土木工程材料习题及解答

土木工程材料习题及解答
P35
1-9 某沥青路面混合料和细集料的筛分试验结果见表1-14.试计算细集料的分计筛余百分率、累计筛余百分率和通过百分率，绘制该细集料的级配曲线图，并分析其级配是否符合设计级配范围的要求。

计算该细集料的细度模数，判断其粗度。

某细集料的筛分试验结果表1-14
答：
/ 1
累计筛余百100
2.6 34.6 54.6 69.6 79.6 87.4 92.4
分率0
通过百分率100 7.6
97.4 65.4 45.4 30.4 20.4 12.6
- 7~18 5~10 0~40 12~28 2100 95~10设计级配范55~75 35~55 0
围(%)
从上图可知，该细集料符合要求。

1-12 采用“试算法”确定某矿质混合料的配合比。

石屑和矿粉的筛分析试验结果以通过百分率列碎石、设计资料[]21
/ 2
于表1-15中第2~4列，设计级配范围要求值列于表1-15中第5列。

表1-15
[设计要求]用试算法确定碎石、石屑和矿粉在混合料中的用量；计算出混合料的合成级配，并校核该合成级配是否在要求的级配范围中，若有超出应进行调整。

21
/ 3
答：
x
1)计算碎石在矿质混合料中的用量。

故计算碎石用量时，假设混
16.0mm碎石中占优势含量粒径为aC(16.0)和aB(16.0)粒径全部由碎石组成，即合料中16.0mm、。

于等均零aC(16.0)=0、aB(16.0)=0将aM(16.0)=15%、21
/ 4
，代入可得：aA(16.0)=35.5%
z
计算碎石在矿质混合料中的用量2)。

故计算碎石用量时，假设混0.075mm碎石中占优势含量粒径为aB(0.075)和即aA(0.075)合料中0.075mm粒径全部由碎石组成，、、aM(0.075)=4%均等于零。

将aA(0.075)=0、aB(0.075)=0 aC(0.075)=21.5%，代入可得：
y 3)计算碎石在矿质混合料中的用量z=18.60代入得将已求得的x=42.25和
4)合成级配与校核筛碎石石屑矿粉合成
级配孔范围尺
寸
026.000100
1000
5
1.231.21.219.98.95~1×4 00
77732.207 00
515.001516.83.75~916.35.
21
21
/ 6
校核合成矿粉筛碎石石屑
级配孔范围尺
寸
10026.00.000.001000.0
.00 0 0 50
1.4×495~11.419.98.31.4
00
002 2 058 2 7.2
575~916.18.35.16.81.16.
00
077 5081 19 77
2713.12.30.69.62~812.
00
095 76 205 76
52~7×414.9.56.96.259.40.9.602.6 21
21 / 8。

43.15%，矿粉9.60%经过调整，碎石47.25%，石屑
P262梁用水泥混凝土的配合组成。

预应力T5-13 试设计某跨度6m，工程要求的强度保C40]：水泥混凝土设计强度等级[设计资料要求混凝土拌6.0MPa；证率为95%，水泥混凝土施工强度标准差30~50mm。

和物的坍落度为，密58.5MPa52.5P.I水泥级，实测抗压强度组成材料及性质：，表20mm度ρc=3100kg/m3；碎石用一级石灰岩轧制，最大粒级砂为清洁河砂，；现场含水率wg=1.0%观密度ρ′g=2780kg/m3，率含场水′观表密度ρ
s=2680kg/m3,现，数度细模=2.4，减0.8%；水为符合混凝土拌和用水要求；减水剂用量ws=5.0%=2120级灰标准，表观密度βad=12%；粉煤灰符合水率I21
/ 9
kg/m3。

[设计要求]
（1）计算混凝土初步配合比（不掺减水剂和粉煤灰），并按现场含水率折算为工地配合比；
（2）计算掺加0.8%减水剂后，混凝土的初步配合比；
（3）用超量取代法计算粉煤灰混凝土初步配合比。

答：1、
（1）计算混凝土的配制强度fcu,o
（2）计算水灰比W/C，并校核
查表5-16，校核合格。

（3）单位用水量mw0的确定
查表5-18，砂的细度模数=2.4，中砂
（4）砂率βs的确定
查表5-19
βs=34.5
（5）计算单位水泥用量mc0，并校核
21
/ 10
5-16，校核合格。

查表mg0和粗集料用量）计算细集料用量（6ms0
体积法
质量法
初步配合比施工配合比
21
/ 11
2、
方案1：混凝土的流动性和强度不变，节约水泥
方案2：保持混凝土强度不变，提高混凝土拌和物流动性
方案3：保持混凝土流动性不变，得高混凝土强度
3、
（1）基准配合比
（2）确定粉煤灰取代水泥掺量百分率f及粉煤灰坡量系数δi 查表5-26，粉煤灰最大取代率30%，现取20%。

粉煤灰为Ⅰ级灰，查表5-27，超量系数1.1~1.4，取1.3。

（3）计算粉煤灰取代水泥用量、粉煤灰超量部分质量和粉煤灰总掺量
粉煤灰取代水泥用量
粉煤灰总掺量21
/ 12
粉煤灰超量部分质量
（4）计算粉煤灰混凝土中其他组成材料用量
试设计某重交通二级公路面层混凝土（无抗冻性要求）的5-14 配合比组成。

，5.0MPafr为[设计资料]：道面混凝土的设计弯拉强度标准值现场采），为0.5（样本n=6s施工单位混凝土弯剩下强度标准差10~30mm。

用小型机具摊铺，拌和物出机坍落度要求级，实测水泥抗折强度组成材料为：水泥为Ⅱ型硅酸盐52.5ρc=3150kg/m3；碎石用一级石灰岩轧制，最大7.86MPa，密度度实振密度ρ′g=2780kg/m3，观为粒径40mm，表密，表观密
度；砂为清洁河砂，细度模数=2.7ρ′gh=1736kg/m3；水为饮用水，符合涨凝土拌和用水要求。

ρ′s=2700kg/m3]设计要求计算该混凝土的初步配合比。

[
答：）fcu,o）（1计算配制弯拉强度（21
/ 13
查表5-39，n=6，保证率t为0.46。

变异系数Cv为0.10~0.15，取中值0.125。

（2）确定水灰比（W/C)
耐久性校核，混凝土为二级公路所用，无抗冻要求，查表5-38得最大水灰比0.46，故计算符合要求。

W/C=0.37，灰水比C/W=2.70（3）确定砂率βs
由砂的细度模数2.7，碎石混凝土，查表5-41，取砂率βs=35%（4）确定单位用水量（mw0）
查表5-35，最大用水量为160kg/m3
则选择160kg/m3
（5）确定水泥用量（mc0）
查表5-38得满足耐久性要求的最大水泥用量300kg/m3，则取432kg/m3
（6）计算粗集料用量（mg0）和细集料用量（ms0）
21
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积充体石的填:验算碎符合要求=mg0/ρgf×100%=1239.36÷1736×100%=73.39%,初步配合比
P92软化点试验反应沥青的哪些性能？简述延度、2-7 沥青针入度、主要试验条件。

答:沥青针入度试验反应沥青粘滞性，是
划分沥青牌号的指标。

以规定质量的标准针经该法是沥青材料地在规定的温度条件下，常用的试验条件计。

过规定时间贯入沥青试样的深度，以0.1mm P25℃,100g,5s。

为软化点试验反应沥青材料热稳定性，也是沥青条件粘度的量度。

的铜环该法采用环与球法，该法是沥青试样注于内径为18.9mm的钢球，在规定的加热温度（5℃/min）下3.5g中，环上置一重进行加热，沥青试样逐渐软化，直至在钢球荷重作用下，使沥青垂直（即接触底板）时的温度。

25.4mm产生21
/ 15
延度反应沥青的塑性指标。

该法是将沥青制成∞字形试件。

2-15 沥青在10℃和25℃下测定的针入度分别为24和79
（0.1mm），求出沥青的针入度-温度敏感性系统A，由此计算沥青的针入度指数PI，并判断沥青的胶体结构类型。

答：
针入度指数值=-2~+2者为溶凝胶型沥青，则该沥青为溶凝胶型沥青
P160
3-8 采用马歇尔法设计沥青混凝土配合比时，为什么由马歇尔试验确定配合比后，还是进行沥青混合料的车辙试验、冻融劈裂强度试验或者浸水稳定试验？
答：马歇尔试验主要评价沥青混合料高温稳定性；车辙试验模拟车辆轮胎在路面上滚动形成的车辙的工程试验方法。

冻融劈裂强度试验和浸水稳定试验主要评价水稳定性能。

21
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3-15 试设计一级公路沥青路面面层用沥青混凝土混合料配合比组成。

[原始资料]
（1）道路等级：一级公路，重载交通；路面类型；沥青路面；结构层位：三层式沥青混凝土的上面层，设计厚度4.0cm；气候条件：7月份平均最高气温20~30℃，年极端最低气温>-7℃。

（2）材料性能：沥青材料：A级70号沥青。

集料和矿粉的技术要求符合技术要求。

（3）沥青混合料类型为AC-13C型，试件的马歇尔试验结果见表3-70。

[设计要求]
（1）根据道路等级、路面类型和结构层次确定沥青混合料的技术要求。

（2）根据沥青混合料的技术要求，通过对马歇尔试验体积参数和力学指标（表3-70）分析，确定最佳沥青用量。

马歇尔试验物理-力学指标测定结果汇总表表3-70
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8.22060.315.66.22.3664.51
64.32414.39.5 5.02.3812 5.113.79.670.8285.53 2.398 4.03114.18.4 6.04 2.38277.33.2 6.514.95 2.37882.67.1 2.636
答：1（）7℃。

选择月份平均最高气温20~30℃，年极端最低气温>-）17夏热区。

、3-193-20夏热区重交通区。

沥青混合料
技术要求见2））（2
21
/ 18
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）的沥青用量、－1920各项指标符合沥青混合料技术标准（表3 范围共同范矿料间流值隙率稳定度围空隙率饱和度
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5.054.5 5.05 4.5 OACmin4.5 4.5
0.8021.10 1.65 差值1.35 2
5.85
6.56.15
5.85
OACmax6.15
6.5
21 / 21。