道路工程材料试卷2答案

骨架孔隙结构：粗集料间嵌挤力对沥青混合料的强度和稳定性起着重要作用，高温稳定性较好。但由于压实后沥青剩余空隙率较大，渗透性大，气体和水分易进入，造成沥青老化或水损。
骨架密实结构：间断性级配，既有一定量粗料形成骨架，又有足够细料和沥青胶浆填充骨架空隙，兼具高低温性能，强度、稳定性均较好。
2．答：（1）（1分）当PI<-2时，属溶胶型结构；当 PI=-2--+2时，属溶凝胶型结构；当 PI>+2时属凝胶型结构。
8）含蜡量：根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述含蜡量高对石油沥青质量的危害。
（2）（5分）评价指标
物理性质:（1分）
主要评价指标：沥青的密度（15°C）
路用性能:（4分）
1）粘滞性，主要评价指标：60°C动力黏度、针入度（25°C，5s，100g）、软化点（R&B）
2）感温性，主要评价指标：针入度指数（PI）、软化点（R&B）
计算马歇尔试件的矿料间隙率（VMA）
（7）马歇尔试件的沥青饱和度（VFA）(1分)
3. 解：
（1）2分，试样表观密度
（2）3分：毛体积密度
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五、论述题（共20分，每题10分）
1．1、答：要点：
（1）（5分）结合沥青路面的施工和使用情况道路石油沥青的技术性质为：
10. OGFC-13是指方孔筛公称最大粒径为13.2毫米排水式沥青磨耗层混合料。
三、简答题（共20分，每题4分）
1.答：(1)（1分）按照沥青混合料的矿料级配组成特点，将沥青混合料分为悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种类型；
(2)（3分）结构特点：
悬浮密实结构：该结构沥青混合料经压实后，密实度答，水稳定性、低温抗裂性和耐久性好，但其强度受沥青性质及状态的影响较大，在高温条件下沥青粘度低，可能导致沥青混合料强度和稳定性下降；
6）施工和易性：主要阐述沥青混合料和易性差的危害，从材料的角度分析影响沥青混合料施工和易性的因素及如何改善沥青路面的施工和易性。尔稳定度、流值、动稳定度
2）低温抗裂性
主要评价指标：低温弯曲试验破坏应变
3）水稳定性
主要评价指标：残留稳定度、冻融劈裂强度比、渗水系数
（3分）影响沥青高温稳定性的因素：
表面粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的碎石集料；
高粘度沥青也有利于提高抗车辙性能；
沥青用量过高，自由沥青越多，高温稳定性下降；
细粒式密级配适当减少沥青用量；粗粒式或开级配不
能单纯减少沥青用量来提高抗车辙能力；
四、计算题（共25分，1、3小题各5分，2小题15分）
1.解： (2分)
4）粘弹性：根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述沥青的粘弹性与沥青路用性能之间的关系。
5）低温性能：根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述低温性能与沥青路用性能之间的关系。
6）安全性：根据沥青路面的施工和使用情况，主要从安全性的角度阐述沥青混合料施工过程中应注意的问题。
7）溶解度：根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述如何限制石油沥青有害不溶物的含量，及其对道路的危害。
1）真空法实测沥青混合料的最大理论相对密度
2）计算法确定沥青混合料的最大理论相对密度
（2）（2分）适用条件
1）真空法实测沥青混合料的最大理论相对密度适用于非改性的沥青混合料。
2）计算法确定沥青混合料的最大理论相对密度适用于改性沥青混合料或SMA沥青混合料。
5.答：(1分)高温稳定性来源于矿料颗粒间嵌锁作用及沥青的粘结作用；40%来自于沥青，60%来自于集料嵌挤；
二、概念及名词解析（共20分，每题2分）
1. 矿料的有效密度指在规定条件下，单位有效体积(包括矿料实体、闭口空隙、不吸收沥青的开口空隙，即排除吸收沥青的开口孔隙的体积)的质量。
2. 石料的吸水率是指石料试样在常温常压条件下最大吸水质量占烘干试样质量的百分率。
3. 连续级配是指集料中由大到小且各级粒径的颗粒都有，各级颗粒按一定比例组成的圆滑不间断的级配曲线。
4. 矿料公称最大粒径是指集料中可以全部通过或允许少量不通过的最小一级标准筛的筛孔尺寸。
5. 沥青劲度模量是表征沥青在某一温度和某一荷载作用时间的应力与应变关系，是反映沥青粘性和弹性联合效应的指标。
6. 沥青混合料的最大理论密度是假设试件被压实至完全密实，没有孔隙的理想状态下的最大密度，即压实沥青混合料试件全部为矿料(包括矿料内部孔隙)和沥青所占有孔隙为零时的最大密度。
8）含蜡量，主要评价指标：含蜡量
2、答：（1）结合沥青路面的施工和使用情况，沥青混合料的技术性质为：（5分）
1）高温稳定性：主要阐述沥青混合料高温稳定性差的主要原因及对沥青路面的影响，从材料的角度分析如何改善沥青混合料的高温稳定性。
2）低温抗裂性：主要阐述沥青混合料低温抗裂性差的主要原因及对沥青路面的影响，从材料的角度分析如何改善沥青混合料的低温抗裂性。
(2分)
溶胶凝胶型沥青；(1分)
2.解：（1）矿料的合成毛体积相对密度(2分)
（2）矿料的合成表观相对密度(2分)
（3）矿料的合成有效相对密度(3分)
先计算吸水率WX：
再计算合成矿料的沥青吸收系数C，根据提示：
C=0.033WX2-0.2936WX+0.9339=0.033*1.02-0.2936*1.0+0.9339=0.6733
矿料的合成有效相对密度为:
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（4）沥青混合料的最大理论相对密度(2分)
（5）马歇尔试件的空隙率（VV）(2分)
（6）马歇尔试件的矿料间隙率（VMA）(3分)
先将油石比换算成沥青含量:
计算沥青混合料中各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和PS:
PS=100-Pb=100-4.76=95.24
3）水稳定性：主要阐述沥青混合料水稳定性差的主要原因及对沥青路面的影响，从材料的角度分析如何改善沥青混合料的水稳定性。
4）耐老化性：主要阐述沥青混合料耐老化差的主要原因及对沥青路面的影响，从材料的角度分析如何改善沥青混合料的耐老化性。
5）抗滑性：从沥青混合料的角度分析影响沥青混合料抗滑性的因素及如何改善沥青路面的抗滑性。
4）耐老化性
主要评价指标：空隙率、沥青饱和度、
5）抗滑性
主要评价指标：摆值、构造深度
6）施工和易性
主要评价指标：目力观察。
3．分计筛余百分率、累计筛余百分率、通过百分率
4．塑性、延度、沥青劲度模量、弹性、粘性、粘弹性
5．最大密度曲线理论、离子干涉理论
6．饱和分、芳香分、胶质、沥青质
7．残留稳定度、TSR（冻融劈裂强度百分率）。
8．闪点、135℃运动粘度
9．抗车辙因子、抗疲劳因子
10．高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、渗水性
2)溶-凝胶型结构：这类沥青在变形时，最初阶段，表现出一定程度的弹性效应，但变形增至一定数值后，则又表现出一定程度的粘性流动，是一种具有粘-弹特性的伪塑性体。
3)凝胶型结构：这类沥青的特点是，当施加荷载很小时，或在荷载时间很短时，具有明显的弹性变形。当应力超过屈服值之后，则表现为粘-弹性变形为一种似宾哈姆体。有时还具有明显的触变性。这类沥青称为弹性沥青。通常深度氧化的沥青多属于凝胶型沥青。这类沥青在路用性能上，虽具有较好的温度感应性，但低温变形能力较差。
3.答：（1）（1分）判定依据:VCAmix≤VCADRC
（2）（3分） 组成材料差别：SMA沥青粘度较高，矿料强度较大，填料必须采用石灰石粘性矿粉；纤维易选木质素纤维、矿物纤维等。而AC一般不加入纤维。
配合比设计差别：SMA路用性能检测时多了析漏实验和飞散实验。
4.答：（1）（2分）我国现行规范确定沥青混合料的最大理论相对密度的确定方法有两种：
7. 沥青混合料的低温抗裂性是指气温骤降时，面层因为温度应力来不及松弛，当温度应力超过沥青混合料容许应力值时，混合料出现拉裂，而导致路面出现裂缝，从而造成路面破损。
8.马歇尔稳定度马歇尔稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载(kN)。
9. 沥青混合料疲劳寿命是指在疲劳实验中，应力控制时为试件断裂时的荷载作用次数；应变控制时为施加应力降低至初始应力的50%时荷载作用次数。
3）耐老化性，主要评价指标：TFOT（或RTFOT）后：质量变化、残留针入度比、残留延度（10°C）、残留延度（15°C）
4）低温性能，主要评价指标：10°C延度、15°C延度
5）粘弹性，主要评价指主要评价指标：沥青的劲度模量（规范暂无规定）
6）安全性，主要评价指标：闪点
7）溶解度，主要评价指标：溶解度
物理性质：（1分）
主要阐述沥青材料的密度、热胀系数、介电常数等物理常数及与沥青路用性能的关系。
路用性能：（4分）
1）粘滞性；根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述粘滞性与沥青路用性能的关系。
2）感温性：根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述感温性与沥青路用性能的关系。
3）耐老化性：根据沥青路面的施工和使用情况，主要阐述沥青的耐久性与沥青路用性能之间的关系。
(2) （3分）各种胶体结构的特点：
1）溶胶型结构：这类沥青的特点是，当对其施加荷载时，几乎没有弹性效应，剪应力与剪变率成直线关系，呈牛顿流型流动，所以这类沥青也称为“牛顿流沥青”。通常，大部分直馏沥青都属于溶胶型沥青。这类沥青在路用性能上，具有较好的自愈性和低温时变形能力，但温度感应性较差。
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2010至2011学年第1学期考试时间：120分钟
课程名称：沥青与沥青混合料（A）卷 考试形式：（闭卷）
年级：专业：土木工程方向二；层次：（本科）
题号
一
二
三