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2011公路工程试验检测工程师考前辅导 路用材料,第一部分集 料,一、集料基本概念,分 类（1）根据集料形成过程：卵石、碎石；（2）根据粒径大小：粗集料、细集料（注意不同用途时的划分依据）；（3）根据化学成分：酸性集料、碱性集料（知道典型酸性集料和碱性集料代表）.,一、集料基本概念,集料粒径 不同应用目的粒径划分采用不同划分界限。用于水泥混凝土的粗细粗集料划分尺寸为4.75mm，而用于沥青混合料的粗细粗集料划分尺寸为2.36mm；集料最大颗粒 集料最大粒径：使集料100通过的最小标准筛筛孔尺寸；集料公称最大粒径：可能全部通过或允许有少量存留的最小标准筛筛孔尺寸，即第一次开始产生少量存留的筛孔尺寸.,一、集料基本概念标准筛,标准筛概念 根据规范要求，沿用多年的两套标准筛系统合并为一种规格，孔的形状全部为方形，其中孔径设置有：75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm.,一、集料基本概念,取样量 现场选取用于室内试验所需的材料数量，要求有代表性，前后取样的一致性。该数量取决于试验项目内容、项目的数目以及集料公称粒径的大小。试验用量 针对某项试验所需的数量，取决于具体试验项目和材料公称粒径大小。,二、粗集料的技术性质 物理性质,物理常数：密度 密度定义：在一定（温度）条件下物质单位体积材料的质量，采用公式可表示为：密度的单位：克/立方厘米（g/cm3）克/毫升（g/ml）千克/升（Kg/L）（103）千克/立方米（Kg/m3）.,二、粗集料的技术性质 物理性质,密度种类（1）（2）（表观体积材料实体体积+闭口孔隙）（3）（毛体积材料实体体积闭口空隙体积+开口孔隙体积）,二、粗集料的技术性质 物理性质,（4）（表干质量材料实体质量开口孔隙中吸水的质量）（5）（堆积体积材料实体体积全部孔隙体积空隙体积）.,二、粗集料的技术性质 物理性质,孔隙率和空隙率；级配可由砂的级配加以说明；坚固性抵御外界环境冻融破坏的能力，采用在饱和硫酸钠溶液中浸泡并在一定温度下烘干的操作方法进行评价。注意影响坚固性的因素：除了与砂石材料的组成和结构外，还取决于孔隙率和饱水程度.,二、粗集料的技术性质 力学性质,压碎值：用于评定粗集料的承载能力；洛杉矶磨耗率：评定粗集料抗磨耗、冲击、边缘剪切等综合性能；高等级公路沥青路面表层用粗集料专用试验 抗冲击值：评定粗集料抵御行车过程产生冲击现象的能力；抗磨耗值：评定粗集料抵御行车车轮产生磨损过程的能力；抗磨光值：评定粗集料在车辆行驶时不被磨光的能力；,三、粗集料表面特征,针片状颗粒强调的内容：（1）针片状颗粒的定义；（2）针片状颗粒试验检测方法；（3）明确用于不同目的时，针片状颗粒定义和试验方法上的区别.,四、细集料技术性质,级配：表示颗粒状材料粗细颗粒的分级搭配，通过筛分试验采用下列参数进行评价。分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率,四、细集料技术性质,砂的粗度细度模数：注意细度模数公式表达方式、代表的含义和适用对象；砂中有害物质泥含量、氯化物、有机质、硫化物、轻物质、云母.,五、集料试验操作,共计十一项试验，其中粗集料强调七项、细集料三项。强调内容有：粗集料密度试验、洛杉矶磨耗试验、压碎试验、针片状颗粒含量检测试验、抗冲击试验、抗磨耗试验、抗磨光试验；细集料筛分试验，注意筛分试验过程中操作细节，并注意沥青混合料用砂的筛分和水泥混凝土用砂的筛分 方法的区别.,密度试验方法真密度,真密度 该密度针对磨细材料，采用李氏比重瓶法；操作时注意彻底排除瓶中空气。计算公式,密度试验方法表观密度,表观密度采用水中重法：分别称取经过水中浸泡的粗集料在水中质量和烘干后空气中的质量，注意被测物质的饱水程度一定要充分彻底。根据下列公式计算出粗集料的表观密度 这一检测原理根据的是浮力定律物质在水中受到浮力作用，作用力的大小取决于物体排开水的体积，而该体积正好就是被测物体体积，其在数值上等于被测物体分别在空气中称出的质量和在水中称出的质量之差。,密度试验方法毛体积密度,毛体积密度采用表干法测定：分别称取经过水中浸泡的粗集料在水中质量、水中取出后用拧干的湿毛巾擦干后的表干质量和烘干后空气中的质量，根据下列公式计算出粗集料的毛体积密度要注意集料表干状态的操作过程.,密度试验方法表干密度和堆积密度,表干密度 堆积密度分为自然堆积时的松装密度和经过密实过程的紧装密度，该密度包括振实密度和捣实密度；注意每种密度装填时的不同要求。,压碎试验,注意用于沥青混合料和用于水泥混凝土的试验方法一致，都采用压碎到2.36mm下粒径的多少进行评定。前者试验结果称为压碎值，后者结果称为压碎指标值。二者试验结果的换算关系为:压碎指标值 0.816压碎值-5,洛杉矶磨耗试验,注意不同规格（目的）材料需要不同粒径粒径组合搭配，同时要求一定数量和质量的钢球一起参与试验；评定结果的尺寸为1.7mm；结果以小于1.7mm粒径的数量占整个试验用量的百分数表示。,针片状颗粒（混凝土）检测,针片状颗粒定义：针状颗粒凡集料颗粒某一方向的尺寸超出所属粒级平均粒径的2.4倍时的颗粒；片状颗粒凡集料颗粒某一方向的尺寸小于所属粒级平均粒径的0.4倍时的颗粒；用于水泥混凝土集料试验采用规准仪法；,针片状颗粒（混凝土）检测,针状规准仪 片状规准仪首先要确定每次试验时集料的数量；进行粗细不同颗粒的分级，其中共有6个级别；逐一分级进行鉴别判定.,针片状颗粒（沥青混合料）检测,用于沥青混合料集料采用游标卡尺法；针片状颗粒定义：某一颗粒长度尺寸与高度尺寸之比大于等于3时的颗粒；注意颗粒基准面的选择，正确量取颗粒的长和高。,用于高等级公路沥青路面表层时三项集料试验,（1）抗冲击试验试验用材料颗粒粒径9.513.2mm；试验用材料数量在量筒中分三层装填，每层击实25次；击实落槌高度380mm，共15次；以击碎小于2.36mm颗粒数量占试验材料数量的百分数表示.,用于高等级公路沥青路面表层时三项集料试验,（2）抗磨光试验 磨耗试件 磨光仪,用于高等级公路沥青路面表层时三项集料试验,（3）抗磨耗试验,砂筛分试验,注意不同用途的砂或不同状况的砂的筛分区别；采用标准套筛：从4.75mm至0.075mm，通常试验用砂质量500g；过筛要充分彻底：在过筛完成后，要逐一进行每个筛的单独操作，当每分钟筛出量不超过筛上剩余量的0.1%时，可认为过筛完成；要求试样总量与各筛存留量之和的差值不得超过总量的1%.,六.矿料级配组成设计有关级配的概念,级配类型连续级配在较宽的范围里不同粒径颗粒连续分布的级配；间断级配在粒径分布过程中，位于中间部位有一个或 连续若干粒径缺失的级配；开级配在较窄且偏粗的范围内连续分布的级配；级配范围：用于控制集料级配状况的标准.,六.矿料级配组成设计级配设计概念,设计方法 计算法、图解法、计算机辅助设计；设计条件1.目标级配设计范围；2.各规格矿料筛分结果.,五.矿料级配组成设计级配设计过程,图解法设计主要步骤 1.按一定比例绘制一个矩形框图，从左下到右上引对角线。纵边以常数尺度标出通过量刻度，并根据要求的级配通过量范围中值在横边上确定各筛孔孔径位置；2.将各规格矿料筛分结果在框图中以折线的形式绘制在图中；3.根据相邻两条折线的位置关系，依次确定不同规格矿料在合成级配中所占比例；4.对所得比例进行验算，如果与所需的级配范围不完全相符，则根据实际情况调整比例，直至合成级配完全满足级配要求.,第二部分水泥和水泥混凝土,一.水泥技术性质水泥概述,常用水泥品种1.硅酸盐水泥：不掺外掺料或掺入量不超过5%的水泥；2.普通硅酸盐水泥：外掺料在615%的水泥；3.矿渣水泥：掺入2070%高炉矿渣的水泥；4.火山灰水泥：掺入2050%火山灰物质的水泥；5.粉煤灰水泥：掺入2040%粉煤灰材料的水泥；,一.水泥技术性质水泥概述,通用硅酸盐水泥的定义 以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥划分为六个品种：（1）硅酸盐水泥：当活性材料（主要是矿渣）掺量5%时的通用硅酸盐水泥，并进一步分为P.I和P.II两种；（2）普通硅酸盐水泥：掺入5且20活性材料的通用型硅酸盐水泥，代号PO；,一.水泥技术性质水泥概述,（3）矿渣硅酸盐水泥：矿渣掺量范围20%且70%，并分为A型和B型。A型矿渣掺量20%且50%，代号；B型矿渣掺量50%且70%，代号P.S.B；（4）火山灰质硅酸盐水泥：火山灰质活性材料掺量范围20%且40%，代号PP；（5）粉煤灰硅酸盐水泥：粉煤灰掺量20%且40%，代号PF；（6）复合硅酸盐水泥：掺入20%且50%的复合型混合材料，代号 PC.,一.水泥技术性质水泥概述,水泥生产工艺两磨一烧通过生产工艺，了解水泥熟料中加入石膏的作用原理和可能带来的问题。水泥外掺料了解水泥中加入外掺料的目的和作用外掺料分为活性和非活性两种类型，其目的是提高产量和降低成本，改善水泥品质.,二.水泥技术性质化学性质,化学性质主要指水泥中可能对水泥性能带来不利影响的有害成分，主要有：1.酸不溶物；2.烧失量；3.三氧化硫；4.游离氧化镁；5.氯离子 6.碱含量.,二.水泥技术性质物理性质,细度定义：表示水泥颗粒粗细程度。意义：过粗或过细对水泥的品质都不利。标准稠度定义：指水泥净浆对标准试杆沉入时所产生的阻力达到规定状态时所具有的水和水泥用量的百分比。意义：是测定水泥凝结时间和安定性等试验结果具有可比性的基础。,二.水泥技术性质物理性质,凝结时间定义：水泥浆从可塑状态到失去塑性所需的时间，分初凝和终凝。要求初凝时间不能太短，而终凝时间不能太长；安定性定义：表征硬化后的水泥浆体是否产生过量或不均匀的的体积变化，从而对水泥结构造成不利影响的现象。原因：造成水泥安定性不良的原因在于水泥中存在过量的游离氧化钙和游离氧化镁以及三氧化硫.,二.水泥技术性质 力学性质,定义主要指水泥胶砂的抗折和抗压强度；强度等级根据规定龄期所得的抗折、抗压强度来划分，并依据28d抗压强度的大小进行命名；影响强度的因素1.测定时水泥胶砂的材料组成比例；2.成型养护条件和龄期；3.力学强度试验条件和方法.,三.水泥试验检测试验内容,共计五项试验内容，包括：（1）水泥细度试验检测、（2）水泥净浆标准稠度确定、（3）凝结时间测定、（4）安定性检测、（5）水泥胶砂强度试验。试验检测注意事项（1）哪些试验分为了标准法和代用法，两种方法相互间关系；（2）判定试验结果的标准；（3）影响试验结果准确性的主要因素；（4）影响加载试验过程的两个因素加载速率和适宜的压力机量程选择；（5）抗折抗压试验结果的数据处理.,三、水泥试验检测标准法和代用法说明,用于水泥试验的方法中存在标准法和代用法概念；存在这种现象的原因在于使我国水泥试验操作方法与国际通行做法相接轨，以国际上普遍采用的方法当作标准方法，而将长期以来在我国采用的方法看做为代用法；两种方法不存在孰优孰劣的说法，在有条件时首选标准法，当两种做法得到的结果不一致时，以标准法结果为准.,三、水泥试验检测水泥细度检测,细度试验方法可分为筛析法和比表面积法；检测硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥细度时要采用比表面积法，其他类型水泥采用筛析法；筛析法又分为水筛法和负压筛法，其中水筛法是代用法，负压筛法是标准法；试验结果以水泥标准筛上的存留量占试验用水泥数量的百分数表示.,三、水泥试验检测水泥细度检测,当采用负压筛法时，注意负压筛仪的真空度要达到40006000Pa；比表面积是指单位质量下物质的表面积，物质比表面积越大，其颗粒越细.,三、水泥试验检测水泥净浆标准稠度用水量测定,该试验内容也可分为标准法和代用法两种，其中标准法采用维卡仪，而代用法采用试锥法；两类方法都是固定水泥用量500g，根据经验采用调整用水量方法找出达到标准稠度时所需的用水量；搅拌程序要按照规定进行.,三、水泥试验检测水泥净浆标准稠度用水量测定,试验判断结果维卡仪以试杆贯入水泥浆离底板距离为61mm 为准，试锥法以试锥贯入水泥浆深度达到282mm为准.,三、水泥试验检测水泥净浆标准稠度用水量测定,代用的试锥法还可采用固定用水量的方法进行，也就是称取水泥500g，统一加水量142.5ml。根据试锥贯入深度S（mm）通过计算得到标准稠度P：P（）33.40.185S,三、水泥试验检测水泥凝结时间试验方法,三、水泥试验检测水泥凝结时间试验方法,水泥凝结时间试验分为初凝检测和终凝检测两个步骤；初凝时间是根据标准试针贯入水泥浆的深度离底板距离为41mm时为准，终凝时间是试针贯入水泥浆深度仅为0.51mm时所需时间；初凝时间和终凝时间的检测采用不同试针，其中终凝时间试针带有一个环形附件.,三、水泥试验检测安定性试验,试验方法称为沸煮法，可分为标准法雷氏夹法和代用法试饼法；试饼法判断方法是从试饼沸煮后是否有明显变形现象、表面是否出现裂缝和掉渣来判断；沸煮时要求30min内开始沸腾，连续沸煮三小时途中不等补加水.,三、水泥试验检测安定性试验,雷氏夹法注意判断方法，要求沸煮之后雷氏夹指针打开的距离（mm）与沸煮之前的打开距离之差的平均值不大于5mm；,三、水泥试验检测水泥力学强度试验,水泥力学强度试验采用水泥胶砂法；试件几何尺寸为4040160mm，在专用三联模中成型；成型时每个三联模所需原材料数量为水泥：水：标准砂450g：225ml：1350g；,三、水泥试验检测水泥力学强度试验,水泥胶砂中所采用的砂是标准砂，标准的含义是：有一定的级配要求；有一定的成分要求；指定的厂家生产；可以按每次试验所用数量的小包装销售，也可以每个粒径单独包装销售，使用时按粒径级配要求自行组配.,三、水泥试验检测水泥力学强度试验,胶砂搅拌设备 胶砂振实设备,三、水泥试验检测水泥力学强度试验,抗折加载设备 抗压加载设备,三、水泥试验检测水泥力学强度试验,胶砂养护条件：201 的水中养护；抗折和抗压计算公式：注意试验单位的统一，其中荷载以N为单位，几何尺寸以mm为单位，强度则是MPa.,三、水泥试验检测水泥力学强度试验,试验数据处理抗折强度：（1）取三个试件的平均值；（2）当其中一个计算结果与平均值的差超过平均值的10%时，该值舍去，以剩余两个的平均值为结果；抗压强度：（1）取6个试件的平均值；（2）当其中1个计算结果与6个平均值的差超过平均值的10%时，该值舍去，以剩余5个的平均值为结果；（3）当其中又一个计算结果与5个平均值的差超过平均值的10%时，则试验作废.,压力机正确操作,加载速度应按规定的要求进行，例如水泥胶砂加载速度是2.40.2kN/s；压力机的量程选择：正确压力机的量程是指当估计所需最大荷载正好位于所选压力机量程的2080%之间的量程.,四、（硅酸盐类）水泥技术标准,水泥的技术标准分别依据物理性质、力学性质和化学性质等三个方面加以制定。水泥强度等级的判断 水泥强度等级的确定要从抗压和抗折两项强度指标和28d和3d两个龄期全面考虑，并依据28d抗压强度的大小进行命名；水泥品质判断 1.合格品；2.废品造成废品的因素：游离氧化镁、三氧化硫、初凝时间和安定性；3.不合格品造成不合格品的因素：细度、终凝时间、不溶物、烧失量、外掺料数量、强度以及外包装不符规定等.,四、水泥品质判断规定,取消废品水泥判定；当化学指标、凝结时间、安定性和强度符合要求时，判定为合格水泥；当上述项目中任何一项不符合标准时，判定为不合格水泥；注意：不合格品判定中取消细度和混合材料掺加量的规定内容.,四、水泥混凝土技术性质新拌混凝土工作性,定义包括流动性、可塑性、稳定性和易密性：（1）流动性：易于通过流动均匀密实填充整个模板的能力；（2）可塑性：不发生脆性断裂性能；（3）稳定性：不产生泌水和离析的性质；（4）易密性：易于达到密实程度的性质；影响工作性的因素包括外因和内因，主要有：（1）原材料性质和特点；（2）组成混凝土材料比例水灰比、用水量、砂率等；（3）外加剂；（4）搅拌方式和程度.,四、水泥混凝土技术性质硬化后的力学性质,抗压强度：（1）立方体抗压强度：是根据规范测得的强度平均值；（2）立方体抗压强度标准值：在标准试验条件下，满足保证率要求的强度值；（3）混凝土强度等级：当上述标准值达到并超过某一规定强度等级时，以大写字母C和该等级组合，就成为所谓该混凝土强度等级；抗弯拉强度：用于水泥混凝土板配合比设计指标；影响混凝土力学强度的因素：水灰比、集料特性、浆集比、养护条件.,五、混凝土试验检测技术,共强调四项试验：（1）工作性检测坍落度试验和维勃稠度试验；（2）混凝土凝结时间试验；（3）密度检测试验；（4）强度试验抗压和抗弯拉强度试验；强调重点：（1）每项试验操作过程；（2）坍落度试验中评定工作性的方法；（3）力学试验加载速率、适宜量程选择方法；（4）抗压和抗弯拉试验结果的数据处理.,五、混凝土工作性试验坍落度试验,坍落度法：试验操作过程中装填方法和要求；坍落度值（mm）所代表的含义；通过捣棒敲击判断混凝土的粘聚性；通过观察判断混凝土的保水性.,五、混凝土工作性试验维勃稠度试验,维勃稠度法：适用的条件干硬性混凝土，结果以秒为单位表示；维勃稠度结果越大，相应混凝土坍落度就越小.,五、混凝土凝结时间测定试验,进行混凝土凝结时间试验的原因：材料组成发生变化，试验时的环境条件的改变等。试验采用贯入阻力仪进行；试验原理：将拌合好的混凝土过4.75mm的筛，装入试模中。在不同时间里测定试针贯入水泥混凝土中所需力的大小，并根据测得的力和试针针头截面积计算出对应的压强（MPa）；要求第一次测得的压强不大于3.5 MPa，最后一次测得的压强则要超过28 MPa；结果表示方法：根据经历不同时间测得的压强绘图（时间为横坐标，压强为纵坐标），分别将3.5 MPa和28 MPa所对应的时间定义为混凝土的初凝和终凝.,五、水泥混凝土密度测定,目的：通过密度测定，用于混凝土配合比设计时的组成比例修订；测定时注意 要求容量筒内径不小于混凝土公称最大粒径的4倍；按照混凝土坍落度的大小，以不同方式密实成型；测得的密度是混凝土表观密度.,五、混凝土力学强度试验试件成型设备和试模,搅拌设备 震实台 立方体试模和试块 小梁试模和试块,五、混凝土力学强度试验试件成型,试件成型的关键是试件的密实过程，根据混凝土坍落度的差别，分别采用不同的方式方法：当坍落度在2070mm时，采用振动台密实成型，操作时既要密实，又不能超振，以免水泥浆的流失；当坍落度超过70mm时，采用人共插捣密实成型；当坍落度小于20mm时，要用插捣棒来密实成型.,混凝土力学试验加载设备,抗弯拉加载设备 抗压加载设备试验时同样要注意加载速率、压力机量程的选择和试验数据处理。,五、混凝土强度试验,抗压或抗折强度试验时的加载方式：其中抗折试验采用三分点双荷载加载方法；两个力学试验结果计算方法：（1）取三个的平均值；（2）当其中一个结果与中间值的差超过中值的15%，取中值作结果；（3）当另一个结果与中值的差又超过中值的15%，则试验作废.,六.混凝土质量评定,统计法：包括已知标准差法和未知标准差法；未知标准差法非统计法,七.混凝土配合比设计方法原材料要求,水泥水泥品种根据混凝土构造物要求和环境特点确定；水泥强度等级与混凝土的强度等级相匹配：水泥强度等级是混凝土强度等级的11.5倍较为适宜。粗集料满足基本技术性质要求；注意粗集料公称最大粒径的限制要求；采用连续级配或间断级配时各自的优缺点；,七.混凝土配合比设计方法原材料要求,砂控制砂中的杂质含量；砂的级配分区，注意其中二区砂的特点；水含有较少的杂质，通常生活用水即可.,七.混凝土配合比设计方法概述,混凝土配合比表达方式（1）单位用量表达方式以1立方混凝土中各材料用量（Kg）表示；例如：水泥：水：砂：石=300：150：600：1200（Kg/M3）（2）相对用量表达方式水泥用量当作1，其它材料针对与水泥用量的相对值；例如：水泥：砂：石，W/C 1：2.0：4.0:0.50配合比设计要求（1）强度要求提出一个比设计强度更高的配制强度；（2）工作性要求适宜的坍落度、良好的粘聚性和保水性；（3）耐久性要求通过最小水泥用量和最大水灰比保证耐久性；（4）经济性要求采用当地材料或替代物.,七.混凝土配合比设计方法概述,设计参数（1）水灰比决定水泥浆的稀稠程度，并直接影响混凝土强度；（2）用水量决定水泥浆数量多少；（3）砂率直接影响混凝土的保水性和粘聚性。设计步骤（1）初步配合比根据设计文件要求和原材料特点提出最初的配合比；（2）基准配合比通过实际坍落度试验检测、调整混凝土工作性；（3）试验室配合比通过实际检测不同水灰比下混凝土强度，确定能够满足配制强度要求的配合比，并 进一步修正混凝土密度；（4）工地配合比根据工地现场砂、石含水率调整混凝土各材料用量.,七.混凝土配合比设计方法初步配合比设计,根据混凝土强度保证率和施工技术水平，确定配制强度；通过公式计算混凝土水灰比，并依据耐久性要求校核该水灰比是否满足耐久性要求；式中：fce水泥实际强度；aa、ab与集料类型有关常数.,七.混凝土配合比设计方法初步配合比设计,通过查表的方式确定混凝土用水量（m水），注意该用水量的大小取决于坍落度和粗集料的类型与公称粒径；计算求得水泥（m水泥）用量，并进行耐久性校核；通过内插法查表确定砂率，注意影响砂率大小的因素；采用质量法或体积法计算求得砂和粗集料的用量.,七.混凝土配合比设计方法初步配合比设计,质量法（假定密度法）,七.混凝土配合比设计方法初步配合比设计,体积法,七.混凝土配合比设计方法基准配合比设计,取适宜的数量拌和混凝土进行坍落度试验，根据实测的坍落度值、粘聚性以及保水性调整混凝土配合比：（1）坍落度、粘聚性和保水性都理想时，无需再做调整，基准配合比等同于初步配合比；（2）坍落度不满足要求，但粘聚性和保水性良好，则采用水灰比不变，加减水泥浆用量的方法，调整混凝土坍落度。此时，砂、石用量保持不变，水泥和水的用量发生变化；（3）坍落度符合要求，但粘聚性和保水性较差，则采用适当提高砂率的方法进行调整。此时，水泥和水的用量基本不变，砂、石用量加以调整；（4）当坍落度、粘聚性和保水性都不理想时，可以同时调整水泥浆数量和砂率，也可重新进行混凝土的配合比设计.,七.混凝土配合比设计方法试验室配合比设计,以初步配合比得到的水灰比为中值，采用等间隔的方式再得到两个不同的水灰比，分别拌和成型、养护28d，测得各自强度；根据不同灰水比所对应强度绘图，确定满足配制强度的所对应的水灰比，作为最终的水灰比；根据实测混凝土毛体积密度与计算密度的比值，对各材料进行密度修正.,七.混凝土配合比设计方法试验室配合比设计,七.混凝土配合比设计方法工地配合比设计,根据砂、石含水率定义，确定工地拌和混凝土时各材料的用量;含水率定义：注意：烘干材料质量和含水材料质量之间关系：,七.混凝土配合比设计方法工地配合比设计,当砂含水率为a%、石的含水率为b%时，工地配合比就是,第三部分沥青与沥青混合料,一.沥青技术性质,沥青的粘滞性以条件粘度针入度、软化点表示：1.针入度：表征沥青的粘稠性，是沥青标号划分依据；2.软化点：表征达到相同粘稠状态下所对应的温度，同时表示沥青的热稳定性；沥青延性以延度指标表示；低温延度值的大小一定程度上反应沥青的抗裂性；沥青的感温性以针入度指数表示；1.表示沥青在软化点之下的感温性，针入度指数（PI）越大，沥青的感温性越小；2.兼顾高低温要求时，要求沥青的PI值在1.51.0之间；,一.沥青技术性质,粘附性通过水煮或水浸的方式检测粘度程度；1.沥青与集料之间的粘附性越好，表征沥青混合料的水稳性越好。2.要求沥青与集料之间的粘附等级在4级之上；沥青耐久性采用薄膜烘箱加热方式评价；1.引起沥青老化的因素有：热、紫外光、氧、水、矿料的渗流硬化等；2.薄膜烘箱试验评价方法：（1）沥青质量损失；（2）针入度比；（3）实测延度.,三.沥青材料试验检测,共涉及七项试验，其中针入度、软化点、延度、薄膜烘箱试验和密度检测是重点；掌握各项试验检测结果所表征的沥青性质；试验过程中影响试验结果的条件及各条件变化对试验带来的影响.,沥青试验检测针入度试验,针入度是表示沥青粘稠度大小的指标，并以此作为评定沥青标号的依据；试验条件：温度、标准针质量、测定时间，常用试验条件是25、100g、5s；平行试验的读数要求；,沥青试验检测软化点试验,软化点是一种表示沥青热稳定性高低的指标。特别关注升温速度的控制：要求5/min.,沥青试验检测延度试验,延度在一定程度上表示了沥青低温性能，表示了低温时的抗裂能力。试验条件：温度控制在15或10 状态；拉伸速率控制在5cm/min；水的密度调整.,沥青试验检测薄膜烘箱老化试验,试验反映沥青抗老化能力；试验条件：沥青50g、温度163、时间5h；评定方法：质量变化；针入度比；实测延度值.,薄膜红线内部结构和盛样皿,沥青试验检测沥青密度测定,操作过程：1.称取空密度瓶质量（m瓶）；2.称取装满水的密度瓶质量（m瓶+水）；3.称取装入适量沥青后的密度瓶质量（m瓶+沥青）；4.称取再装满水后的密度瓶质量（m瓶+沥青+水）.计算公式：,二.沥青技术要求,1.采用道路石油沥青取代原有的重交沥青（AH）和中、轻交通道路沥青（A）;2.沥青标号的划分根据针入度的大小；3.不同标号的沥青适用于不同的气候环境；4.将沥青划分为三个等级，A级沥青适用于各种条件、B级沥青适用于高等级公路的下面层和其它等级的各个层次、C级沥青适用于三级及三级以下的道路.,四.沥青混合料概述,沥青混合料分类1.根据空隙率：密级配沥青混合料空隙率36；开级配沥青混合料空隙率18以上；半开级配沥青混合料空隙率612；2.根据级配类型：连续级配沥青混合料；间断级配沥青混合料；,3.按矿料的公称最大粒径：特粗式沥青混合料最大粒径为37.5mm；粗粒式沥青混合料最大粒径31.5mm、26.5mm；中粒式沥青混合料最大粒径19mm、16mm；细粒式沥青混合料最大粒径13.2mm、9.5mm；砂粒式沥青混合料最大粒径4.75mm.,四.沥青混合料概述,沥青混合料结构类型1.采用连续级配矿料悬浮密实型结构，具有较低的空隙率，有较好的耐久性，良好的低温性能，但高温抗车辙能力较差；2.采用开级配矿料骨架孔隙型结构，空隙率较高，所以低温抗开裂性能较差，低温性不好，但高温抗车辙能力相对较好；3.采用间断级配矿料密实骨架型结构，具有较高的密实程度，能够同时兼顾高、低温性能和耐久性要求.,五.沥青混合料路用性能,高温稳定性高温条件下沥青混合料抵抗车辆反复作用，不产生明显永久变形的能力，特别是对高等级公路渠化交通条件下抵抗车辙性能的能力。评价指标：马歇尔稳定度、动稳定度；低温抗裂性冬季低温条件下，特别是急剧降温时沥青混合料抗开裂的能力。评价指标：低温破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量；,五.沥青混合料路用性能,耐久性表征沥青混合料抗老化性、水稳性和抗疲劳能力。评价指标：空隙率、饱和度、残留稳定度；抗滑性有助于车辆行驶安全的性能。评价指标：路面构造深度、摩擦系数；施工和易性.,六.沥青混合料技术标准,空隙率压实沥青混合料中空隙体积占整个混合料体积百分率。通常密级配沥青混合料的空隙率在36之间；稳定度在规定条件下沥青混合料马歇尔试件可承载的最大荷载（kN）。通常密级配沥青混合料的稳定度8 kN；流值规定条件下，沥青混合料马歇尔试件达到最大荷载时所对应的竖向变形（mm）。通常密级配沥青混合料的流值在24mm之间；饱和度压实沥青混合料中沥青体积占矿料骨架以外空间体积的百分率。通常是5075之间.,六.沥青混合料技术标准,动稳定度在规定条件下，沥青混合料每形成1mm车辙时需要的碾压次数。通常要求600800次/mm以上；水稳性沥青混合料马歇尔试件在60水中浸泡48h后，所达到的稳定度。通常要求残留稳定度7580以上；矿料间隙率压实沥青混合料试件中矿料以外的空间体积占试件总体积的百分率。该值的大小取决于混合料的空隙率和矿料的公称最大粒径.,六.沥青混合料试验检测,共包括九项试验，其中的重点 1.沥青混合料马歇尔试件制备方法；2.混合料密度检测；3.马歇尔稳定度试验；4.车辙试验；5.沥青与矿料粘附性试验；6.沥青混合料沥青含量检测试验；重点掌握1.试验操作过程；2.不同试验方法的适用性；3.影响试验结果的因素.,沥青混合料试验马歇尔试件的制备,混合料搅拌锅 马歇尔成型击实设备 马歇尔试块,沥青混合料试验马歇尔试件的制备,备料 根据经验每个马歇尔试件所需矿料约1200g；原材料加热 根据沥青标号确定沥青加热温度，矿料（不包括矿粉）的加热温度高于沥青加热温度1030；拌合 控制拌合温度与沥青加热的温度大致一致，将矿料加入拌合锅，按所需的数量添加沥青，搅拌大约11.5min后，再加入矿粉继续搅拌均匀，控制时间3min；击实成型 双面各击75次；脱模,沥青混合料试验密度试验,根据吸水率大小：几乎不吸水（0.5%）采用水中重法；吸水率不大于2%采用表干法；吸水率超过2%采用蜡封法；空隙率超过18%采用体积法；混合料最大理论密度采用真空法.,沥青混合料试验稳定度试验,在60水中浸泡3040nim；试验结果有稳定度（kN）和流值（mm）;注意结果的数据计算要求：其中的K是试验常数，根据每组试件的个数确定。当个数是4个时，取1.46。,沥青混合料试验车辙试验,车辙板的制备方法同马歇尔试件制备方法相似；车辙试验温度60，并在试验操作前至少要在规定温度条件下恒温2h；结果计算公式：,沥青混合料试验粘附性试验,集料粒径超过13.2mm采用水煮法：选取13.219mm颗粒5颗，裹覆沥青后在接近沸腾状态下沸煮3min；集料粒径小于13.2mm采用水浸法：选取9.513.2mm颗粒集料200g，四分法保留100g，加入5g沥青在规定的温度下拌合，挑选20颗摊在玻璃板上，放入80水中浸泡30min；领会粘附等级评定思路；,沥青混合料试验沥青含量检测,方法有 抽提法；离心法；高温燃烧法。,七.沥青混合料配合比设计方法配合比设计步骤,目标配合比设计阶段：室内系统配合比设计；生产配合比设计阶段：现场配合比调整；生产配合比验证：试验路铺筑.,七.沥青混合料配合比设计方法配合比设计内容,矿料级配组成设计要求所设计的矿料具有足够的密实度，并具有较高的内摩阻力；最佳沥青用量在选定的矿料级配条件下最适宜的沥青用量.,七.沥青混合料配合比设计方法气候分区指标,气候分区高温指标采用工程所在地最近30年内最热月份平均日最高气温的平均值，作为（反映高温）气候分区的一级指标。一级指标划分为3个区：高温气候1区：30（夏炎热区）；高温气候2区：2030（夏热区）；高温气候3区：20（夏凉区）.,七.沥青混合料配合比设计方法气候分区指标,气候分区低温指标采用工程所在地最近30年的极端最低气温，作为（反映低温）气候分区的二级指标：低温气候1区：-37.5（冬严寒区）；低温气候2区：-37.5-21.5（冬寒区）；低温气候3区：-21.5-9.5（冬冷区）；低温气候4区：-9.0（冬温区）.,七.沥青混合料配合比设计方法气候分区指标,气候分区雨量指标采用工程所在地最近30年内年降雨量平均值，作为气候分区的三级指标：降雨量1区：1000mm（潮湿区）；降雨量2区：1000500mm（湿润区）；降雨量3区：500250mm（半干区）；降雨量4区：250mm（干旱区）.,八.沥青混合料配合比设计方法原材料要求,沥青1.针对气候环境选择标号适宜的沥青：环境气候温度较高，沥青的标号较低一些，反之则相对高一些；2.根据交通状况、是否存在渠化交通现象、混合料类型以及所处的结构层位等对所挑选的沥青标号做进一步调整。通常，交通量大、存在渠化交通、沥青混合料矿料粒径偏细、或位于结构层位的上层，则沥青标号应低一些；反之则高一些。,八.沥青混合料配合比设计方法原材料要求,粗集料1.满足粗集料的物理力学指标；2.与沥青有良好的粘附效果：粘附等级应在IV级以上，如果需要则要对粘附性进行改善：掺入性能良好的抗剥落剂；用消石灰或水泥替代部分矿粉；将粗集料用石灰浆处理。3.良好的粒径规格：有助于矿料的级配合成.,八.沥青混合料配合比设计原材料要求,细集料1.良好的物理力学性质；2.适宜的粒径规格；矿粉（填料）1.采用碱性石灰岩加工磨细而成，具有良好的亲油性；2.满足相应细度要求.,八.沥青混合料（目标）配合比设计矿料级配设计,针对设计文件、或工程要求，由道路等级、路面类型以及所处结构层层位等因素来确定；通常每一层压实后沥青混合料的厚度不小于所选矿料类型中公称最大粒径的2.53.0倍；根据道路等级、气候和交通特点，对级配进行偏粗或偏细的调整。当夏季温度偏高且持续时间较长、重载车多时，宜选择较用较粗的级配类型，并取较高的设计空隙率；反之，选用较细级配类型，并取较低的设计空隙率.,八.沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,沥青混合料沥青用量表示方法：1.2.,八.沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,沥青大致用量范围的确定1.借鉴以往类似工程，由公式计算确定可能的最佳沥青用量，并由此得出沥青的大致用量范围：分别为以往同类工程所使用的最佳沥青用量和相对合成毛体积密度；2.当缺乏可借鉴的经验时，可以5的沥青用量作中间值，以0.5的等间隔向两侧扩展，大致确定出沥青的用量范围.,八.沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,制备马歇尔试件1.通常将确定的沥青用量范围等间隔划分成5组，每组制备45个试件；2.根据某一沥青用量下一块试件大致所需材料用量，备好一盘混合料所需的合成矿料和沥青。3.根据要求温度加热各种原材料，按顺序加入搅拌锅搅拌；4.取一定量（大约1200g）拌和好的混合料在成型仪器上按要求击实成型，并将成型好的试件放凉后脱模。根据测得的试件高度判断第一次所取的混合料是否合适，如需要进行适当调整。最好将所有成形好的试件进行编号，以备后用.,八.沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,马歇尔试件密度测定针对马歇尔试件的吸水率或空隙率大小，采用适宜的方式检测各试件的密度；各沥青用量条件下参数的计算分别计算出不同用油量条件下各试件的空隙率、饱和度、矿料间隙率等参数；稳定度和流值试验在马歇尔仪上按规定的方式检测各试件的稳定度和流值.,八.沥青混合料（目标）配合比设计最佳沥青用量确定,最佳沥青用量（OAC）确定以油石比为横坐标、各参数为纵坐标，绘制各参数相对于油石比变化规律图。根据沥青混合料要求的技术指标分别确定最佳沥青用量初始值（OAC1）和最佳沥青用量中值（OAC2），以此确定最终的最佳沥青用量。最佳沥青用量修正根据气候环境和交通特点进一步修正最佳沥青用量：1.对用于热区道路或交通渠化现象明显的混合料，可在最佳沥青用量中值和最佳沥青用量范围的下限区间调整，但一般最佳沥青用量不宜小于中值的0.5；2.对寒区或交通量不大的道路，最佳沥青用量可在中值和上限之间调整，但一般最佳沥青用量不宜大于中值的0.3。通过残留马歇尔试验、车辙试验对确定的最佳沥青用量下混合料配合比进行进一步的验证.,