第二章《建筑材料》

1、湖南省2016年度市政公用工程專業(yè)技術(shù)職務(wù)任職資格考試專業(yè)知識主講： 黃美燕第二章 建筑材料第一節(jié) 石料與集料一、石料1.1 石料的巖石學(xué)特性巖石的定義：是指在各種地質(zhì)作用下按一定方式組合而成的礦物集合體，是組成地殼及地幔的主要物質(zhì)。 巖石的分類根據(jù)成巖條件將巖石分成三類:巖漿巖深成巖、噴出巖、火山巖沉積巖-碎屑巖、粘土巖、化學(xué)及生物化學(xué)巖變質(zhì)巖-片理狀巖、塊狀巖常見巖石種類 根據(jù)石料組成中二氧化硅成分含量的多少，將巖石分成不同酸堿性石料。 親水系數(shù)表明石料對水親和力的大小。親水系數(shù)越大，說明石料與水的結(jié)合程度越高，相對應(yīng)與瀝青的結(jié)合力就越弱，所以石料的酸堿性直接影響到石料和瀝青構(gòu)成的混合料的

2、性質(zhì)。1.2 石料的物理性質(zhì)物理常數(shù) 吸水性 抗凍性1.2.1 物理常數(shù) 圖2-1 石料體積組成示意圖意義：表征石料的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，并間接反映其物理力學(xué)特 性，也是混合料組成設(shè)計計算時的重要原始資料。 指標(biāo)：真實密度、毛體積密度和孔隙率 （1）真實密度 （真實體積 vs 礦物實體體積）測試方法：量積法、水中稱量法和蠟封法（2）毛體積密度 (毛體積 vs +vn+vi閉口與 開口孔隙)（3）孔隙率：測試方法：煮沸法或真空抽氣法圖2-1石料體積組成示意圖1.2.2 吸水性（1）吸水率定義：是指在規(guī)定條件下，試件最大吸水質(zhì)量與烘干石料試件質(zhì)量 之比。測試方法：將已知質(zhì)量的干燥規(guī)則試件逐層加水至浸沒，

3、用自由吸水法測定其吸水后質(zhì)量。 （2）飽和吸水率定義：是指在強制條件下，石料試件的最大吸水質(zhì)量與烘干試件質(zhì)量之比。 測試方法：將已知質(zhì)量的干燥規(guī)則試件用煮沸法或真空抽氣法強制飽水，測定其飽水后的質(zhì)量。（3）飽水系數(shù)定義：巖石吸水率與飽和吸水率之比意義：一般來說，石料的飽水系數(shù)越大，常壓下吸水后留余的空間就越少，巖石越容易被凍脹破壞，其抗凍性就越差。 1.2.3 抗凍性抗凍性是指石料在飽水狀態(tài)下,能夠經(jīng)受反復(fù)凍結(jié)和融化而不破壞,并不嚴(yán)重降低強度的能力?？箖鲂栽囼炇侵冈嚰诮畻l件下，經(jīng)多次凍結(jié)與融化作用后測定試件的質(zhì)量損失以及單軸飽水抗壓強度的變化。巖石的抗凍性用兩個直接指標(biāo)表示，一個為凍融系數(shù)

4、，另一個為質(zhì)量損失率。 凍融系數(shù)：是凍融試驗后試件飽水抗壓強度與凍融試驗前試件飽水抗壓強度之比。 質(zhì)量損失率：凍融試驗前后的干試件質(zhì)量差與凍融前干試件質(zhì)量的比值。一般認(rèn)為凍融系數(shù)大于75，質(zhì)量損失率小于2時，為抗凍性好的巖石。吸水率小于0.5，軟化系數(shù)大于0.75以及飽水系數(shù)小于0.8的巖石，具有足夠的抗凍性。對于一般道路工程，往往根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)來確定是否需要進行巖石的抗凍性試驗。1.3 石料的力學(xué)性質(zhì)技術(shù)指標(biāo)：單軸抗壓強度、單軸壓縮變形、劈裂強度、抗剪強度、點荷載強度和抗折強度，以及抗壓碎、抗沖擊、抗磨光、抗磨耗等性能。關(guān)鍵指標(biāo)：單軸抗壓強度和抗磨耗性1.3.1 單軸抗壓強度意義：單軸抗壓強度

5、是反映石料力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)。 影響因素：石料的組成結(jié)構(gòu) 礦物組成、巖石的結(jié)構(gòu)、孔隙構(gòu)造、裂隙分布等試驗條件:試件幾何尺寸、溫度、加載速率、濕度等測試方法：將石料制備成規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)試件，飽水處理后采用萬能試驗機（或壓力試驗機），使試件在按規(guī)定加載條件下單軸受壓，直至達(dá)到極限破壞時的單位承壓面積。1.3.2 磨耗率砂石材料磨耗率是指其抵抗撞擊、邊緣剪力和摩擦等聯(lián)合作用的能力。石料的磨耗率常采用洛杉磯磨耗試驗進行測定。經(jīng)過規(guī)定的擱板式磨耗機試驗后，石料的磨耗率采用下式來計算： 1.4 石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)石料所屬巖石類型，將石料分成四大類：巖漿巖、石灰?guī)r、砂巖或片麻巖以及礫巖；再依據(jù)石料的抗壓強度的高低

6、和磨耗率的大小將每種類型巖石劃分成四個等級。二、二、集料2.1 集料的分類定義：集料是由不同粒徑礦質(zhì)顆粒組成，并在混合料中起 骨架和填充作用的粒料。分類：按成因及加工方式分 礫石 碎石 天然砂 人工砂 石屑 工業(yè)冶金礦渣 按粒徑范圍分 粗集料 細(xì)集料 礦粉2.2 集料的物理性質(zhì)2.2.1 物理常數(shù)（1）密度集料組成質(zhì)量與體積關(guān)系示意圖集料是礦質(zhì)顆粒的散狀混合物，不僅包括礦物及礦物間的開口孔隙和閉口孔隙，還包括礦質(zhì)顆粒間的空隙。集料的體積和質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。集料組成質(zhì)量與體積關(guān)系示意圖表觀密度、毛體積密度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

7、粒的質(zhì)量，分為自然堆積密度、振實堆積密度與搗實堆積密度。（2） 空隙率空隙率反映了集料的顆粒間相互填充的致密程度，是指集料在某種堆積狀態(tài)下的空隙體積（含開口孔隙）占堆積體積的百分率。在松裝和緊裝狀態(tài)下，粗集料的空隙率分別為43%-48%和37%-42%，細(xì)集料空隙率分別為35%-50%和30%-40%。（3）粗集料骨架間隙率骨架間隙率通常指4.75mm 以上粗集料在搗實狀態(tài)下顆粒間空隙體積的百分含量。粗集料骨架間隙率的大小用于確定混合料中細(xì)集料和結(jié)合料的數(shù)量，并評價集料的骨架結(jié)構(gòu)。（4）細(xì)集料的棱角性 危害：細(xì)集料棱角性不符合要求對瀝青混合料的抗 流動變形能力及 水泥混凝土的和 易性有顯著不利

8、 影響。 測試方法：間隙率法、 流動時間法 2.2.2 集料的級配指集料中不同尺寸顆粒的比例。反映了粒徑大小不同的礦質(zhì)顆粒的相互搭配情況。礫石受壓2.2.3 集料的顆粒形狀與表面特征 顆粒形狀：蛋圓形、棱角形、針狀、片狀碎石受壓針狀：長度大于其平均粒徑2.4倍的顆粒片狀：厚度小于其平均粒徑0.4倍的顆粒 表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等碎石受壓針片狀顆粒的定義：最大長度與厚度之比大于3的顆粒。2.2.4 含泥量和泥塊含量定義：泥是指砂中粒徑小于0.075mm的顆粒，泥塊是指粗集料原尺寸大于4.75mm（或細(xì)集料大于1.18mm），但經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm（細(xì)集料小于0.6mm）的

9、顆粒含量。意義：反映集料的潔凈程度測試方法：砂當(dāng)量試驗，亞甲藍(lán)試驗 2.3 集料的力學(xué)特性 主要指壓碎值、磨光值、沖擊值和磨耗值等。2.3.1 壓碎值 意義：衡量集料強度的相對指標(biāo)，以鑒定集料品質(zhì)。測試方法：將標(biāo)準(zhǔn)石料試樣在規(guī)定條件下加荷，測試石料被壓碎后，2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過質(zhì)量的百分率。2.3.2 磨光值 意義：反映集料抵抗輪胎磨光作用的能力。測試方法：將9.5mm13.2mm并剔除針片狀顆粒的集料制成試件，加速磨光后采用擺式摩擦系數(shù)測定儀測定磨光后集料的摩擦系數(shù)PSVra。 2.3.3 沖擊值 意義：反映了集料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載作用的能力。 測試方法：按規(guī)定方法稱取9.513.

10、2mm試樣質(zhì)量，搗實后用13.75kg的沖擊錘沿導(dǎo)桿自規(guī)定高度自由下落按規(guī)定連續(xù)錘擊集料，測試試驗后2.36 mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過質(zhì)量百分率。 2.3.4 磨耗值磨耗值反映了集料抵抗車輪撞擊及磨耗的能力，一般磨耗損失小的集料堅硬、耐磨并且耐久性好。瀝青混合料和基層所用集料的磨耗值一般采用洛杉磯試驗，瀝青混合料抗滑表層所用集料的磨耗值通常采用道瑞試驗。洛杉磯磨耗試驗又稱擱板式磨耗試驗，是將按規(guī)定級配組成的集料與一定數(shù)目的鋼球同時加入洛杉磯磨耗試驗機的磨耗鼓中，磨耗鼓在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500 次后取出集料試樣，測試試驗后集料1.17mm 標(biāo)準(zhǔn)篩上通過質(zhì)量百分率。道瑞磨耗試驗是將粒徑為9.5-13.2

11、mm 的潔凈干燥集料試樣單層緊排于兩個試模內(nèi)，然后排砂并用環(huán)氧樹脂砂漿填充密實，經(jīng)24h 養(yǎng)護后拆模清砂取出試件并稱其質(zhì)量m1，再將試件固定于道瑞磨耗機上，在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500 圈后，取出試件，清砂后稱取質(zhì)量m2，可按下式計算。2.4 巖石集料的技術(shù)要求 2.4.1 粗集料的技術(shù)要求2.4.2 細(xì)集料的技術(shù)要求2.5 工業(yè)冶金礦渣集料的技術(shù)特性2.5.1 工業(yè)冶金礦渣集料分類鋼渣、高爐渣、煤渣、粉煤灰等。2.5.2 礦渣的物理力學(xué)性質(zhì)礦渣的密度與礦物成分有關(guān)，在2.973.32g/cm3。礦渣的堆積密度在1900kg/m3以上，空隙率大多在35%以下，耐凍性（或堅固性）一般均能符合路用要

12、求。礦渣的力學(xué)強度一般均較高，其強度與空隙率有關(guān)。通常其極限抗壓強度在50MPa以上，高者可達(dá)150MPa，相當(dāng)于石灰?guī)r至花崗巖的強度。三、礦質(zhì)混合料組合設(shè)計3.1 礦質(zhì)混合料的級配級配曲線連續(xù)級配連續(xù)級配是由大到小、逐級粒徑均有，并按比例互相搭配組成的礦質(zhì)混合料。級配曲線間斷級配間斷級配是在礦質(zhì)混合料中剔除一個或幾個分級，形成一種不連續(xù)的混合料。級配理論最大密度曲線理論 富勒公式：礦質(zhì)混合料的顆粒級配曲線越接近拋物線，則其 密度越大 ，即：泰波公式：認(rèn)為富勒曲線細(xì)料可能偏少，礦質(zhì)混合 料中的級配最好在一定范圍波動，即：級配理論粒子干涉理論： 為達(dá)到最大密度，前一級顆粒間的空隙，應(yīng)由次一級顆粒

13、填充；其所余空隙由再次小顆粒填充，但填隙的顆粒粒徑不得大于其間隙間距，否則大小顆粒粒子之間會發(fā)生干涉現(xiàn)象，為避免干涉發(fā)生，大小粒子間應(yīng)按一定數(shù)量分配，并從臨界干涉的情況下導(dǎo)出前一級顆粒間的距離。 3.2 礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計3.2.1 數(shù)解法3.2.2 圖解法（用例題講述）（1）級配曲線坐標(biāo)圖的繪制（2）各種集料用量的確定（3）校核 組成集料級配曲線和要求合成級配曲線圖4. 石料與集料的工程應(yīng)用4.1 道路用石料制品（1）高級鋪砌用整齊塊石：經(jīng)精鑿加工而成。（2）路面鋪砌用整齊塊石：粗鑿成的方塊石或條石。（3）鋪砌用不整齊塊石：又稱拳石，要求頂面為一平面，底面與頂面基本平行。（4）錐形塊石：

14、又稱大塊石，用于路面底基層，是由片石進一步加工而得的粗打石料。4.2 橋梁建筑用主要石料制品（1）片石：粗打石料，其形狀不限制，但薄片者不得使用。（2）塊石：有兩個較大的平行面（3）方塊石：在塊石中選擇形狀比較整齊者稍加修整。（4）粗料石：表面凹凸不大于10mm，砌縫寬度小于20mm。（5）細(xì)料石：表面凹凸不大于5mm，砌縫寬度小于15mm。（6）鑲面石：一般應(yīng)選用較好的石料。第二節(jié) 瀝青材料一、石油瀝青的組成1.1 元素和組成瀝青分子通式是： CnH2n+aObScNd，通常在石油瀝青中碳含量為80%-87%，氫為10%-15%，氧、硫、和氮的含量少于3%。由于石油瀝青化學(xué)組成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，

15、工程上常將瀝青所含烴類化合物中化學(xué)性質(zhì)相近的成分歸類分析，從而劃分為若干組，即用組分進行分析。 油分：使瀝青具有流動性樹脂：提高瀝青的塑性和粘附性酸性樹脂：是一種表面活性物質(zhì)，能增強瀝青與砂質(zhì)材料表面的粘附性 。瀝青質(zhì)：提高瀝青的粘性、耐熱性，但能降低瀝青的塑性1.1.1 三組分分析法 油分、樹脂、瀝青質(zhì)1.1.2 四組分分析法 瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分、膠質(zhì)1.2 瀝青的膠體結(jié)構(gòu)1.2.1 膠體理論瀝青的膠體結(jié)構(gòu)是以瀝青質(zhì)為膠核，膠質(zhì)被吸附其表面，并逐漸向外擴散形成膠團，膠團再分散于芳香分和飽和分中。1.2.2 膠體結(jié)構(gòu)類型（三種） a、溶膠型結(jié)構(gòu) b、溶凝膠型結(jié)構(gòu) c、凝膠型結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)：瀝

16、青質(zhì)含量少，飽和分和芳香分、膠質(zhì)多。凝膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)含量較多，并有相應(yīng)數(shù)量的膠質(zhì)形成 膠團，使得膠團的相互移動較困難。溶-凝膠結(jié)構(gòu)：適中（理想結(jié)構(gòu)）。1.2.3 膠體結(jié)構(gòu)的評價方法針入度指數(shù)（PI）二、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2.1 瀝青的物理性質(zhì)2.1.1 黏滯性：指瀝青在外力作用下抵抗變形的能力，其大小取 決于瀝青的化學(xué)組分及溫度。用黏度表示。 瀝青的絕對黏度 （動力黏度）瀝青的相對黏度 （條件黏度） 技術(shù)指標(biāo)：針入度 、黏度 瀝青絕對黏度概念圖（1） 針入度 penetration 針入度試驗適用于測定黏稠石油瀝青稠度，針入度劃分瀝青技術(shù)等級的重要指標(biāo)。定義：在規(guī)定的溫度和時間內(nèi)，附加一定質(zhì)量

17、的標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入試樣的深度，以0.1mm表示。 表示方法： 瀝青針入度試驗示意圖（2） 粘度 viscosity 定義：液態(tài)瀝青在規(guī)定溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出50ml體積所需要的時間。（適用于測定液體石油瀝青、煤瀝青和乳化瀝青等的粘度）試驗方法：標(biāo)準(zhǔn)粘度計法表示方法：結(jié)論：相同的溫度和流孔條件下，流出時間越長，表示瀝青黏度越大。2.1.2 塑性1）定義:瀝青在外力作用下發(fā)生變形而不破壞的能力。2）影響因素：瀝青的組分及溫度3）衡量指標(biāo)：延度 4）試驗：延度儀測定結(jié)論：瀝青延度越大，塑性越好，柔性和抗斷裂性能越好。延度試件2.1.3 溫度穩(wěn)定性（1）定義：指瀝青的黏結(jié)性和塑性隨溫度升

18、降而變化的性能。 （2）高溫敏感性（用軟化點表示，單位： ）測定方法：環(huán)球法軟化點儀；以瀝青由固化點到滴落點的溫度間隔的87.21%為軟化點。軟化點越高，表明瀝青的耐熱性越好，即溫度穩(wěn)定性愈好。（3）低溫抗裂性（用脆點表示）脆點的表示：瀝青材料由黏塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)達(dá)到條件脆裂時的溫度。測定方法：弗拉斯脆點儀要求瀝青具有較高的軟化點和較低的脆點。2.1.4 加熱穩(wěn)定性對于道路石油瀝青（黏稠瀝青）：瀝青的薄膜加熱試驗對于液體石油瀝青：液體石油瀝青蒸餾試驗2.2 瀝青的路用性能瀝青的抗疲勞性能、瀝青的老化性能、瀝青與集料的粘附性2.2 道路石油瀝青技術(shù)要求1.道路石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.道路液體石

19、油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）分級：A、B、C三級（2）標(biāo)號：根據(jù)針入度劃分七個標(biāo)號。隨著牌號增加，瀝青的稠度減小（針入度增加），塑性增加（延度增大），而溫度敏感性增大（軟化點降低）。按其凝結(jié)速度分快凝、中凝、慢凝三個等級三、改性瀝青3.1 改性瀝青的分類與技術(shù)要求（1）定義為了提高瀝青混合料的路用性能，摻加某些高分子化合物或其他填料等外摻劑，或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。（2）分類樹脂類； 橡膠類； 熱塑性彈性體（3）技術(shù)要求 3.2 常用聚合物改性瀝青熱塑性橡膠類改性瀝青（如SBS）、橡膠類改性瀝青、熱塑性樹脂類改性瀝青、摻加天然瀝青的改性瀝青、熱固性樹脂

20、類改性瀝青四、乳化瀝青4.1 乳化瀝青的組成材料乳化瀝青 = 瀝青 + 乳化劑 + 穩(wěn)定劑 + 水 4.2 乳化瀝青的形成、分裂機理與生產(chǎn)工藝（1）瀝青能均勻穩(wěn)定地分散在乳化劑水溶液中，主要原因有：乳化劑降低界面能的作用增強界面膜的保護作用界面電荷穩(wěn)定作用乳化劑在瀝青微滴表面形成界面膜（2）分裂：從乳液中分裂出來的瀝青微滴在集料表面凝結(jié)成一層連續(xù)的瀝青薄膜 。4.3 乳化瀝青的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)要求乳化瀝青在使用過程中，與砂石集料拌和成型后，在空氣中逐漸脫水，水膜變薄，使瀝青微?？繑n，將乳化劑薄膜擠裂而凝成連續(xù)的瀝青黏結(jié)膜層。成膜后的乳化瀝青具有一定的耐熱性、黏結(jié)性、抗裂性、韌性及防水性。4.4

21、改性乳化瀝青 五、煤瀝青5.1 煤瀝青的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)特點（1）煤瀝青的組成主要是芬香族碳?xì)浠衔锛捌溲酢⒘蚝偷难苌锏幕旌衔?，其元素組成主要為CHOSN。（2）與石油瀝青相類似，也是復(fù)雜的膠體分散系。5.2 煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)要求（1）煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)與石油瀝青相比有下列差異：溫度穩(wěn)定性差；氣候穩(wěn)定性差塑性較差；與礦質(zhì)材料表面黏附性能好防腐性能好第三節(jié) 瀝青混合料一、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1.1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構(gòu)（1）瀝青混合料的類型按膠凝材料的種類石油瀝青混合料煤瀝青混合料。按礦料公稱最大粒徑分類特粗式瀝青混合料：公稱最大粒徑等于或大于31.5mm；粗粒式瀝青混合料：公稱最大

22、粒徑等于26.5mm；中粒式瀝青混合料：公稱最大粒徑為16mm或19mm；細(xì)粒式瀝青混合料：公稱最大粒徑為9.5mm或13.2mm；砂粒式瀝青混合料：公稱最大粒徑小于9.5mm。3.按礦質(zhì)材料的級配類型分：連續(xù)級配和瀝青混合料；間斷級配瀝青混合料。4. 連續(xù)級配和瀝青混合料按其密度分：密級配瀝青混合料；半開級配瀝青混合料；開級配瀝青混合料。5.按瀝青混合料施工溫度分：熱拌熱鋪瀝青混合料;熱拌冷鋪瀝青混合料; 冷拌熱鋪瀝青混合料。（2）瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu) 1.2 瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度及其影響因素要求瀝青混合料在高溫時，必須具備一定的抗剪強度和抵抗變形的能力，稱為高溫強度和穩(wěn)定性。一般采用庫倫理

23、論進行分析。其抗剪強度主要取決于瀝青與礦質(zhì)集料物理、化學(xué)交互作用而產(chǎn)生的黏聚力，以及礦質(zhì)集料在瀝青混合料中分散程度不同而產(chǎn)生的內(nèi)摩阻角。影響瀝青混合料抗剪強度的因素：主要是材料的組成材料的技術(shù)性質(zhì)以及外界因素，如車輛荷載環(huán)境溫度、環(huán)境條件等。 1.3 瀝青混合料的路用性能高溫穩(wěn)定性抗滑性低溫抗裂性水穩(wěn)定性施工和易性抗疲勞性二、普通熱拌瀝青混合料的組成設(shè)計1.1 瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)瀝青路面分區(qū)：高低溫指標(biāo)。每個氣候分區(qū)用3個數(shù)字表示，第一個數(shù)字表示高溫分區(qū)；第二個數(shù)字表示低溫分區(qū)；第三個數(shù)字表示雨量分區(qū)。 1.2 瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求（1）瀝青材料在選擇瀝青材料的時候，要考慮到交

24、通量、氣候條件、施工方法、瀝青面層類型、材料來源等各種情況。較熱的氣候區(qū)應(yīng)采用稠度較高的瀝青，反之，應(yīng)采用稠度較低的瀝青。（2）粗集料通常采用碎石、卵石及冶金鋼渣等。瀝青混合料的粗集料要求干凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并且具有足夠的強度和耐磨性，形狀要接近立方體，針片狀顆粒的含量低，且要求表面粗糙，有一定的棱角。（3）細(xì)集料熱拌瀝青混合料的細(xì)集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地區(qū)，也可以用石屑代替。細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，質(zhì)地堅硬、有棱角，并且與瀝青具有良好粘結(jié)力。（4）填料（礦粉）礦粉應(yīng)采用緘性石料磨制的石粉，如石灰石、白云石等，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替，但用這些物質(zhì)作填

25、料時，其用量不宜超過礦料總量的2%，其中粉煤灰的用量不宜超過填料總量的50%。礦粉應(yīng)具足夠的細(xì)度，故小于0.075的石粉應(yīng)大于80%，并要求石粉干凈、疏松、不結(jié)團、含水量和親水系數(shù)小于1。1.3 熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計馬歇爾設(shè)計法、Superpave法、GTM法三、間斷級配SMA混合料1.1 SMA混合料技術(shù)特性抗車轍能力高、優(yōu)良的抗裂性、良好的耐久性、較好的抗滑性、攤鋪和壓實性能好、能見度好、降低噪音。 1.2 SMA混合料技術(shù)特性的組成材料及其技術(shù)要求（1）瀝青：SMA混合料采用的瀝青較粘稠，以適應(yīng)其高瀝青含量的低流暢性。一般使用針入度等級在AH-90以下的道路石油瀝青。（2）集料：粗集

26、料應(yīng)是高質(zhì)量的軋制碎石，該碎石為不吸水的硬質(zhì)石料，表面粗糙。細(xì)集料最好選用機制砂。填料必須采用石灰石等堿性巖石磨細(xì)的礦粉。（3）穩(wěn)定劑纖維：穩(wěn)定劑在SMA中的作用，一是穩(wěn)定瀝青，二是改善低溫路面性質(zhì)抗滑性。纖維的用量一般為集料質(zhì)量的0.3%0.6%。SMA配合比設(shè)計分為五個階段進行：（1）SMA材料選擇；（2）確定具有良好嵌擠的粗集料的級配；（3）確定所選擇級配的最小VMA及最小瀝青用量；（4）選擇最佳瀝青用量OAC，確認(rèn)混合料空隙率；（5）評價SMA的水穩(wěn)定性析漏情況。1.3 SMA混合料的配合比設(shè)計四、常溫瀝青混合料1.1 乳化瀝青混合料乳化瀝青混合料是采用乳化瀝青與礦料混合料在常溫狀態(tài)下

27、拌合的，經(jīng)鋪筑與壓實成型后形成瀝青路面，根據(jù)礦料的級配類型分為乳化瀝青碎石混合料與乳化瀝青混凝土混合料。1.2 瀝青稀漿封層混合料乳化瀝青稀漿封層混合料是用適當(dāng)級配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）與乳化瀝青、外加劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態(tài)的瀝青混合料，將其均勻地攤鋪在路面上形成的瀝青封層。五、其他瀝青混合料瀝青混合料還可以用于橋面鋪裝材料以及水泥混凝土路面接縫材料。其中水泥混凝土路面接縫材料有瀝青橡膠類、瀝青瑪蹄脂類、改性瀝青類。第四節(jié) 水泥與石灰一、硅酸鹽水泥1.1 硅酸鹽水泥的礦物組成與化學(xué)成分1.2 硅酸鹽水泥的技術(shù)要求和技術(shù)性質(zhì)（1）細(xì)度 硅酸鹽水泥比表面積應(yīng)大

28、于300m2/kg。 （2）凝結(jié)時間 初凝時間不得早于45min,終凝時間不遲于6.5h。（3）體積安定性 水泥的體積安定性是指水泥凝結(jié)硬化過程中體積變化是否均勻的性質(zhì)。體積安定性不合格的水泥禁止用于工程中。（4）強度 根據(jù)3d 和28d 齡期時的抗折強度和抗壓強度劃分硅酸鹽水泥的強度等級，硅酸鹽水泥的強度等級有6個: 即42.5、42.5R 、 52.5 、 52.5R 、 62. 5、62. 5R。（5）水化熱 水泥在水化過程中放出的熱量，稱為水泥的水化熱。大體積混凝土工程中，應(yīng)選擇低熱水泥。1.3 道路硅酸鹽水泥以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分和較多量的鐵鋁酸鈣的硅酸

29、鹽水泥熟料稱為道路硅酸鹽水泥熟料。由道路硅酸鹽水泥熟料，0-10%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥二、摻混合料的硅酸鹽水泥2.1 水泥混合材料及其特性 混合材料按其在水泥中所起的作用，分為活性混合材料和非活性混合材料。常用的活性混合材料有?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰。非活性混合材料不參與水泥的水化反應(yīng)，僅起到提高產(chǎn)量、降低成本、調(diào)整水泥強度等級、降低水化熱和改善新拌混凝土和易性的作用，所以也稱為填充性混合材料。磨細(xì)的石灰石、石英砂、粘土、慢冷礦渣及各種廢渣都屬于非活性混合材料。（1）活性混合材料?；郀t礦渣特性：具水硬性，在激化劑作用下生成水化物?；?/p>

30、山灰質(zhì)混合材料特性：無水硬性，具火山灰活性，AI2O3、SiO2與水泥中Ca（OH）2反應(yīng)生成穩(wěn)定水化物。粉煤灰特性：活性高、具火山灰活性、自凝性、具填充性、密實。 2.2 摻混合料水泥品種及其特性（1）種類：礦渣硅酸鹽水泥P·S 、火山灰硅酸鹽水泥P·P 、粉煤灰硅酸鹽水泥P·F 、復(fù)合硅酸鹽水泥P·C 。（2）礦渣硅酸鹽水泥P·S 耐熱性好，可用于高溫車間和耐熱要求高的混凝土工程，不宜用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。（3）火山灰硅酸鹽水泥P·P 具有較高的抗?jié)B性和耐水性，可用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。不宜用于長期處于干燥環(huán)境和水位變化

31、區(qū)的混凝土工程。（4）粉煤灰硅酸鹽水泥P·F 粉煤灰水泥所需水量比較低，干縮小，抗裂性較好。尤其適合大體積水工混凝土以及地下和海港工程等2.3 摻混合料硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)及其標(biāo)準(zhǔn)三、其他水泥3.1 高鋁水泥3.2 快硬水泥 快硬硅酸鹽水泥：凡以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成，以3d抗壓強度表示強度等級的水硬性膠凝材料稱為硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥）。主要成分分為硅酸三鈣、鋁酸三鈣。快硬硫鋁酸鹽水泥：由適當(dāng)成分的硫鋁酸水泥熟料和少量石灰石（石灰石摻加量應(yīng)不大于水泥質(zhì)量的15%)、適量石膏共同磨細(xì)制成的具有早期強度高的水硬性膠凝材料，代號為RSAC。凡以鋁酸鈣為主，氧化鋁含量約50%的

32、熟料，磨制的水硬性膠凝材料，稱為高鋁水泥。3.3 膨脹水泥與自應(yīng)力水泥膨脹水泥：硬化過程中不產(chǎn)生收縮、而具有一定膨脹性能的水泥。通常由膠凝材料和膨脹劑混合而成。自應(yīng)力水泥：這種水泥具有較強的膨脹性能，當(dāng)它用于鋼筋混凝土中時，由于它的膨脹性能，使鋼筋收到較大的拉應(yīng)力，而混凝土則受到相應(yīng)的壓應(yīng)力。3.4 白色及彩色硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥簡稱白水泥，是由白色硅酸鹽水泥熟料加入石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。凡以優(yōu)質(zhì)白色石膏在粉磨過程中摻入彩色顏料，外加劑（防水劑、保水劑、增塑劑、促硬劑）共同粉磨而成的一種水硬性彩色膠凝材料，成為彩色硅酸鹽水泥，簡稱彩色水泥。四、石灰4.1 石灰的化學(xué)組成及其特性1

33、.主要成分：生石灰CaO ，熟石灰Ca(OH)2，石膏CaSO4 。2.石灰的特性保水性好凝結(jié)硬化慢、強度低硬化后體積收縮較大放熱量大，腐蝕性強吸濕性強、耐水性差4.2 石灰技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求1、技術(shù)要求：用于路橋工程中的石灰，應(yīng)符合如下要求有效CaO和MgO的含量。石灰中產(chǎn)生黏性的有效成分是活性氧化鈣和氧化鎂。它們的含量是評價石灰質(zhì)量的重要指標(biāo)。生石灰產(chǎn)漿量和未消化殘渣含量。產(chǎn)漿量是單位質(zhì)量的生石灰經(jīng)消化后，所產(chǎn)石灰漿體的體積。漿量高，質(zhì)量好；末消化殘余含是指石灰消化后殘余在5mm圓孔篩上的殘渣質(zhì)量占試樣的百分率（2.36mm方孔篩）。二氧化碳（CO2）含量。即在煅燒過程中未分解的CaC

34、O3和MgCO3的含量。導(dǎo)致CaO和MgO的含量低，膠結(jié)性能下降。消石灰游離水含量。是指化學(xué)結(jié)合水以外的含水量，游離水可使石灰碳化，從而影響質(zhì)量。細(xì)度。影響石灰黏結(jié)性及其質(zhì)量，用0.6mm-0.15mm的方孔篩進行篩分試驗，測定篩余量。2、石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：生石灰和消石灰分為三個等級，如圖。第五節(jié) 水泥混凝土與砂漿一、水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)1.1 混凝土拌合物的施工和易性指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、運輸、澆筑、振搗）且成型后質(zhì)量均勻密實的性能。包括流動性、黏聚性和保水性三方面。1.2 硬化混凝土強度特征由于混凝土在建筑工程、道路橋梁工程中是結(jié)構(gòu)的主要組成體系，將受到復(fù)雜的應(yīng)力作用。因此要求混

35、凝土材料必須具備各種力學(xué)強度，如立方體抗壓強度、棱柱體抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗剪強度、抗彎拉強度等。 1.3 硬化混凝土變形特性硬化后水泥混凝土的變形，包括非荷載作用下的化學(xué)變形，干濕變形和溫度變形，以及荷載作用下的彈-塑性變形和徐變。1.4 硬化混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在所用過程中，抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)作用保持其質(zhì)量和使用質(zhì)量的能力，是一項綜合技術(shù)指標(biāo)。包括抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性和堿-集料反應(yīng)等。二、普通水泥混凝土的組成設(shè)計2.1 普通水泥混凝土組成材料的技術(shù)要求（1）水泥水泥是混凝土的膠結(jié)材料，混凝土的性能很大程度上取決于水泥的質(zhì)量和數(shù)量。（2）細(xì)集料混凝土用細(xì)集料一般應(yīng)采用粒

36、徑小于4.75mm的級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的河砂。（3）粗集料普通混凝土常用的粗集料是指粒徑大于4.75mm的卵石（礫石）和碎石。（4）混凝土用水混凝土拌制和養(yǎng)護用水不得含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的有害物質(zhì)。符合國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水可直接作為混凝土拌制和養(yǎng)護用水。（5）礦物摻合料作用：改善砼拌合物的施工和易性，降低水化熱，調(diào)節(jié)凝結(jié)時間等。種類：粉煤灰、?；郀t礦渣粉、鋼渣粉、磷渣粉、硅灰及復(fù)合摻合料等。2.2普通水泥混凝土的配合比設(shè)計瀝青混凝土配合比是指在混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。混凝土配合比設(shè)計是通過一定的計算和試驗方法、步驟來確定混凝土配合比的過程?；炷僚浜媳仍O(shè)計，實質(zhì)是確定

37、膠凝材料（水泥與摻和料）、水、砂和石子這四種材料用量之間的三個比例關(guān)系?；炷僚浜媳仍O(shè)計的步驟：初步配合比設(shè)計的計算、試配和調(diào)整等。三、混凝土外加劑和摻合料3.1 混凝土外加劑一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。常用的幾種外加劑：減水劑、引氣劑、混凝劑、早強劑和防凍劑。3.2 混凝土摻合料粉煤灰粉煤灰按其排放方式分為二干排灰和濕排灰。濕排灰含水率大，活性降低較多，質(zhì)量不如干排灰。按煤種不同分為F類和C類。四、路面水泥混凝土的組成設(shè)計4.1 路面普通水泥混凝土由水泥、砂、石和水按一定的比例拌和，根據(jù)需要也可加入外加劑或摻合料，硬化后表觀密度在2

38、400kg/m3左右。4.2 鋼纖維混凝土以水泥混凝土為基材與不連續(xù)而分散的纖維為增強材料所組成的一種復(fù)合材料。摻入的鋼纖維可以改善混凝土的脆性，從而提高混凝土的抗拉強度和韌性。4.3 碾壓混凝土以級配集料和較低的水泥用量與用水量以及摻合料和外加劑等組成的特干硬性水泥混凝土拌和物，使用瀝青混凝土或基層攤鋪機攤鋪、壓路機振動碾壓密實而形成的一種混凝土。五、砂漿5.1 砌筑砂漿的技術(shù)性質(zhì)（1）新拌砂漿的和易性（2）硬化后砂漿的強度（3）黏結(jié)力（4）耐久性5.2 砂漿的組成材料水泥、摻合料、砂、水5.3 砌筑砂漿的配合比確定砂漿配合比時，一般可查閱有關(guān)手冊或資料來選擇相應(yīng)的配合比，在經(jīng)過試配、調(diào)整后

39、確定施工用的配合比。有時工程量較大時，為了保證質(zhì)量和降低造價，應(yīng)進行配合比設(shè)計，并經(jīng)試驗調(diào)整確定。（1）現(xiàn)場配置砌筑砂漿的試配要求；（2）預(yù)拌砌筑砂漿的試配要求；（3）砌筑砂漿配合比試配、調(diào)整與確定第六節(jié) 無機結(jié)合料穩(wěn)定類混合料一、穩(wěn)定類混合料的技術(shù)性質(zhì)1.1 石灰穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)石灰穩(wěn)定土有良好的板體性，但其水穩(wěn)性、抗凍性以及早期強度不如水泥穩(wěn)定土。石灰土的強度隨齡期的增長，并與養(yǎng)護溫度密切相關(guān)，溫度低于5時強度幾乎不增長。1.2 石灰粉煤灰穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)二灰穩(wěn)定土有良好的力學(xué)特性、板體性、水穩(wěn)性和一定的抗凍性，其抗凍性能比石灰土高很多。二灰穩(wěn)定土早期強度較低，隨齡期增長，并與養(yǎng)護溫度密切

40、相關(guān)，溫度低于4時強度幾乎不增長。1.3 水泥穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)水泥穩(wěn)定土有良好的板體性，其水穩(wěn)性和抗凍性都比石灰穩(wěn)定土好。水泥穩(wěn)定土的初期強度高，其強度隨齡期增長。水泥穩(wěn)定土在暴露條件下容易干縮，低溫時會冷縮，而導(dǎo)致裂縫。二、穩(wěn)定類混合料的組成設(shè)計2.1 穩(wěn)定類混合料組成材料的技術(shù)要求（1）被穩(wěn)定材料粗集料 宜采用各種硬質(zhì)巖石或礫石加工成的碎石，也可直接采用天然礫石。細(xì)集料 應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級配。（2）無機結(jié)合料石灰 摻加石灰可使土粒膠結(jié)成整體，密實性提高。水泥 與水反應(yīng)降低土的塑性，增加土的強度和水穩(wěn)定性。粉煤灰 起填充作用，與石灰反應(yīng)的產(chǎn)物起膠結(jié)作用。 2.2 穩(wěn)定類混