陈志源《土木工程材料》(第3版)(课后习题 第九章 沥青材料)【圣才出品】

第九章沥青材料

1．石油沥青的主要组分有哪些？它们相对含量的变化对沥青的性质有何影响？

答：（1）石油沥青的主要组分有油分、树脂和地沥青质。

（2）不同组分对石油沥青性能的影响不同。油分赋予沥青流动性；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质则决定沥青的耐热性、黏性和硬性，其含量越多，软化点越高，黏性越大，越硬脆。

2．石油沥青的牌号如何划分？牌号大小与沥青性质有何关系？如何正确选择石油沥青的牌号？

答：（1）石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化点等指标划分，并以针入度值表示。

（2）同一品种的石油沥青材料，牌号越高，则黏性越小（即针入度越大），塑性越好（即延度越大）、温度敏感性越大（即软化点越低）。

（3）选用石油沥青的原则是根据工程类别（房屋、道路或防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）等具体情况，合理选用不同品种和牌号的沥青。在满足使用要求的前提下，尽量选用较高牌号的石油沥青，以保证较长的使用年限。

建筑石油沥青多用来制作防水卷材、防水涂料、沥青胶和沥青嵌缝膏，用于建筑屋面和地下防水、沟槽防水防腐，以及管道防腐等工程；道路石油沥青多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面、车间地坪及地下防水工程。

3．某防水工程需石油沥青20t，要求软化点不低于85℃。现有60号和10号石油沥

青，测得它们的软化点分别为49℃和98℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？答：较软沥青掺配的比例为：212198851004%100%16.59%98T T Q T T --=⨯=⨯=--℃℃℃℃

较硬较硬沥青掺配的比例为：2116.5%73.5%

Q =-=掺配60号石油沥青的用量为：20t×16.5%=5.3t

掺配10号石油沥青的用量为：20t×73.5%=14.7t

4．沥青混合料的结构类型有哪几种？它们各有何特点？

答：沥青混合料的结构类型有悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种。其特点如下：

①悬浮密实结构

对于连续级配密实式沥青混合料，因粗骨料数量相对较少，细骨料数量较多，使粗骨料悬浮在细骨料之中。这种结构的沥青混合料的密实度和强度较高，且连续级配不易离析而便于施工，但由于粗骨料不能形成骨架，所以稳定性较差。这是目前我国沥青混凝土主要采用的结构。

②骨架空隙结构

间断级配开式或半开式沥青混合料含粗骨料较多，彼此紧密相接形成骨架，细骨料的数量较少，不足以充分填充空隙，形成骨架空隙结构。由于骨料之间的嵌挤力和内摩擦力较大，因此这种沥青混合料受沥青材料性质的变化影响较小，热稳定性较好。但沥青与矿料的粘结力较小，耐久性较差。

③骨架密实结构

间断级配密实式沥青混合料既有一定数量的粗骨料形成骨架，又有足够的细骨料填充到

粗骨料之间的空隙，而形成骨架密实结构。这种结构综合了以上两种结构之长，其密实度、强度和稳定性都较好，是一种较理想的结构类型。但是，由于间断级配粗、细骨料易分离，对施工技术要求较高，目前我国应用还不多。

5．论述沥青混合料的主要技术性质。

答：沥青混合料的主要技术性质如下：

①高温稳定性

沥青混合料的高温稳定性是指在高温条件下，沥青混合料承受外力不断作用，抵抗永久变形的能力。

②低温抗裂性

冬季气温急剧下降时，沥青混合料的柔韧性大大降低，在行车荷载产生的应力和温度下降引起的材料收缩应力联合作用下，沥青路面会产生横向裂缝，从而降低使用寿命。

③耐久性

沥青混合料的耐久性是指在长期受自然因素（阳光、温度、水分等）的作用下抗老化的能力、抗水损害的能力，以及在长期行车荷载作用下抗疲劳破坏的能力。

④抗滑性和施工和易性。

6．简述热拌沥青混合料配合比设计的步骤。

答：热拌沥青混合料配合比设计的步骤如下：

（1）矿料的配合比设计

①确定沥青混合料类型和骨料最大粒径。根据道路等级、所处路面结构的层次、气候条件等，查表选定沥青混合料的类型和骨料最大粒径。

②确定矿质混合料级配范围。根据已确定的沥青混合料类型，按表查阅矿质混合料级配范围。

③计算矿料配合比。根据粗骨料、细骨料和矿粉筛析试验结果，计算出符合级配要求范围的各矿料用量比例。

（2）沥青最佳用量的确定

目前，我国是采用马歇尔试验法来确定沥青最佳用量，其步骤为：

①制作马歇尔试件。按所设计的矿料配合比配制五组矿质混合料，每组按规范推荐的沥青用量范围加入适量沥青，沥青用量按0.5％间隔递增，拌和均匀，制成马歇尔试件。

②测定物理性质。根据骨料吸水率大小和沥青混合料的类型，采用合适的方法测出试件的实测密度，并计算理论密度、空隙率、沥青饱和度等物理指标。

③测定马歇尔稳定度和流值。

④确定沥青最佳用量。以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标，画出关系曲线。

⑤沥青混合料性能校核。按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件和车辙试验试件。