3混凝土中各种材料的用量表示v水泥：水：砂：石=X：Y：Z：Av（2）相对用量表示法v以水泥质量为1，并按水泥：细集料：粗集料；水灰比的顺序表示。v2、混凝土配合比设计的基本要求v1）满足结构设计强度的要求v试配强度设计强度v2)满足施工工作性的要求v3)满足环境耐久性

12、的要求v设计配合比时，应考虑最大水灰比、最小水泥用量v4）满足经济性的要求v在满足前三项的前提下，尽量节约水泥，合理使用材料，以降低成本。v3、水泥混凝土配合比设计的三个参数：v水灰比W/Cv砂率 单位用水量（水泥浆与集料的关系）v4、混凝土配合比设计的步骤v（1）计算初步配合比 v（2）提出基准配合比 v（3）确定试验室配合比 v（4）换算工地配合比 gvsvwvcvmmmm：gasawacammmm：gbsbwbcbmmmm：gswcmmmm：v（二）普通混凝土配合比设计方法（以抗压强度为指标）v1、初步配合比计算v1）确定试配强度 fcu,0v 式中：645.1,0,kcucuff112

13、,2nfnfnicuicuv2）计算水灰比v按强度计算 v式中：v 复核耐久性 v按砝码耐久性要求，复核水灰比不得大于表中的规定。v3）选定单位用水量mw0v根据粗集料品种、粒径及施工要求的混凝土稠度，查表选择。cebacuceafffCW0.kceccefrf,v4）计算单位水泥用水量 复核耐久性v5）选定砂率 v方法一：查表确定（坍落度、粗集料品种、最大粒径及水灰比）v方法二：对坍落度大于60mm的混凝土，查表后应作调整。v方法三：坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。v6）计算粗、细集料单位用量（mgo mso）comCWmmwocosv质量法v体积法sgososocpgoso

14、wocommmmmmmm100sgossggsswwccmmmmmmm100100010000000v2、试配、调整提出基准配合比v1）试配：按初步配合比称取相应的材料作工作性及强度试验v2）校核工作性，确定基准配合比v3、检验强度，确定试验室配合比v1）制作试件，检验强度v三组试件：一组为基准配合比，一组试件水灰比为 ，第三组试件的水灰比为 v2）确定试验室配合比v测定强度与湿表观密度v选择既满足强度要求，工作性又满足要求的配合比作为试验室配合比。05.0cw05.0cwv4、施工配合比换算v设施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则施工配合比中各材料单位用量为：bccmm%1ammbss%

15、1bmmbgg%bmammmgbbsbwwv课后小结：水泥混凝土配合比设计共分四大步骤：初步配合比设计、基准配合比设计、试验室配合比设计及施工配合比设计。正确掌握各个步骤的实质是本节课的关键。3/10.3mgc1.1c3/65.2mgs3/70.2mggMpaffkcuocu2.385645.130645.10,Mpaffkcecce75.465.421.1,54.075.4607.046.02.3875.4646.0,cebaocuceafffcw3/34354.0185/mkgcwmmwocos%33S3/2400mkgmcpcpwocogosommmmmsgososommm1253432

16、400gosomm33.0gososommm3/618cmkgmso3/1254cmkgmgo6941011851.334310070.265.2gosomm33.0gososommm3/cmkg3/cmkg3/19405.01185mkgmwb3/35355.0194mkgmcb28d立方体抗压强度f(MPa)201.5302540354550混 凝 土 28d抗 压 强 度 与 灰 水 比 关 系 曲 线灰 水 比（C/W)1.61.71.81.92.02.16821011941.3353100070.215.2gbsbmm33.0gbsbsbmmm604sbm1226gbmec,tc,e

17、ctc,3/360mkgmc%514155sm%111255gm%11255%55.6198wm课题课题:路面混凝土配合比设计路面混凝土配合比设计 教具用品教具用品:无无教学目的教学目的:了解掌握路面混凝土配合比设计方了解掌握路面混凝土配合比设计方法法重点难点重点难点:水灰比及单位用水量计算公式水灰比及单位用水量计算公式3-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通混凝土配合比设计方法（三）路面水泥混凝土配合比设计方法（以抗弯拉强度为指标的设计方法）基本要求：施工工作性、抗弯拉强度、耐久性（包括耐磨性）、经济合理性1、计算初步配合比（1）确定配制强度k为系数，施工水平较高者取，一般者取kcfc

18、fkff,0,（2）计算水灰比（w/c）对碎石混凝土对于卵石混凝土规范规定，路面混凝土水灰比一般不小于，不大于5684.1)3485.00079.1(,fceocfffwc2684.1)4565.05492.1(,fceocfffwc（3）计算单位用水量（）对于碎石混凝土对于卵石混凝土确定砂率 查表3-25 P94(4)计算单位水泥用量规范规定：路面混凝土单位水泥用量一般不小于300kg/m3，不大于360kg/m3swowcHm61.0/27.1109.397.104womswowcHm00.1/24.1170.389.86cwmmwoco（5）计算砂石材料单位用量(，)，用绝对体积法2、试

19、拌调整，提出基准配合比（1）试拌 一般拌制30L混合料（2）测工作性（3）调整配合比流动性不合格：增减水泥浆用量保水性、粘聚性不合格：应调整砂率somgom1000wwggossoccommmmsgososommm100（4）提出基准配合比3、强度测定，确定试验室配合比三组试件，水灰比相差测定强度，养护28d后，测定混凝土的抗折强度。选定既符合强度要求，且最经济的配合比4、换算工地配合比根据施工现场材料性质，砂石材料颗粒表面含水率，对理论配合比进行换算，最后得出施工配合比。换算时注意，试验室配合比是以砂石材料饱和面干含水率为准课后小结：路面混凝土配合比设计相对于普通混凝土有较大的区别，且集料均

20、以饱和面干状态作为标准状态进行计算，因此，在换算施工配合比时，不能算错。v课题课题:混凝土的质量控制混凝土的质量控制 v教具用品教具用品:无无v教学目的教学目的:了解混凝土质量的影响因素及质量了解混凝土质量的影响因素及质量控制方法控制方法v重点难点重点难点:混凝土抗压强度的质量评定方法混凝土抗压强度的质量评定方法3-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 v四、普通水泥混凝土的质量控制v（一）混凝土质量的波动v影响混凝土质量的因素有：v1、原材料的质量和配合比v原材料中对质量影响最大的是水泥v配合比：现场含水率变化时，应及时调整施工配合比v 防止杂质混入v 配合比应得到正确、准确地执行v 称料容许误

21、差：水、水泥为1%v 砂、石2%v2、施工工艺v拌合方式：人工、机械v运输时间：应考虑水泥的水化反应速度对运输时间的限制。v浇灌或振捣情况v养护时间、湿度v3、养护方法v保湿：覆盖、洒水v保温：保证水泥能在正常的温度范围内水化。v4、试验条件v取样方法：试件成型，养护条件等v浇注一般体积的结构物（如基础，墩石等）时每一单元结构物应制取2组试件v连续浇注大体积结构时，每80200m3或第一工作班应制取2组v上部结构，主要构件长16m以下应制取1组，1630m制取2组，3150m制取3组，50m以上者不少于5组，小型构件批或第工作班至少应制取2组v每根钻孔桩至少应制取2组，桩长20m以上者不少于3

22、组，桩径大、浇注时间长时，不少于4组，如换班工作时，每工作班应制取2组v构筑物（小桥涵、挡土墙）每座，每处或每工作班制取不少于2组v另取n组作为施工阶段的强度依据v（二）混凝土质量评定方法v混凝土质量评定一般以抗压强度作为评定指标v1、统计方法（已知标准差方法）v当强度等级C20时，尚应满足07.0kfmcnfm0,min,7.0kmmffkmmff,min,85.0kmmff,min,9.0niimfm1,059.0v2、统计方法（未知标准差方法）n=10组v v 为验收系数，见P99 表3-28v vSfm必须=0.6fm,kv3、非统计方法：n10组时，vn20时，允许有一组R0.85R

23、S2 但不得小于，高速、一级路均不得小于vN=20 k 0.75 0.70 0.65 205.1SRR 285.0siRR v课后小结：水泥混凝土质量控制于许多因素，且在有关质量统计时，具体方法随试样数量的不同而异。645.02,ffomceomcffQ,1000CADQQQn课题课题:沥青材料的概述及组分沥青材料的概述及组分 教具用品教具用品:无无n教学目的教学目的:了解沥青材料的主要类别及石油沥了解沥青材料的主要类别及石油沥青的结构与组分青的结构与组分n重点难点重点难点:石油沥青的化学组分及结构类型石油沥青的化学组分及结构类型第四章第四章 沥青材料沥青材料n定义：沥青材料是一种有机胶凝材料

24、，其内部组成是一些十分复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物的混合物。n分类：n1、地沥青：包括天然沥青和石油沥青n2、焦油沥青：包括煤沥青、页岩沥青和木沥青4-1 石油沥青石油沥青 n一、石油沥青的生产和分类n（一）石油沥青生产工艺概述n原油提炼成汽油、煤油、柴油和润清油，然后再加工成沥青材料n（二）石油沥青的分类n1、按原油成分分类n石蜡基沥青n环烷基沥青n中间基沥青n2、按加工方法分类n直馏沥青：常压基馏减压蒸馏或深拔装置n氧化沥青：吹入250300空气，数小时产生氧化反应n溶剂沥青：用溶剂提取一部分石蜡n3、按沥青在常温下的稠度分类n针入度300，液体沥青n针入度=300，粘稠沥青，n又分为

25、固体沥青（40）和半固体沥青(40-300)n二、石油沥青的组成和结构n（一）元素组成 Cn。H n+aObScNd n其中C占8087%，H占10%-15%n（二）石油沥青的化学组分n1、三组分分析法n将沥青分为油分、树脂、沥青质三个组分n2、四组分分析法n将沥青分为沥青质、饱和分、环烷芳香分和酸性芳香分（胶质）n化学组分对路用性能的影响n油分：使沥青具有流动性n树脂：使沥青具有塑性n酸性树脂：是一种表面活性物质，能增强沥青与砂质材料表面的粘附性n沥青质：能提高沥青的粘结性和热稳定性n3、含蜡量n高温时，石蜡变软，导致沥青路面的高温稳定性降低，出现车辙，另一方面，低会使沥青变脆硬，导致路面低

26、温抗裂性降低，出现裂缝，且蜡会使石料与沥青之间的粘附性降低，使路面石子与沥青产生剥落，石蜡的存在还会降低沥青路面的抗滑性能n（三）石油沥青的结构n1、胶体理论n沥青是分散相，油分和是分散介质沥青质吸附胶质形成胶团后分散于芳香分和饱和分中n2、胶体的结构类型n（1）溶胶结构：n沥青质含量少，油和树脂多。这种结构的特点是粘滞性小，流动性大，塑性好，温度稳定性差，是液体沥青特有的结构类型。n（2）溶凝胶结构：n沥青质适中，油和树脂亦适中。在常温下，这种结构的沥青处于溶胶型结构与凝胶型结构之间，其性质亦介于两者之间。n（3）凝胶结构：n沥青质较多，油分和树脂料少。这种结构的特点是弹性和粘性较高，温度敏

27、感性较小，流动性、塑性低。n3、胶体结构类型的判定n胶体结构类型与沥青路用性能之间有密切的关系，一般工程中用针入度指数PI划分沥青的胶体结构：n 当PI+2 凝胶型n 当-2PI+2 溶凝胶型n课后小结：石油沥青是建筑工程中应用广泛的建筑材料，其化学组分包括：油分、树脂、沥青质及石腊（国产沥青含量较高），沥青的结构有三种类型，溶凝胶型结构是一种理想结构。dvAFw课题课题:石油沥青的技术性质及标准石油沥青的技术性质及标准 w教具用品教具用品:相关仪器相关仪器w教学目的教学目的:了解石油沥青的加热稳定性及技术了解石油沥青的加热稳定性及技术标准标准w重点难点重点难点:石油沥青的技术标准及标号划分石

28、油沥青的技术标准及标号划分三、石油沥青的技术性质三、石油沥青的技术性质w（四）加热稳定性w1、中、轻交通量：蒸发损失试验w1630C 5h 情况下测质量损失 、针入度比w2、重交通量：薄膜加热试验w3、液体沥青：蒸馏试验wRTFOT薄膜加热试验：163 5h 形成厚的薄膜0112mmmmLb100前后ppkpw测定1、质量损失百分率 RTFOT旋转加热w 2、针入度比w 3、延度（25）(cm)w 4、延度（15）(cm)w（五）安全性w闪点：指加热沥青挥发出可燃气体与空气组成的混合气体在规定条件下与火接触，产生闪光时的沥青温度（）w燃点：指沥青加热产生的混合气体与火接触，持续燃烧5s以上时的

29、沥青温度，一般与闪点相差10w测定方法：利天兰开口杯式闪点测定仪w（六）溶解度w指石油沥青在三氯乙烯中溶解的百分率，一般来说，不溶物为一些有害物质w（七）含水量w含水危害：1、影响施工速度w 2、加热时“溢锅”易引起火灾w 3、造成材料损失w（八）非常规的其它性能w1、针入度指数w则wA称为感温系数，A越大，则材料越感温w针入度指数w与感湿性之间的关系：越大则材料温度稳定性越好w利用可判断石油沥青胶体结构之间的关系KATplg2525lg800lgmoTpA1050130 APw当+2 凝胶型结构w=-2+2 溶凝胶型结构w2、劲度横量TtSb,PtTfSb,w根据沥青材料的针入度指数、软化点

30、、路面温度及荷载作用时间等因素，查表4-14获得沥青的劲度模量。w3、粘附性w与沥青及集料性质有关，一般应优先使用碱性集料w测定方法：1、水浸法 w 2、水煮法 w水煮法：取13.219mm颗粒5个，烘干，加热，置于热沥青中，冷却5min，水煮微沸，3min后观察沥表剥落情况，评价等级，51级，5级最好，1级最差w4、老化w沥青在自然因素作用下，产和不可逆的化学变化，导致路用性能劣化，称之为老化。w沥青老化后，在物理力学性质方面，表现为针入度减少，延度降低，软化点升高，绝对粘度提高，脆点降低等。在化学组分含量方面，表现为饱和分变化较少，芳香分明显转变为胶质（速度较慢），而胶质又转变为沥青质（速

31、度较快），由于芳香分转变为胶质，不足以补偿胶质转变为沥青质，所以最终是胶质明显减少，而沥青质显著增加。w四、石油沥青的技术标准w（一）粘稠石油沥青的技术标准w1、重交通量见教材表4-3所示w根据针入度分为AH-50，AH-70，AH-90，AH-110，AH-130五个标号。w2、中、轻交通量见教材表4-4所示w根据针入度为A-60甲，A-60乙，A-100甲，A-100乙，A-140甲，A-180，A-200七个标号。w（二）液体沥青见教材表4-5所示w课后小结：沥青的老化问题是影响沥青使用的一个重要因素。石油沥青按照其稠度的大小划分为若干个标号等级。w课题课题:沥青混合料结构沥青混合料结构

32、 教具用品教具用品:无无w教学目的教学目的:了解沥青混合料的结构、类型、强了解沥青混合料的结构、类型、强度理论度理论w重点难点重点难点:最佳沥青用量及砂粉最佳沥青用量及砂粉 5-2 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 w定义：热拌沥青混合料是经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成，用保温运输工具运送至施工现场，并在热态下进行摊铺和压实的混合料，通称：热拌热铺沥青混合料，简称：热拌沥青混合料w热拌沥青混合料是目前路面材料中最典型的品种，故本文着重介绍该品种。w一、沥青混合料的组成结构和强度理论w（一）沥青混合料组成结构w1、结论理论w1）表面理论：矿料形成矿质骨架，沥青胶结料分布在矿

33、料表面起粘聚作用w2）胶浆理论 多级网络分散体系w粗分散系：以粗集为为分散相，分散在沥青砂浆的介质中w细分散系：以细集料为分散相，分散在沥青胶浆中w微分散系：矿填料分散相，分散在高稠度的沥青介质中w2、沥青混合料组成结构类型w1）悬浮密实结构：由连续级配形成，粗集料较少w特点：粘聚力大，内摩阻角小，高温性差，是AC特有的结构w2）骨架空隙结构（AK）：w属于连续开级配，粗集料多，细集料少w特点：空隙率大，耐久性差，沥青与矿料间的粘聚力差，但热稳定性好，内摩阻力大w3）骨架密实结构（SMA）：w是一种理想结构，它既有一定的粗集料形成骨架，又有足够的细集料充填空隙，既有较高的粘聚力，又有较高的内摩

34、阻角w（二）沥青混合料的强度理论w要求沥青混合料在高温时，必须具备一定的抗剪强度和抵抗变形的能力，一般采用库伦理论w（三）影响沥青混合料抗剪强度的因素w1、沥青粘度的影响 w通常沥青的粘度越高，沥青混合料的抗剪强度越高。wC随着沥青粘度升高而升高，略有上升w2、沥青与矿料之间的吸附作用w物理吸附w与沥青表面活性物质含量有关，另外，碎石干燥时才产生物理吸附w化学吸附w受化学吸附力影响的沥青叫做结构沥青，不受化学吸附力影响的沥青叫做自由沥青。w3、沥青与矿粉用量比例w沥青用量过少：不足以包裹矿料表面w增加沥青，逐渐形成结构沥青w沥青用量过多：形成自由沥青w故存在着最佳沥青用量这个概念。见下图所示：

35、01234560.10.20.30.40.50.70.810203040506070cw4、矿料级配类型及表面状态的影响w密级配：C大，小w开级配：C小，大w间断配：C大，大w5、加荷速度对沥青混合料抗剪强度影响w温度升高：C 降变形升w温度降低：C 升 升变形能力降w加荷频率高，产生不可生永久变形w课后小结：热拌沥青混合料的强度有很多方面，目前重点研究其在高温时的抗剪强度。混合料中结构沥青的比例是影响强度的最重要的因素，对过控制沥青用量及矿粉用量等手段来实现。课题课题:沥青混合料技术性质和技术标准沥青混合料技术性质和技术标准 教具用品教具用品:相关仪器相关仪器教学目的教学目的:了解沥青混合料

36、各项技术性质和了解沥青混合料各项技术性质和内容、测定方法及规范要求内容、测定方法及规范要求重点难点重点难点:混合料的高温稳定性及马歇尔试混合料的高温稳定性及马歇尔试验指标验指标（一）沥青混合料的技术性质1、高温稳定性指混合料在高温（通常为600C）条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能评价方法：马歇尔稳定度试验及动稳定度试验即抗车辙试验1）马歇尔试验稳定度：指标准尺寸试件在规定温度下和加荷速度下，在马歇尔试验仪中最大的破坏荷载（KN）流值：达到最大破坏荷重时，试件的垂直变形，以计马歇尓模数FLMTS10车辙试验300G300G50mm的试件，在60的温度条件下，以一定的

37、荷重的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所需车轮行驶次数，即为动稳定度规定：高速公路，不宜小于800次/mm 一级公路、城市主干道，不宜小于600次/mm影响混合料高温稳定性的因素：沥青用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料尺寸、形状2、低温抗裂性混合料随温度降低，变形能力下降，路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝引起原因：混合料低温脆化、低温缩裂、温度疲劳引起措施：设计时选择沥青要稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强3、耐久性指在长期的荷载作用和自然因素影响下，保持正常使用状态而不出现剥落和松散等损坏的能力影响因素：沥青的化学性质

38、、矿料的矿物成分、混合料的组成结构、混合料的空隙率控制指标：空隙率、饱和度（沥青填隙率）、残留稳定度4、抗滑性：矿质集料的微表面性质、混合料级配、沥青用量、含蜡量5、施工和易性指混合料在施工过程中是否容易拌的、摊铺和压实的性能影响因素：砂料级配、沥青品种及用量、施工环境条件等（二）热拌沥青混合料的技术标准分为三个等级：高速公路、一级公路、城市快速路、主干道其它等级公路和城市道路行人道路见表5-1 P161课后小结:沥青混合料有几项技术性质，且相互间既有联系又有矛盾，目前作重考虑其高温时的稳定性。通过马歇尔试验测定稳定度、流值等指标来控制。v课题课题:马歇尓试验马歇尓试验 v教具用品教具用品:相

39、关仪器相关仪器v教学目的教学目的:马歇尓试验方法马歇尓试验方法v重点难点重点难点:成型、物理、力学指标测定及计成型、物理、力学指标测定及计算算v1 沥青混合料试件制作方法（击实法）v一、仪器v1、击实筒v小：，高87cm底座和套筒v大：高 115mmv2、击实锤v标准：，锤重4536E9gv落高 v大：落高 锤质量 10210+-10gmm021524 v3、试件：当时，做标准试件v当时，做加大试件v尺寸：标准：v 加大：v4、击实仪v5、搅拌机v6、脱模机mmmm5.636.101mmmm3.954.152v二、试验准备v1、确定温度（拌和及压实温度）查表 试表5-1v2、试验室备料v1）炼

40、干各材料v2）测各材料的密度v3）加热砂料，砂粉单独加热，按组备料v4）取沥青，加热v3、做试模，擦黄油，并在100烘箱中，加热1hv试验步骤v1、拌合混合料v2、击实成型v用量：标准试件约1200g，大试件约4050g v确定用量 备模 垫纸 装料 插捣 击实 反转面击实v调整用量再击实 对试件的高度有如下要求：v（标准试件）v（大试件）v养护 脱模v一、仪器：静水天平v二、步骤v1、称取干燥试件在空气中质量mav2、称取试件在水中质量mwv3、称取表干质量mfv三、结果整理v1、计算吸水率v2、计算试件的毛体积相对密度和抟体积密度wfafammmmSv3、试件实隙率v4、计算理论最大相对密

41、度v已知油石比Pawfafmmmwwfafmmm1001tfvvvvaannatPPPPP 2211100v当已知沥青含量Pb时v理论密度v 5、沥青体积百分率abnntPPPP 2211100wttafbPVAv6、砂料间隙率v7、沥青体积饱和度v8、粗集料骨架间隙率aAfaPPVA100100VVVAVMA100VVVAVaVFA1001mincacafPvvVCAv一、设备：马歇尔试验仪、加压压头v二、步骤v（一）标准方法v1、检查高度：恒温60oCv标准试件恒温3040min加大试件恒温4560min后，测定试件的稳定度及流值。v（二）浸水马歇尔试验v应将试件浸水48h后，再测定试件的

42、稳定度及流值。v课后小结：马歇尔试验包括试件成型、物理指标测定及力学指标测定几个方面。较复杂的是各项物理指标的换算。课题课题:沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计 教具用品教具用品:无无 教学目的教学目的:掌握沥青混合料配合比设计的方掌握沥青混合料配合比设计的方法与内容法与内容 重点难点重点难点:最佳沥青用量确定最佳沥青用量确定5-2 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 四、沥青混合料配合比的设计 包括三个设计阶段 1、试验室配合比设计 2、配合比设计 3、试拌试铺配合比调整 试验室配合比设计包括两部分：砂质混合料配合比设计、沥青最佳用量确定 1、矿质混合料组成设计 目的：选配一个具有足够密实度

43、，并且有较高内摩阻力的矿质混合料 级配范围（标准级配）：可用理论计算，但一般查规范确定 设计步骤 1）确定沥青混合料类型 依据道路等级、路面类型，所处结构层作选择 2）确定矿质混合料的级配范围 由混合料类型查表5-9找级配范围 P166 3）矿质混合料配合比计算 选料组成材料（原始数据测定）：取样、筛分、没密度 计算组成材料的配合比：试算法、图解法 调整配合比 a：一般情况下应接近中值，尤其是、三个粒径，必须满足规范的要求。b：高等级公路偏下限 一般公路偏上限 c：合成级配，合理适用 2、确定沥青混合料的最佳用量 方法：理论计算法、试验法（维姆法、马歇尔试验法）步骤：1）制备试样 计算矿料用量

44、 查表5-9找沥青用量范围 2）马歇尔试验 测定物理指标 测定力学指标 3）马歇尔试验结果分析 绘物理力学性质与沥青用量的关系图各项物理力学指标6.55.0沥 青 用 量5.56.057.04123 图中：1线-马歇尔稳定度曲线 2线-饱和度曲线 3线-流值曲线 4线-密度曲线 5线-空隙率曲线 确定 确定 综合确定OAC321131aaaOACmaxmin221OACOACOAC 验证OAC1 对应各指标应合格 由OAC1与OAC2综合确定OAC 热区、重交通在OAC2与OACmin中取值0.5%寒区、中轻交通在OAC2与OACmax中取值0.2%5）水稳定性检查 三组试件OAC OAC1

45、OAC2 测定MS0 当MS0=75%I型 MS0=50%II型 6）抗辙能力检验 OAC OAC1 OAC2三组作车辙试验 课后小结：沥青混合料的配合比设计包括矿料配比设计及最佳沥青用量设计两个方面。矿料配比设计一般用图解法，最佳沥青用量一般用马歇尔试验法。6-1 钢材钢材 一、钢材分类（一）按化学成分 1、碳素钢 低碳钢 0.6%2、合金钢 低合金钢 10%（二）按用途分（三）按冶炼时脱氧程度分 1、沸腾钢 2、镇静钢 3、半镇静钢（四）钢号的含义 15Mn 其中15是平均含碳量（万分数），n是主加合金元素，含量少于1.5%时不标明 二、建筑钢材的主要技术性质（一）机械性能 1、抗拉强度

46、A点：弹性极限 B下：屈服点 屈服强度es C点：抗拉强度 屈服比 对工程设计有较大意义 2、塑性（1）伸长率 （2）断面收缩率 3、冷弯性能 4、冲击韧性 5、硬度 HBbs%100001LLLfn%100010AAAAAakk（二）化学成分对性能的影响 1、碳 2、锰：0.8%时，提高强度、硬度及耐磨性，降低冲击韧性 3、硅：0.15%无影响 4、硫：热脆，规定要求0.055%5、磷：冷脆，规定要求0.045%三、建筑钢材的技术标准（一）钢结构用钢 1、碳素结构钢（1）牌号：Q235AF 其中Q为屈服强度；A为等级；F为脱氧方法 F：沸腾钢 b：半镇定钢 Z：镇定钢 TZ：半镇定钢（2）碳素结构钢性能 化学成分及力学性能均有详细要求（3）桥梁用钢：16桥，甲3桥，16q，A3q 2、低合金钢 16Mn 15 MnV 15 MnVN（二）钢筋混凝土用钢材