道路工程材料期末总结

绪论

路面结构由下而上铺设分为垫层、基层、面层。

第一章 砂石材料

第一节 岩石

岩石的分类：岩浆岩（深成岩、喷出岩、火山岩）、沉积岩、变质岩。

常用岩石的分类：花岗岩、玄武岩、辉长岩、石灰岩、砂岩、石英岩、片麻岩。

岩石的化学性质：依据氧化硅（SiO2）将石料分为碱性石料、中性石料、酸性石料、对 应的SiO2为小于52%，52%-65%，大于65%。 一、常用的岩石物理性质：①物理常数②含水率③吸水率 物理常数为密度（真实密度、毛体积密度）和孔隙率。

岩石的真实密度：在规定条件下烘干石料矿质单体真实体积（开口闭口空隙）的质量。 岩石的毛体积密度：规定条件下烘干石料包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。 孔隙率一般不能实测，孔隙率越小，强度越大。

含水率间接反映岩石中孔隙的多少和岩石的致密程度。 吸水性：由吸水率与饱和吸水率表示。 吸水率：岩石试样在常温、常压条件下最大的吸水质量占干燥试样质量的百分率。 饱和吸水率：岩石在常温及常压条件下最大的吸水质量占-干燥试样质量的百分率。 表观密度的大的岩石，孔隙率小，吸水率小。 二、岩石的抗压强度影响因素：①岩石自身的矿物组成、结构构造、孔隙构造、含水状态。 ②试验条件如试件形状、大小、加工精度、加荷载率。

三、岩石的耐久性：主要表现在岩石的抗冻性。是指岩石能够经受反复冻结融化而不破坏， 并不严重降低岩石强度的能力。 抗冻性试验法：是评估岩石在保水状态下，经历规定次数的冻融循环后抵抗破坏的能力。 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 强度降低的性能。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]。

第二节 集料

一、集料的物理性质：①密度②空隙率③集料的级配④集料的颗粒形状与表面特征⑤含泥量和泥块含量

表观密度：在规定条件下烘干石料矿质体积单体单位表观体积（包括闭口孔隙在 内的矿物实体的体积）的质量。

堆积密度：单位体积（含物质颗粒固体及闭口开口孔隙及颗粒间空隙体积）。

真实密度：在规定条件下烘干石料矿质单体真实体积（含开口闭口孔隙）的质量。

毛体积密度：规定条件下烘干石料包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。 集料的堆积密度包括自然堆积状态、振实状态、捣实状态下的堆积密度。 空隙率：反映了集料的颗粒间相互填充的致密程度。 级配：集料中个组成颗粒的分级和搭配。 连续级配：

间断级配：

二、粗集料的力学性质：①压碎值②磨耗率③磨光值④冲击值⑤磨耗值 压碎值：用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，也是石料强度的相对指标， 用以鉴定石料品质，判断骑在道路工程的适用性。

磨耗值：粗集料抵抗摩擦、撞击的能力，是集料使用性能的重要指标。

磨光值：反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，决定某种集料能否用于沥青路面抗滑 磨耗层的关键指标。

冲击值：映粗集料抵抗冲击荷载的能力。

磨耗值：评定道路路面表层所用粗集料抵抗车轮磨耗作用的能力。

第三节 矿质混合料的组成设计

1、级配曲线的类型：根据矿质级配曲线的形状，将其划分为连续级配和间断级配。 2、矿质混合料的配合比设计的式算法步骤：①基本计算方程的建立②基本假定）③计算各个集料在矿质混合料中的用量④合成级配的计算、校核和调整 3、砂的分类：粗砂（3.7-3.1）、中砂（3.0-2.3）、细砂（2.2-1.6）

第二章 沥青材料

第一节 沥青的基础知识

广义的沥青包括：天然沥青、焦油沥青、石油沥青。狭义的沥青主要是石油沥青 四组分的机构和特性：1）沥青质2）胶质3）芳香族4）饱和分5）蜡分

化学组分对性质的影响：沥青质和胶质含量较高，针入度值越小，稠度越大，软化点越高，饱和分含量越高，针入度越大，稠度越小，软化点越低。

沥青的胶体结构分类：溶胶型沥青、凝胶型沥青、溶-凝胶型沥青。

溶胶型结构：流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力强，但高温稳定性差。

凝胶型结构：弹性和黏性较高，温度敏感性小，开裂后自行愈合能力差，流动性和塑性低。

溶凝胶型：高温时具有较低的感温性，低温时又有较好的变形能力。 第二节 石油沥青的技术性质 一、沥青的物理性质：①密度②体膨胀系数

密度：沥青密度是指在规定的温度下单位体积所具有的质量，单位为kg/m3或g/cm3。 体膨胀系数：体膨胀系数越大，则夏季沥青路面越容易产生泛油，而冬季又容易产生收 缩干裂。

二、沥青的路用性能：①黏滞性②低温性能③感温性④黏附性⑤耐久性⑥黏弹性

黏滞性：是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗剪切变形的能力

▲沥青的三大指标：延性、针入度、软化点

延性：当沥青收到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力。通常延度大的沥青不宜产生裂缝，并可减少摩擦噪声。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。

针入度：是在规定温度下测定沥青的条件黏度。针入度试验：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。 软化点：沥青达到规定条件黏度时的温度 低温性能：①延性②脆性

延性：是指当其受到外力的拉伸作用时所能承受的塑性变形的总能力，是沥青的内聚力 的衡量，通常用延度作为条件延性指标来表征。

脆性：沥青材料在低温下受到瞬时荷载作用时常表现为脆性破坏。 脆点：测量沥青低温不引起破坏时的温度。

沥青的感温性是指黏度随温度的不同产生明显的变化的感应性。 沥青感温性表示方法：针入度指数、针入度-粘度指数。 影响沥青耐久性的因素：①温度与氧化作用②光和水作用③自然硬化④渗流硬化 渗流硬化：是指沥青中的油分渗流到矿料的孔隙中去而导致沥青的硬化。 蠕变：黏弹性物体在应力保持不变的情况下，应变随时间的增加的现象。

应力松弛：在保持应变不变的的条件下，应力随时间的增加而逐渐减小的现象。

第三节 改性沥青

1、沥青改性后的性能：提高高温抗变形的能力，可以增强沥青路面的抗车辙性能，提高沥青的弹性性能，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、用于道路沥青改性的聚合物：树脂、橡胶、热塑性弹性体

第三章 沥青混合料

第一节 沥青混合料的类型与组成结构 沥青混合料按矿料的级配类型分类：①连续密级配沥青的混凝土混合料②半开级配沥青混合料③开级配沥青混合料④间断级配沥青混合料

沥青混合料的组成结构：悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构

沥青混合料的结构强度构成：由矿料颗粒之间的嵌锁力以及沥青与矿料的黏结力及沥青自身的内聚力

沥青混合料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交互作用④沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响⑤使用条件的影响

第二节 沥青混合料的技术性能 一、沥青混合料的性能：①高温稳定性②低温抗裂性③疲劳特性④耐久性⑤抗滑性⑥施工和易性

2、影响高温稳定性：沥青高温黏度越大，与集料黏附性越好，相应混合料高温变形能力越强，适当减少沥青用料，可增加其高温抗变形能力。

3、影响低温抗裂性：针入度值数越大，其感温性越低，低温劲度模量越小，低温柔韧性，抗裂性越好。

第四章 水泥与石灰

第一节 通用硅酸盐水泥的组成材料与生产工艺

1、胶凝材料分类：气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料。

2、气硬性胶凝材料：只在空气中硬化凝固 例：石灰、石膏、水玻璃 3、水硬性胶凝材料：空气、水中都能硬化凝固 例：玻璃 4、水泥属于水硬性无机胶凝材料

5、通用硅酸盐水泥的分类：1）硅酸盐水泥2）普通硅酸盐水泥3）矿渣硅酸盐水泥4）火山灰质硅酸盐水泥5）粉煤灰水泥6）复合硅酸盐水泥

6、硅酸盐水泥：不掺加混合料的成为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P?Ⅰ；掺加不超过水泥质量5%的混合材料的水泥成为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P?Ⅱ

普通硅酸盐水泥：活性混合材料的掺加量为大于5%且小于或等于20%，代号P?O

矿渣硅酸盐水泥：代号P?S；粒化高炉矿渣的掺加量为大于20%且小于或等于50%的为A型矿渣水泥，代号P?S?A；粒化高炉矿渣的掺加量为大于50%且小于或等于70%的为B型矿渣水泥，代号P?S?B。

6、火山灰质硅酸盐水泥：火山灰质混合材料的掺加量为大于20%且小于或等于40%。 7、粉煤灰水泥：粉煤灰掺加量为大于20%且小于或等于40%，代号P?F 8、复合硅酸盐水泥：代号P?C

7、水泥熟料的主要矿物：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙

道路水泥优点：抗折强度好，耐磨性好，干缩性好，抗冲击性好，适用于道路路面，机场跑道，城市广场等。可减少裂缝磨耗病害，延长使用寿命。

第二节 硅酸盐水泥的水化硬化过程

1、水泥的凝结硬化过程：水泥浆体结构形成的过程

2、硬化水泥石的腐蚀：包括氢氧化钙的溶失（包括溶析性侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀）、硫酸盐溶失

3、水泥石腐蚀的防止：1）根据腐蚀环境的特点，合理选用水泥品种2）提高水泥石的密实程度，降低水泥石的孔隙率。 4、水泥是腐蚀的原因：1）在水泥是中含有相当数量的氢氧化钙和一定数量的水化铝酸钙2）水泥石中的各种通道是得外界腐蚀性介质易于侵入。

第三节 硅酸盐水泥的技术性质

1、硅酸盐水泥的技术性质：物理性质、强度、化学品质 2、硅酸盐水泥的物理性质：1）凝结时间2）安定性3）细度 3、凝结时间包括：初凝时间、终凝时间

4、初凝时间：从水泥全部加入水中至初凝状态所经历的时间 5、终凝时间：从水泥全部加入水中到终凝状态所经历的时间

6、安定性：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 7、细度：表示水泥颗粒粗细程度或水泥分散度的指标 8、水泥强度的分类：普通型、早强型（R型）

9、水泥强度等级：是根据规定龄期的抗压强度和抗折强度来分化的

10、32.5号水泥的含义：在28天龄期的时候，水泥抗压强度不小于32.5兆帕。

11、32.5R：三天的抗压强度可达到28天抗压强度的50%左右，在28天龄期的时候，水泥抗压强度不小于32.5兆帕。

12、水泥的化学品质：1）有害成分含量2）不溶物和烧失量3）碱含量

第五节 石灰

1、石灰是一种气硬性无机胶凝材料。石灰只能在空气中硬化，也只能在空气中保持并连续增长其强度。

2、实惠的化学组成：生石灰（氧化钙）、熟石灰（氢氧化钙）。 3石灰的消化（水化、熟化）：块状生石灰与水相遇，即迅速水化崩解呈高度分散的氢氧化钙细粒，并放出大量的热。

4、欠火石灰：由于石灰石料的尺寸过大，或窑中温度不均匀等原因，使得石灰中药含有未烧透的内核。

5、过火石灰:：若煅烧温度过高或时间过长，会使石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，块体