路面基层材料

5、路面基层材料
了解：基层的类型及其特点、级配要求、适用范围；石灰工业废渣类材料中石灰、粉煤灰、土等的技术要求；理论计算法确定半刚性基层材料的最大干密度；顶面法测定室内抗压回弹模量的试件制作与准备；
基层的类型：公路路面基层、底基层按材料力学行为划分为半刚性类、柔性类和刚性类，按材料组成可划分为有结合料稳定类和无粘结粒料类。

高等级公路路面基层、底基层目前采用较广泛的是无机结合料稳定类，即半刚性基层、底基层材料。

半刚性类基层、底基层组成材料技术要求：
包括：水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类材料适用于各级公路的基层和底基层,但是稳定细粒土不能用作高级路面的基层,石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层,也可用作二级及二级以下公路的基层.
1、水泥稳定类基层、底基层组成的材料要求：水泥稳定类材料包括水泥稳定级配碎石、级配砂砾、未筛分碎石、石屑、土、碎石土、砂砾土等，以及经加工、性能稳定的钢渣和矿渣等。

2、石灰工业废渣类基层、底基层组成材料的要求：石灰工业废渣类材料包括石灰粉煤灰碎石、石灰粉煤灰砂砾、石灰粉煤灰土、石灰粉煤灰、石灰粉煤灰矿渣等。

3、石灰稳定类基层、底基层组成材料的要求：石灰稳定类材料包括石灰稳定土、天然砂砾土、天然碎石土、以及用石灰土稳定级配砂砾、级配碎石和矿渣等。

4、综合稳定类基层、底基层组成材料的技术要求：综合稳定类包括水泥石灰综合稳定类和水泥粉煤灰综合稳定类。

顶面法测定室内抗压回弹模量的试验步骤；
试件数量：对于无机结合料稳定细粒土应该制备13个试件，并要求模量实试验结果的偏差系数不超过20%.对于无机结合料稳定中粒土、粗粒土，应该制备19个试件，并要求模量实试验结果的偏差系数不超过25%.制件和养生和无侧限试验相同。

试件准备：两个端面用早强高强水泥净浆薄涂一层后撒0.25mm~0.5mm的细砂，放上钢板加压旋转，完成一面后放置4h后将另一面同样整平。

试件整平后放置8h以上。

浸水一昼夜逐级加荷、卸荷试验步骤：
1）计算单位压力选定值：无机结合料稳定基层材料，用0.5~0.7Mpa;对于无机结合料稳定底基层材料，用0.2~0.4Mpa.实际加载的最大单位压力应略大于选定值。

2）整平
3）安置千分表
4）预压先用拟施加的最大荷载的一半进行2次加荷，第二次卸载后等待1min，调零记录原始读数
将预定单位压力分成5~6个等分，作为每次施加的压力值，施加第一级荷载，待荷载作用1min时记录读数，同时卸载，让试件弹性形变恢复，到0.5min记录读数。

并施加第二级荷载。

熟悉：混合料组成设计的目的和要点；
水泥石灰综合稳定土设计步骤：采用综合稳定土时，如水泥用量占结合料总量的30％以上，则按水泥稳定类的技术要求进行组成设计。

水泥和石灰的比例宜取60：40、50：50或40：60。

如水泥用量占结合料总量的30％以下，则按石灰稳定类的技术要求进行组成设计。

(1）、进行原材料试验。

(2)、制备同一种土样、不同结合料剂量的混合料，水泥和石灰的剂量可参考等级规范所列数值。

（3)、用重型击实试验确定不同剂量时混合料的最佳含水量和最大干密度，至少应做三个不同剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量，其余两个混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。

（4)、按工地预定达到的压实度（指
最低压实度标准），分别计算不同结合料剂量的试件应有的干密度。

（5)、按最佳含水量和计算得的干密度制备试件，进行强度试验。

作为平行试验的最少试件数量应满足规定。

（6)、试件在规定温度下保湿养生6d，浸水24h后，进行无侧限抗压强度试验。

（7）计算试验结果的平均值和偏差系数。

（8）、根据强度标准，选定合适的结合料剂量。

此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度应符合下式的要求：（9)、工地实际采用的石灰或水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0．5％～1．0％。

采用集中厂拌法施工时，可只增加0.5％；采用路拌法施工时，宜增加1％。

（10)、选定水泥剂量。

石灰或水泥剂量的测定方法，EDTA滴定法的目的与适用范围；石灰、粉煤灰的试验方法；无侧限抗压强度试验方法；劈裂试验方法；承载比（CBR）试验方法；确定最大干密度的试验方法；柔性基层材料标准密度试验方法；
掌握：EDTA滴定法的测定方法；烘干法测定含水量试验步骤；无机结合料稳定土的击实试验步骤、要点与计算；无侧限抗压强度试验试件的制备与养生、强度要求；顶面法测定室内抗压回弹模量的试验步骤；有效氧化钙和氧化镁含量测试的操作步骤。

EDTA曲线确定方法及滴定水泥剂量方法：(1）取样：取工地用石灰和集料，风干后分别过2.0mm或2.5mm筛，用烘干法或酒精燃烧法测其含水量（如为水泥可假定其含水量为0%）。

(2）混合料组成的计算：(3）准备5种试样，每种2个样品（以水泥集料为例），如下：1种：称2份300g集料分别放在2个搪瓷杯内，集料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。

集料中所加的水应与工地所用的水相同（300g为湿质量）。

2种：准备2份水泥剂量为2％的水泥土混合料试样，每份均重300g，并分别放在2个搪瓷杯内。

水泥土混合料的最佳含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。

混合料中所加的水应与工地所用的水相同。

3种、4种、5种：各准备2份水泥剂量分别为4％、6％、8％的水泥土混合料试样，每份均重300g并分别放在6个搪瓷杯内，其他要求同1种。

(4）取一个盛有试样的搪瓷杯，在杯内加600mL10％氯化按溶剂，用不锈钢搅拌棒充分搅拌3min（每分钟搅110-120次）。

如水泥（或石灰）土混合料中的土是细粒土，则也可以用1000 mL具塞三角瓶代替搪瓷杯，手握三角瓶（瓶口向上）用力振荡3min(每分钟120次5次），以代替搅拌棒搅拌，放置沉淀4min[如4min后得到的是混浊悬浮液，则应增加放置沉淀时间，直到出现澄清悬浮液为止，并记录所需的时间，以后所有该种水泥（或石灰）土混合料的试验，均应以同一时间为准]，然后将上部清液转移到300mL烧杯内，搅匀，加盖表面皿待测。

(5）用移液管吸取上层（液面下1-2cm）悬浮液10.0mL放人200mL的三角瓶内，用量筒量取500mL1.8％氢氧化钠（内含三乙醇胺）倒人三角瓶中，此时溶液出值为12.5-13.0（可用pH12-pH14精密试纸检验），然后加入钙红指示剂（体积约为黄豆大小），摇匀，溶剂呈玫瑰红色。

用EDTA二钠标准液滴定到纯蓝色为终点，记录EDTA二钠的耗量（以mL计，读至0.1mL）。

( 6)对其他几个搪瓷杯中的试样，用同样的方法进行试验，并记录各自EDTA二钠的耗量。

(7）以同一水泥或石灰剂量混合料消耗EDTA二钠毫升数的平均值为纵坐标，以水泥或石灰剂量（％）为横坐标制图。

两者的关系应是一根顺滑的曲线。

如素集料或水泥或石灰改变，必须重做标准曲线。

滴定试验步骤：（1）选取有代表性的水泥土或石灰上混合料，称300g放在搪瓷杯中，用搅拌棒将结块搅散，加6oomLl0%氯化铵溶液，然后如前述步骤那样进行试验。

(2）利用所绘制的标准曲线，根据所消耗的EDTA二钠毫升数，确定混合料中的水泥或石灰剂量。

注意事项：（1）每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以增加试验的精度。

(2）做标准曲线时，如工地实际水泥剂量较大，素集料和低剂量水泥的试样可以不做，而直接用较高的剂量做试验，但应有两种剂量大于实用剂量，以及两种剂量小于实用剂量。

(3)配制的氯化铰溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验的精度。

无侧限抗压强度试验试件的制备与养生、强度要求；
（1）试件制备：将具有代表性的风干试料捣碎，但应避免破碎粒料的原粒径。

将土过筛并进行分类，如试料为粗粒土，则除去大于40mm的颗粒备用一口试料为中粒土，则除去大于25mm或20mm的颗粒备用；如试料为细粒土，则除去大于10mm的颗粒备用。

在预定做试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。

（2）确定混合料的最佳含水量和最大干密度。

（3）制试件：对于同一元机结合料剂量的混合料，需要制备相同状态的试件数量（即平行试验的数量）与土类及操作的仔细程度有关。

对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制6个试件；对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土，至少分别应该制9个和13个试件。

称取一定数量的风干土并计算干土的质量，其数量随试件大小而变。

将称好的土放在长方盘（约400mmx600mmx70mm）内。

将土和水拌和均匀后放在密闭容器内浸润备用。

在浸润过的试料中，加入预定数量的水泥或石灰（水泥或石灰剂量按干土即干集料质量的百分率计）并拌和均匀。

在1h内制成试件，超过1h的混合料应该作废。

（4）按预定的干密度制件：将试模的下压柱放人试模的下部，但外露2cm左右，将称量的规定数量的稳定土混合料m1（g）分2-3次灌人试模中（利用漏斗），每次灌入后用夯棒轻轻均匀插实。

然后将上压柱放人试模内，应使上压柱也外露2cm左右（即上下压柱露出试模外的部分应该相等）。

将整个试模（边同上下压柱）放到反力框架内的千斤顶上（千斤顶下应放一扁球座），加压直到上下压柱都压人试模为止。

维持压力1min，解除压力后，取下试模，拿去上压柱，并放到脱模器上将试件顶出。

称试件的质量。

（5）养生：试件从试模内脱出并称量后，应立即放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生。

但中试件和大试件应先用塑料薄膜包覆。

养生时间通常都只取7d。

北方地区应保持在20±2CO，南方地区应保持在25±2CO。

养生期的最后一天，应该将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5m。

在浸泡水前，应再次称试件的质量m3。

质量损失应该符合下列规定：小试件不超过1g，中试件4g，大试件10g，否则该试件作废。

（6）无侧限抗压强度试验：将已浸水一昼夜的试件从水中取出，用软的旧布吸试件表面的可见自由水，并称试件的质量m4。

用游标卡尺量试件的高度h1，准确到0.1mm。

将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上（台上先放一扁球座），进行抗压试验。

试验过程中，应使试件的形变等速增加，并保持速率约为lmm／min记录试件破坏时的最大压力P(N)。

从试件内部取有代表性的样品（经过打破）测定其含水量w1。

（7）计算试件的无侧限抗压强度Rc。

劈裂试验试件的目的、范围、制备与养生
本试验方法适用于测定无机结合料稳定土（包括稳定细粒土、中粒土、粗粒土）试件的间接抗拉强度。

包括按预定干密度用静力压实法制备试件和用击锤法制备试件。

试件都是高：直径=1：1的圆柱体。

试件的制备和无侧限抗压强度相同，养生方法也一样。

作为应力检验时，水泥稳定土、水泥粉煤灰稳定土的养生时间应有90d，石灰稳定土和石灰粉煤灰稳定土的养生时间应是6个月有效氧化钙和氧化镁含量测试的操作步骤
6、沥青混合料
了解：沥青混合料类型及其特点；沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性的概念；沥青混合料各项技术指标概念及其意义；
什么是沥青混合料？
答：沥青混合料是沥青砼和沥青碎石混合料的总称。

沥青混合料按最大粒径分为哪四种类型？
答：1）粗粒式沥青混合料：dmax≥26.5mm。

2）中粒式沥青混合料：dmax=16mm或
dmax=19mm。

3）细粒式沥青混合料：dmax=9.5mm或dmax=13.2mm。

4) 砂粒式沥青混合料：dmax≤4.75mm。

什么是高温稳定性，评价的依据是什么？
答：沥青混合料在夏季高温条件下（60℃），经车辆荷载重复作用下不产生车辙及波浪的能力，评价的方法：GBJ-92，采用马歇尔稳定度试验来评价高温稳定性。

对于高速和一级公路，还要加做动稳定度试验
沥青混合料常规检验法：
松铺系数试验方法
1．初始松铺系数。

根据规范推荐的松铺系数范围，取中值暂作试铺段的松铺系数；?
2．摊铺时每隔约10m长路段量一次虚厚（h虚）。

测点位置要交错分布于路中线两侧的随机位置上；
3．待碾压完毕，用核子密度仪在每点的三个不同方向测密度（供建立密度关系用），然后钻芯取样，量取压实厚度（h实）；
4．计算松铺系数K。

摊铺速度试验方法
试验目的是在现有条件（拌和机产量、运料能力、摊铺层厚度与宽度）下，找出保证摊铺均匀、平整、摊铺机能连续工作的最高速度。

按初始速度v进行摊铺。

如摊铺层表面密实、均匀、平整，且供料能保证摊铺机连续工作，则还可提高速度；反之，要降低速度。

经反复几次试验，就可定下正式生产时的一般摊铺速度。

生产时混合料运距不断变化，届时须根据实际运距适当调整摊铺速度，但最高不超过6m/min。

摊铺温度试验方法
试验目的是找出容许最低摊铺温度，容许最低摊铺温度与气温、沥青品种和标号有关。

摊铺温度试验一般在正常施工气温下进行，先取摊铺温度>=140℃铺一段路面作为正常段（在该温度下摊铺，通常总是可行的），然后把沥青混合料摊铺温度分别降至130℃、120℃和110℃各铺一段，每段长度要大于汕，并与正常段比较。

相邻两段出现明显差异，前一个温度段与正常段元甚差异，而后一个温度段则有结团、不密实、甚至发现蜂窝，则最低摊铺温度取前一个温度段的温度）当：m℃段与正常段仍无较大差异时，最低摊铺温度可定为110℃。

摊铺温度不容许低于110℃。

初压温度和初压速度试验方法
量取摊铸层温度后，用轻型钢筒式压路机低速碾压。

如摊铺层发生推移）则压路机按原路线退出，待摊铺层温度下降5℃再行碾压，如还有推移，则每降j℃试碾一次，直到不产生推移为止，取此时沥青层的温度为初压温度。

该温度应高于或等于规范规定的最低碾压温度。

在测定的初压温度下，用轻型钢筒式压路机由慢到快分几种速度进行碾压试验，取既不产生推移又不产生横向鱼鳞状发裂的速度为初压速度。

该速度要小于或等于规范规定的最高初压速度。

实践表明，用9-16t轮胎式压路机进行初压，不但不易产生推移、发裂，还可提高初压温度。

有条件的施工单位最好用轮胎式压路机进行碾压温度、碾压速度试验。

复压遍数试验方法
取长约30m的路段为试验对象，初压完毕，改用重型压路机压二遍，每隔10m取一点，共取三点，用核子密度仪测密度，以后每压完一遍一次密度，直至测点处密度不再增加为止。

绘制狠压遍数一密度曲线，在曲线上取该沥青混合料马歇尔试件密度96％所对应的碾压遍
数为该沥青混合料最低碾压遍数。

取点位置宜结合松铺系数试验一并选定。

测密度时，须将路表扫净，让核子密度仪的底面与路表紧密相贴。

采用振动压路机时，宜先用大振频小振幅碾压1-2遍，以后逐步降低振频加大振幅。

建立钻孔法与核子密度仪法测定密度的关系:
规范规定，施工压实度的检查以钻孔法为准，但钻孔法不如核子密度仪法方便简捷，且不能在碾压过程中测定。

因此，工地多采用核子密度仪检测密度。

基于测试方法的不同和仪器性能的影响，同一点用两种方法测定的结果可能不一致。

为此需建立两种方法测得结果间的关系，将核子密度仪测得的密度换算为钻孔法的密度。

在松铺系数试验中已用核子密度仪测定了若干测点密度，同时还在相应点进行了钻芯取样，只须对芯样在室内用常规法做密度试验，求得平均密度，然后与核子密度仪所测密度的平均值相比，即可得到相关系数。

施工检查时，可用此系数将核子密度仪测得的密度换算为钻丑法测得的密度。

将两种方法测得的一系列相关系数通过数理统计方法建立回归方程进行换算，可能更加准确方便。

熟悉：空隙率大小对混合料性能的影响；沥青用量表示方法，沥青含量和油石比的概念及其换算；马歇尔试件不同密度定义，常用密度检测方法；车辙试验的目的及操作步骤；两种粘附性试验方法；
空隙率大小对混合料性能影响。

空隙率：影响沥青混合料耐久性的因素很多，一个很重要的因素是沥青混合料的空隙率。

空隙率的大小取决于矿料的级配、沥青材料的用量以及压实程度等多个方面。

沥青混合料中的空隙率小，环境中易造成老化的因素介入的机会就少，所以从耐久性考虑，希望沥青混合料空隙率尽可能地小一些。

但沥青混合料中还必须留有一定的空隙，以备夏季沥青材料的膨胀变形之用。

另一方面，沥青含量的多少也是影响沥青混合料耐久性的一个重要因素。

当沥青用量较正常用量减少时，沥青膜变薄，则混合料的延伸能力降低，脆性增加；同时因沥青用量偏少，混合料空隙率增大，沥青暴露于不利环境因素的可能性加大，加速老化，同时还增加了水侵入的机会，造成水损害。

试述沥青用量的变化对沥青混合料马歇尔试验结果有何影响？
答：a、对稳定度的影响：随着沥青用量的增加，马歇尔稳定度值增加，达到峰值后再增加沥青用量稳定度趋于下降。

b、对流值的影响：随着沥青用量的增加，混合料的流值也增加，开始增加较平缓，当沥青用量增加到一定程度时，流值增加幅度加大。

c、对空隙率的影响：随着沥青用量增加，由于被沥青填充的矿料间隙的减小，混合料的剩余空隙率也随之减小，这种减小开始幅度较大，最终趋于平缓。

d、对饱和度的影响：随着沥青用量的增加，矿料间隙率的减小，沥青体积百分率的增加，混合料的饱和度也趋于增加，但到一定程度趋于平缓。

试描述沥青三大指标测定值的大小与测试温度或加热速率之间的关系？
答：沥青是感温性较强的材料，试验温度对试验结果有着举足轻重的影响。

a)针入度。

一般在其它试验条件不变的情况，若温度高于规定值（25±0.1℃），针入度测定值较真值偏大，相反则小。

b)对于延度要分两种情况，一是低温延度，当试验温度高于规定时，试验结果偏大，相反偏小，二是对高温延度（25℃），当温度高时，对较软的沥青结果可能偏小，温度低时可能结果偏大，但对较稠硬的沥青可能情况正好相反。

c)软化点结果受温度影响一是起始温度（5℃），当起始温度高时，对较稠硬的沥青可说无影
响，对较软沥青结果则偏小。

二是升温速度的影响，升温速度快，结果偏大，反之则小。

简述沥青混凝土生产配合比调整的意义及常规作法？
答：1）意义：沥青混合料在拌合时，冷料仓材料分类储放，一旦流入传送带，进入烘干鼓后各类材料均匀地混合在一起，上到拌和楼经过振动筛筛分后，按粒径大小分别储于各热料仓，拌和楼计量控制系统再按事先输入的各热料仓矿料的配比计量，拌和，因此目标配合比的各类材料的用量，对拌和楼控制系统无用处，必须重新从各热料仓分别取样重新进行矿料配合比设计，以便供拌和楼计量控制使用。

2）作法：①从各热料仓分别取样，一个热料仓作为一种材料，做筛分试验，用图解（或电算）法确定各热料仓矿料的配合比例。

②在目标配比确定的沥青用量上±0.5%（或0.3%)取三个沥青用量，成型三组试件，测算全部马氏指标值，结合规范及生产实践经验合理确定沥青用量。

沥青混合料在拌和、成型过程中要控制温度在一定的范围，分析当温度超出控制范围造成的不良结果？。

答：沥青混合料拌和温度控制情况直接影响到混合料拌和均匀与否，成型温度直接影响混合料的密实度大小，因此拌和和成型温直接影响施工质量和路面寿命。

当拌和温度过高时，虽拌和易均匀，但会导致沥青老化，使路面的低温性质及耐久性变差。

若拌和温度过低，拌和不均匀，沥青不能充分分散并均匀包裹矿料表面，出现花白料及结团现象，使路面在使用期间产生局部松散和泛油拥包。

当成型温度过高时，在同样的压实功下，混合料密实度偏大，严重时产生热裂缝，推挤等，影响平整度和耐久性，当成型温度过低时，会造成压实不足，投入使用后平整度很快变差、坑槽等病害即会产生。

热拌热铺沥青混合料的拌和时间是如何确定？
答：当每一锅出料后，目测认为不合适，则需重新进料，适当延长拌和时间。

反复几次，直至合格为止，此时的拌和时间再加上3-5s即为正式生产时的拌和时间，当第一锅出料后，虽目测合格，须适当缩短时间重新试拌，反复几次，直至不合格料出现为止。

取不合格料出现前一次合格料的拌和时间再加3-5s即为正式生产时的拌和时间。

什么是沥青混合料的油石比？测定方法有哪些？
答：沥青质量与矿料质量的百分比称为油石比。

测定方法有四种：1）射线法；2）离心分离法；3）回流式抽提仪；4）脂肪抽提仪
马歇尔试件不同密度定义；常用密度检测方法；不同密度检测方法的适用性。

表干法：适用于吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件的毛体积相对密度或毛体积密度。

水中重法：测定不吸水的密级配沥青混合料试件的表观相对密度或表观密度。

蜡封法：适用于吸水率大于2%的各种沥青混凝土或沥青碎石混合料试件的毛体积相对密度或毛体积密度。

真空法：用于沥青混合料配合比设计、路矿况调查
掌握：马歇尔试件成型方法，影响试件制备的关键因素；确定一个标准马歇尔试件混合料用量计算方法；马歇尔试件毛体积密度、表观密度及最大相对理论密度试验操作过程；马歇尔稳定度试验操作及注意事项；水煮法和水浸法操作步骤；常用沥青含量检测方法；沥青混合料配合比设计内容。

沥青混合料配合比设计马歇尔法的优缺点？
答：优点：注意到沥青混合料的密实度与空隙的特性，通过分析以确保获得沥青混合料适当的空隙率。

同时所用设备价格低廉，便于携带。

不仅可以为研究单位所拥有，而且广大的施。