沥青混合料的组成结构及强度原理
第六章沥青混合料的强度构成机理
§6.1 沥青混合料的组成结构及强度原理
6.1.1沥青混合料的组成结构
沥青混合料是一种复杂的多种成分的材料，其“结构”概念同样也是极其复杂的。因为这种材料的各种不同特点的概念，都与结构概念联系在一起。这些特点是：矿物颗粒的大小及其不同粒径的分布；颗粒的相互位置；沥青在沥青混合料中的特征和矿物颗粒上沥青层的性质；空隙量及其分布；闭合空隙量与连通空隙量的比值等。“沥青混合料结构”这个综合性的术语，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。其中包括：沥青结构、矿物骨架结构及沥青-矿粉分散系统结构等。上述每种单一结构中的每种性质，都对沥青混合料的性质产生很大的影响。
随着混合料组成结构的研究的深入，对沥青混合料的组成结构有下列两种互相对立的理论。
（1）表面理论按传统的理解，沥青混合料是由粗集料、细集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架，此矿质骨架由稠度较稀的沥青混合料分布其表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体。这种理论认识可图解如下：
（2）胶浆理论近代某些研究从胶浆理论出发，认为沥青混合料是一种多级空间网状胶凝结构的分散系。它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系；同样，砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青浆介质中的一种细分散系；而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系。这种理论认识可图解如下：
分散相—粗集料
沥青混合料（粗分散系）分散相—细集料
分散介质—砂浆（细分散系）分散相—填料
分散介质—沥青胶结物（微分散系）
分散介质—沥青这3级分散系以沥青胶浆（沥青—矿粉系统）最为重要，典型的沥青混合料的弹-粘-塑性，主要取决于起粘结料的作用的沥青-矿粉系统的结构特点。这种多级空间网状胶凝结构的特点是，结构单元（固体颗粒）通过液相的薄层（沥青）而粘结在一起。胶凝结构的强度，取决于结构单元产生的分子力。胶凝结构具有力学破坏后结构触变性复原自发可逆的特点。
对于胶凝结构，固体颗粒之间液相薄层的厚度起着很大的作用。相互作用的分子力随薄层厚度的减小而增大，因而系统的粘稠度增大，结构就变得更加坚固。此外，分散介质（液相）本身的性质对于胶凝结构的性质亦有很大的影响。
可以认为，沥青混合料的弹性和粘塑性的性质主要取决于沥青的性质、粘结矿物颗粒的沥青层的厚度，以及矿物材料与结合料相互作用的特性。沥青混合料胶凝健合的特点，也取决于这些因素。
沥青混合料的结构取决于下列因素：矿物骨架结构、沥青的结构、矿物材料与沥青相互作用的特点、沥青混合料的密实度及其毛细-孔隙结构的特点。
矿物骨架结构是指沥青混合料成分中矿物颗粒在空间的分布情况。由于矿物骨架本身承受大部分的内力，因此骨架应由相当坚固的颗粒所组成，并且是密实的。沥青混合料的强度，在一定程度上也取决于内摩阻力的大小，而内摩阻力又取决于矿物颗粒的形状、大小及表面特性等。
形成矿物骨架的材料结构，也在沥青混合料结构的形成中起很大作用。应把沥青混合料中沥青的分布特点，以及矿物颗粒上形成的沥青层的构造综合理解为沥青混合料中的沥青结构。为使沥青能在沥青混合料中起到自己应有的作用，应均匀地分布到矿物材料中，并尽可能完全包裹矿物颗粒。矿物颗粒表面上的沥青层厚度，以及填充颗粒间空隙的自由沥青的数量，具有重要的作用。自由沥青和矿物颗粒表面所吸附沥青的性质，对于沥青混合料的结构
产生影响。沥青混合料中的沥青性质，取决于原来沥青的性质、沥青与矿料的比值，以及沥青与矿料相互作用的特点。
综上所述可以认为：沥青混合料是由矿质骨架和沥青胶结物所构成的、具有空间网络结构的一种多相分散体系。沥青混合料的力学强度，主要由矿质颗粒之间的内摩阻力和嵌挤力，以及沥青胶结料及其与矿料之间的粘结力所构成。
沥青混合料，按其强度构成原则的不同可分为按嵌挤原则构成的结构和按密实级配原则构成的结构两大类。
按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度，是以矿质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主、沥青结合料的粘结作用为辅而构成的。沥青贯入式路面、沥青表面处治、以及沥青碎石路面均属此类结构。这类路面是以较粗的、颗粒尺寸均匀的矿料构成骨架，沥青结合料填充其空隙，并把矿料粘结成一个整体。这类沥青混合料结构强度受自然因素（温度）的影响较小。
按密实级配原则构成的沥青混合料的结构强度，是以沥青与矿料之间的粘结力为主，矿质颗粒间的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成的。沥青混凝土路面和沥青碎石混合料路面属于此类。这类沥青混合料的结构强度受温度的影响较大。
按级配原则构成的沥青混合料，其结构通常可按下列三种方式组成：
1）悬浮密实结构：由连续级配矿质混合料组成的密实混合料，由于材料从大到小连续存在，并且各有一定数量，实际上同一档较大颗粒都被较小一档颗粒挤开，大颗粒犹如以悬浮状态处于较小颗粒之中。这种结构通常按最佳级配原理进行设计，因为密实度与强度较高，但受沥青材料的性质和物理状态的影响较大故稳定性较差。
2）骨架空隙结构：较粗石料彼此紧密相接，较细粒料的数量较少。不足以充分填充空隙。
因此，混合料的空隙较大，石料能够充分开成骨架。在这种结构中，粗骨料之间的内摩阻力起着重要的作用，其结构强度受沥青的性质和物理状态的影响较小，因而稳定性较好。
3）骨架密实结构：是综合以上两种方式组成的结构。混合料中既有一定数量的粗骨料形成
骨架，又根据粗料空隙的多少加入细料，形成较高的密实度。间断级配即是按此原理构成。
6.1.2沥青混合料的强度理论与强度参数
沥青混合料属于分散体系，是由强度很高的粒料与粘结力较弱的沥青材料所构成的混合体。根据沥青混合料的颗粒性特征，可以认为沥青混合料的强度构成起源于两个方面：
（1）由于沥青的存在而产生的粘结力；
（2）由于骨料的存在而产生的内摩阻力。
目前，对沥青混合料强度构成特性开展研究时，许多学者普遍采用了摩尔-库仑理论
作为分析沥青混合料的强度理论，并引起两个强度参数——粘结力c 和内摩阻角υ，作为其强度理论的分析指标。摩尔-库仑理论的一般表达式为：
式中：σ1——最大主应力；
σ3——最小主应力；
σij ——应力状态张量。
对于组成沥青混合料的两种原始材料——沥青和骨料，通过实验研究和强度理论分析， 可以认为：纯沥青材料的c ≠0而υ=0；干燥骨料的c=0而υ≠0。但由此形成的沥青混合料，其c ≠0且υ≠0，沥青混合料在参数c 、υ值的确定上需要把理论准则与实验结果结合起来。理论准则采用摩尔—库仑理论，而实验结果则可通过三轴实验、简单拉压实验或直剪实验获得。
（1）三轴实验确定
对于三轴实验来说，其摩尔-库仑的理论表达式为
显然，在一定的力学加载条件下，如果材料是给定的，那么内在参数c 、υ值应为常数，σ1与σ3之间便具有线性关系。同时，众多实验研究结果也表明，在给定实验条件下，σ1与σ3之间具有如下形式的线性关系
σ1=k σ3+b
式中：k 与b 均大于零。
将以上两式对等，则可得到内在参数c 、υ值的计算公式：
目前，国内外研究者主要是通过三轴实验来确定沥青混合料的c 、υ值。但是，由于三 ()()0
cos 2sin 3131=-+--=??σσσσσc f ij ?
?σ??σsin 1cos 2sin 1sin 131-+-+=c k
b
b
c k k 2cos sin 1211sin =-?=+-=
??
?
轴实验在仪器设备方面比较复杂，要求较高，实验所需人力物力较多，在操作上难度大，因此，尽管三轴实验能够很好地模拟真实的应力应变状态，但它的实际应用受到一定程度的限制，在工程上难以普及使用。
(2)简单拉压实验确定
沥青混合料的c 、υ值亦可通过测定无侧限抗压强度R 和抗拉强度r 予以换算。其换算关系可通过推导获得，也可以直接利用摩尔圆求得。
当无侧限抗压时，相当于σ3=0及σ1=R ，得：
简单拉压实验确定沥青混合料的内在参数c 、υ值,是以一项基本假定为前提的。即：在试验变量（材料组成变量、力学激励变量）相同的条件下，假定沥青混合料在压缩和拉伸两种加载方式下的内在参数值是相同的。
这种实验方法相对于三轴实验来说，在操作上要容易得多，且在一般试验机上均可以实 施，易于推广应用。但其试验结果的准确性要依赖于实验技术的完善与提高，特别是拉伸实验。在拉伸实验中，有两个实验技术难关需要克服，即：（1）沥青混合料的拉伸实验技术（拉头问题）；（2）试件的偏心受拉问题。通过改进实验技术，这两个困难目前都可以克服。
（2）直剪实验确定
内在参数c 、υ值的确定，还可以通过沥青混合料的直剪实验来实现。这种实验方法与土的直剪实验非常类似，主要是通过测定不同正压力水平σi 下的抗剪强度τ
fi ，在τ-σ坐标系中绘制库仑直线，从而获得材料的c 、υ值。
沥青混合料的直剪实验相对于三轴实验、简单拉压实验，在c 、υ值的原理上更为直观明了，但在操作上可能更不容易实现，比如因剪切挤压而引起的破坏面不均匀问题。就现有资料来看，目前还没有见到关于沥青混合料直剪实验方面的研究报告。关于这种实验方法可行r R r
R Rr
c ctg c c r r tg c c R +-=
=??? ??+?=+=
-==-=??? ??+?=-==??π??σσσ?π??σsin 21
242sin 1cos 2024
2sin 1cos 23311联立解得
则
及当抗拉时相当于
性、准确性，以及它的实验结果与三轴实验和简单拉压实验结果之间的可比性等三方面的研究工作，还有待于进一步探讨，以便确定一种较为有效和简便的方法来获得内在参数c、υ值。
§6.2 沥青与矿料之间的相互作用
沥青与矿料之间的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素。它直接关系到沥青混合料的强度、温度稳定性、水稳定性、以及老化速度等一系列重要性能。因此，深入研究沥青与矿料之间相互作用的原理，充分认识并积极地利用与改善这个作用过程具有十分重要的意义。
研究表明，沥表与矿料相互作用时，所发生的效应是各种各样和特殊的，主要与表面效应有关。
6.2.1矿料对沥青的吸附作用
原苏联π.A.列宾捷尔研究认为，沥青与矿料相互作用后，沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列，在矿料表面形成一层扩散结构膜（如图6-1a所示），在此膜厚度以内的沥青称为结构沥青。此膜以外的沥青称为自由沥青。结构沥青与矿料之间发生相互作用，并且沥青的性质有所改变；而自由沥青与矿料距离较远，没有与矿料发生相互作用，仅将分散的矿料粘结起来，并保持原来性质。
如果颗粒之间接触处由扩散结构膜所联结(如图6-1b所示），则促成沥青具有更高的粘滞度和更大的扩散结构膜的接触面积，从而可以获得更大的颗粒粘着力。反之，如颗粒之间接触处为自由沥青所联结(如图6-1c所示），则具有较小的粘着力。
图6-1 沥青与矿粉交互作用的结构图式
按照物理化学观点，沥青与矿料之间的相互作用过程是个比较复杂的、多种多样的吸附过程，它们包括沥青层被矿物表面的物理吸附过程、沥青-矿料接触面上进行的化学吸附过程、以及沥青组分向矿料的选择性扩散过程。
固体或液体的表面和与它进行接触的液态或气态物质分子的粘结性质，以及对气体或液体的吸着现象称为吸附。吸附作用分为物理吸附和化学吸附两种形态，当吸附物质（吸附剂）与被吸附物质之间仅有分子作用力（即范德华力）存在时，则产生物理吸附；当接触的两种相（沥青和矿料）形成化合物时则产生化学吸附。
在引力作用下发生的物理吸附作用，会在矿料表面形成沥青的定向层，此时，被吸附的沥
青不发生任何化学变化。在化学吸附的情况下，被吸附的沥青发生化学变化。但是，化学吸
附作用仅触及被吸附物质的一层分子，而物理吸附时，实际上可能形成几个分子厚度的吸附层。
沥青在矿料表面上的吸附强度，很大程度上取决于这些材料之间发生的粘结性质。当存在化学键时（即产生化学吸附时），沥青与矿料的粘结最为牢固。当碳酸盐或碱性岩石与含有足够数量酸性表面活性物质的活化沥青粘结时，会发生化学吸附过程。这种表面活性物质能在沥青与矿料的接触面上，形成新的化合物。因为这些化合物不溶于水。所以矿料表面上形成的沥青层具有较高的抗水能力。而当沥青与酸性岩石（SiO2含量大于65%的岩石）粘结时，不会形成化学吸附化合物，故其间的粘结强度较低，遇水易剥离。
原苏联A.H.雷西娜等人的研究表明，碳酸盐和碱性石料每个单位表面上吸附的沥青多于酸性石料具有更坚固的结构，对于比表面大和吸附力很大的的矿料，更具有特殊意义。
沥青与矿料表面粘结牢固的必要先决条件是沥青能很好地润湿矿料的表面。由物理化学得知，彼此接触物体相互作用过程的特性和强度主要取决于物体的表面性质，首先是表面自由能。
研究物质内部质点（原子、离子、分子）与位于表面的质点之间的相互作用时，可以得到关于固体或液体表面能的概念。位于固体或液体内部的每一固体或液体质点，都从各方面承受着围绕它的并和它相类似的质点的引力作用，而位于固体或液体表面的质点，只从一面受到处于固体或液体内部质点的引力作用，而另一面是空气（气相）。由于气体分子彼此相距甚远，因此只有临近固体或液体表面的气体才产生力场。气体分子对固体或液体表面质点的作用非常小，不能平衡承受从内部质点方面产生的力的作用。
固体或液体表面未平衡（未补偿）元素质点的存在相当于该表面每单位面积具有一定数量的自由能，其数量等于形成表面所消耗的功。该自由能称为表面自由能或表面能力。
润湿是自发的过程，在这一过程中，相接触的三相—矿料、水和空气或沥青体系内，于一定的温度条件下会发生体系的表面自由能的降低现象。
大多数的造岩矿物，如氧化物、碳酸盐、硅酸盐、云母、石英等，均属于亲水性的。所有亲水性矿物都具有离子键（有极性的）的晶格，因此，当它们分裂时在表面层可能有未平衡的离子——带自由价的离子。
憎水性矿物具有共价键（原子键）的晶格，或者具有分子键的晶格。有些憎水性材料具有
离子和分子键的晶格，即元素质点内部有牢固的离子键，质点之间有分子键。这些元素质点的表面几乎没有未补偿的键。
两种相互接触的物体，例如沥青同矿料的接触表面相互作用所消耗的能量，以粘结作用来表征，这种粘结作用通常简称为粘结力。
能良好地润湿固体干燥表面的液体，并不意味着一定有良好的粘结力。沥青润湿与粘结潮湿矿料表面的能力，取决于固体表面排挤水分的性质和沥青的个别组分在边界层中的选择性吸附。这就相应地减小了体系的表面自由能。吸附的结果增加了相界面处被吸附物质的浓度，且减小了界面上的表面自由能。
吸附层的性质取决于被吸附物质的数量、被吸附物质与固体相互作用的性质和能量。这些因素将构成固体-液体分界面上二相相互联系的特性。吸附层，特别是在完全饱和的情况下，它类似于很薄的固体膜，具有高的力学强度。这种性质由于周围液体介质（溶剂-沥青中的油分）的作用，其能力再一次地加强了。
化学吸附是沥青中的某些物质（如沥青酸）与矿料表面的金属阳离子产生化学反应，生成沥青酸盐，在矿料表面构成化学吸附层的过程。化学相互作用力的强度，超过分子力作用许多倍。化学相互作用的能量转为化学反应的热量时，其数值为数百焦尔/克分子以上；而物理相互作用的能量转为热量时最大仅为数十焦尔/克分子。因此，当沥青与矿料形成化学吸附层时，相互间的粘附力远大于物理吸附时的粘附力。也只有产生化学吸附，沥青混合料才可能具有良好的水稳性。
化学吸附产生与否以及吸附程度，决定于沥青及矿料的化学成分。例如石油沥青中因含有沥青酸及沥青酸酐能与碱性矿料中的高价金属盐产生化学反应，生成不溶于水的有机酸盐，与低价金属盐反应生成的有机酸盐则易溶于水，而与酸性矿料之间则只能产生物理吸附。煤沥青中既有酸性物质（如酚类），以有碱性物质（如吡啶类），因而与酸性矿料及碱性矿料均能起化学吸附作用，当然其吸附程度和生成物的性质仍与矿料的化学成分密切相关。
所谓选择性吸附，就是一相物质中的某一特定组分由于扩散作用沿着另一相的微孔渗入到其内部。当沥青与矿料相互作用时，选择性扩散产生的可能性以及其作用大小，取决于矿料的表面性质、孔隙状况及沥青的组分与活性。
矿料对沥青的选择性吸附作用，主要产生于表面具有微孔（孔隙直径小于0.02mm）的
矿料，如石灰岩、泥灰岩、矿渣等。此时沥青中活性较高的沥青质吸附在矿料表面，树脂吸附在矿料表层小孔中，而油分则沿着毛细管被吸收到矿料内部。因此，矿料表面的树脂和油分相对减少，沥青质增多，结果沥青性质发行变化——稠度提高、粘结力增加，从而在一定程度上改善了沥青混合料的热稳性与水稳性。
沥青与多孔的材料相互作用的特点，一方面取决于表面性质和吸咐物的结构（孔隙的大小及其位置），另一方面与沥青的特性有关（主要是活性和基团组成）。矿料表面上如有微孔，就会大大改变其与沥青相互作用的条件，微孔具有极大的吸附势能，因而孔中吸附大部分的沥青表面活性组分。当沥青与结构致密的矿料（如石英岩）相互作用时，上述过程就失去了必要的条件，因而其对沥青的选择性吸附不显著。
6.2.2 沥青与初生矿物表面的相互作用
沥青与初生矿物表面的相互作用是一种特殊的作用形式，因为它决定于化学-力学过程。并与上面叙述的化学吸附同时发生。
化学-力学是一个比较新的科学领域，它研究力学作用对各种物质所产生的范围极广的现象。许多研究人员对化学-力学有着特殊兴趣，这与在力学作用时有可能在一定条件下引起化学过程有关。因此，利用化学-力学手段进行材料机械加工过程的研究具有非常广阔的前景。
远在1873年，卡列·M·里曾经指出，某些化学反应只能在力学作用的条件下才会更有效，或是一般只能在这种作用下才能发生反应。
引起固体中大部分力学化学过程的最重要的因素有：化学活性很大的新表面的产生；受机械力破坏而形成的颗粒表面层的结构变化；初生颗粒表面上进行的化学反应。
固体受机械力作用产生的初生表面的能量状态的研究包括初生表面的带电及其吸附能力的研究，重新形成的颗粒表层结构的研究，以及自由基的产生过程和基的相互反应过程等。
B．B．德拉金指出，颗粒经磨碎后成为带电颗粒，并且电荷的正负与大小取决于颗粒的大小和物质的性质。初生表面的带电，在矿料的活化过程中起着一定的作用。
决定初生表面具有很高的化学活性的一个因素是由于出现自由基，自由基是借助机械力的破坏作用，使化学健断开而产生的。化学键在机械力作用下断开的可能性是史塔乌金捷尔最先提出的。1952年，帕依克和瓦特森证实了在这种情况下可能产主自由基。
自由基是分子的残余部分，或是处于电子受激震状态下的分子，它具有很大的化学活性。自由基的主要化学特性是，具有很高的反应能力，这种能力与自由化合价有关，自由基易与一般的饱和分子起化学反应。
初生表面很高的活性，也与磨碎过程中形成的颗粒表面层的结构变化有关。例如，德姆波斯捷尔等人的研究表明，磨碎的石英表面是由变化了的含结晶硅砂层所组成。阿尔姆斯特朗格观测到磨碎石英颗粒表层的非晶形性，并且某些磨碎破坏的深度约为50-100um。在磨碎的石英表面上，非晶形层的厚度达40nm。
因磨细而产生的颗粒表面层的松散结构，有助于它的反应能力和吸附能力，从而提高了其活化效果。
顺磁共振试验表明，矿料中自由基的浓度随磨碎时间的增长而增大，试验还证明，当沥青与花岗石或石英进行一般的拌和时，只产生矿料与沥青的物理吸附，而在沥青与花岗石或石英一起磨碎的过程中，沥青和矿料之间发生了化学键。
在沥青与矿料一起磨碎的过程中，沥青与矿料表面的相互作用，与沥青和早先磨细的矿料拌和时的相互作用，有着明显的差别，前者化学吸附的沥青量及其随磨碎时间的增长速率均明显高于后者。
§6.3 影响沥青混合料强度的因素
如前所述，沥青混合料的强度由两部分组成：矿料之间的嵌挤力与内摩阻力和沥青与矿料之间的粘聚力。下面从内因、外因两方面分析沥青混合料强度的影响因素。
6.3.1影响沥青混合料强度的内因
1、沥青粘度的影响
沥青混凝土作为一个具有多级网络结构的分散系来看待，从最细一级网络结构来看，它是各种矿质集料分散在沥青中的分散系，因此它的强度与分散相的浓度和分散介质粘度有着密切的关系。在其它因素固定的条件下，沥青混合料的粘聚力是随着沥青粘度的提高而增大的。因为沥青的粘度即沥青内部沥青胶团相互位移时，其分散介质抵抗剪切作用的抗力，所以沥青混合料受到剪切作用时，特别是受到短暂的瞬时荷载时，具有高粘度的沥青能赋予沥青混合料较大的粘滞阻力，因而具有较高抗剪强度。在相同的矿料性质和组成条件下，随着沥青粘度的提高，沥青混合料粘聚力有明显的提高，同时内摩擦角亦稍有提高。
2、沥青与矿料化学性质的影响
在沥青混合料中，如果矿粉颗粒之间接触处是由结构沥青膜所联结，这样促成沥青具有更高的粘度和更大的扩散溶化膜的接触面积，因而可以获得更大的粘聚力。反之，如颗粒之间接触处是自由沥青所联结，则具有较小的粘聚力。
沥青与矿料相互作用不仅与沥青的化学性质有关，而且与矿粉的性质有关。H.M.鲍尔雷曾采用紫外线分析法对两种最典型的矿粉进行研究，在石灰石粉和石英石粉的表面上形成一层吸附溶化膜，如图（6-3）所示。研究认为，在不同性质矿粉表面形成的吸附溶化膜组成结构和厚度的吸附溶化膜，所以在沥青混合料中，当采用石灰石矿粉时，矿粉之间更有可能通过结构沥青来联结，因而具有较高的粘聚力。
图6-2 不同矿粉的吸附溶化膜结构图式
3、矿料比面的影响
由前述沥青与矿粉交互作用的原理可知，结构沥青的形成主要是由于矿料与沥青的交互作用，而引起沥青化学组分在矿料表面的重分布。所以在相同的沥青用量条件下，与沥青产生交互作用的矿料表面积愈大，则形成的沥青膜愈薄，则在沥青中结构沥青所占的比率愈大，因而沥青混合料的粘聚力也愈高。通常在工程应用上，以单位质量集料的总表面积来表示表面积的大小，称为“比表面积”（简称“比面”）。例如1kg的粗集料的表积约为0.5-3m2，它的比面即为0.5-3m2/kg，而矿粉用量虽只占7%左右，而其表面积却占矿质混合料的总表面积的80%以上，所以矿粉的性质和用量对沥青混合料的强度影响很大。为增加沥青与矿料物理-化学作用的表面，在沥青混合料配料时，必须含有适量的矿粉。提高矿粉细度可增加矿粉比面，所以对矿粉细度也有一定的要求。希望<0.075mm粒径的含量不要过少；但是<0.005mm部
分的含量亦不宜过多，否则将使沥青混合料结成团块，不易施工。
4、沥青用量的影响
在固定质量的沥青和矿料的条件下，沥青与矿料的比例（即沥青用量）是影响沥青混合料抗剪强度的重要因素。
在沥青用量很少时，沥青不足以形成结构沥青的薄膜来粘结矿料颗粒。随着沥青用量的增加，结构沥青逐渐形成。沥青更为完满地包裹在矿料表面，使沥青与矿料间的粘附力随着沥青的用量增加而增加。当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附矿料颗粒表面时，沥青胶浆具有最优的粘聚力。随后，如沥青用量继续增加，则由于沥青用量过多，逐渐将矿料颗粒推开，在颗粒间形成未与矿料交互作用的“自由沥青”，则沥青胶浆的粘聚力随着自由沥青的增加而降低。当沥青用量增加至某一用量后，沥青混合料的粘聚力主要取决于自由沥青，所以抗剪强度几乎不变。随着沥青用量的增加，沥青不仅起着粘结剂的作用，而且起着润滑剂的作用，降低了粗集料的相互密排作用，因而降低了沥青混合料的内摩擦角。
沥青用量不仅影响沥青混合料的粘聚力，同时也影响沥青混合料的内摩擦角。通常当沥青薄膜达最佳厚度（亦即主要以结构沥青粘结）时，具有最大的粘聚力；随着沥青用量的增加，沥青混合料的内摩擦角逐渐降低。
5、矿质集料的级配类型、粒度、表面性质的影响
沥青混合料的强度与矿质集料在沥青混合料中的分布情况有密切关系。沥青混合料有密级配、开级配和间断级配等不同组成结构类型已如前述，因此矿料级配类型是影响沥青混合料强度的因素之一。
此外，沥青混合料中，矿质集料的粗度、形状和表面粗糙度对沥青混合料的强度都具有极为明显的影响。因为颗粒形状及其粗糙度，在颇大程度上将决定混合料压实后颗粒间相互位置的特性和颗粒接触有效面积的大小。通常具有显著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，近似正方体，以及具有明显细微凸出的粗糙表面的矿质集料，在碾压后能相互嵌挤锁结而具有很大的内摩擦角。在其他条件相同的情况下，这种矿料所组成的沥青混合料较之圆形而表面平滑的颗粒具有较高的抗剪强度。
许多试验证明，要想获得具有较大内摩擦角的矿质混合料，必须采用粗大、均匀的颗粒。在其他条件下，矿质集料颗粒愈粗，所配制的沥青混合料愈具有较高的内摩擦角。相同粒径组成的集料，卵石的内摩擦角较碎石为低。
6.3.2影响沥青混合料强度的外因
1、温度的影响
沥青混合料是一种热塑性材料，它的抗剪强度随着温度的升高而降低。在材料参数中，粘聚力随温度升高而显著降低，但是内摩擦角受温度变化的影响较少。
2、形变速率的影响
沥青混合料是一种粘-弹性材料，它的抗剪强度与形变速率有密切关系。在其他条件相同的情况下，变形速率对沥青混合料的内摩擦角影响较小，而对沥青混合料的粘聚力影响较为显著。试验资料表明，粘聚力随变形速率的减小而显著提高，而内摩擦角随变形速率的变化很小。
综上所述可以认为，得到高强度沥青混合料的基本条件是：密实的矿物骨架，这可以通过适当地选择级配和使矿物颗粒最大限度地相互接近来取得；对所用的混合料、拌制和压实条件都适合的最佳沥青用量；能与沥青起化学吸附的活性矿料。
过多的沥青量和矿物骨架空隙率的增大，都会使削弱沥青混合料结构粘聚力的自由沥青量增多。上面已经指出沥青与矿粉在一定配比下的强度，可达到二元系统（沥青与矿粉）的最高值。这就是说，矿粉在混合料中的某种浓度下，能形成粘结相当牢固的空间结构。
应指出的是，最好的沥青混合料结构，不是用最高强度来表示，而是所需要的合理强度。这种强度应配合沥青混合料在低温下具有充分的变形能力以及耐浸蚀性。从这个角度来看，也是有关沥青混合料工艺的一个中心问题。
显然，为使沥青混合料产生最高的强度，应设法使自由沥青含量尽可能地少或完全没有。但是，必须有某种数量的自由沥青，以保证应有的耐侵蚀性，以及沥青混合料具有最佳的塑性。
上面已经指出，选择空隙率最低的沥青混合料的矿料级配，能降低自由沥青量，因此许多国家都规定了矿料最大空隙率。此外，自由沥青量也取决于空隙的填满程度。配比正确的沥青混合料中，被沥青所充满的颗粒之间的空隙容积，应不超过总空隙的80一85％，以免在温膨升高时沥青溢出。
这种可能性是因为沥青比矿质材料具有更高的体积膨胀系数。除此之外，自由沥青的填满程度过大，还会导致路面的附着力（摩阻力）降低。
沥青混合料的拌制与压实工艺的进一步完善，也能大大减少自由沥青量，并大大提高沥
青混合料的结构强度；
§6.4提高沥青混合料强度的措施
提高沥青混合料的强度包括两个方面：一是提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力；一是提高沥青与矿料之间的粘结力。
为了提高沥青混合料的嵌挤力和摩阻力，要选用表面粗糙、形状方正、有棱角的矿料，并适当增加矿料的粗度。此外，合理地选择混合料的结构类型和组成设计，对提高沥青混合料的强度也具有重要的作用。当然，混合料的结构类型和组成设计还必须根据稳定性方面的要求，结合沥青材料的性质和当地自然条件加以权衡确定。
提高沥青混合料的粘聚力可以采取以下列措施：改善矿料的级配组成，以提高其压实后的密实度；增加矿粉含量；采用稠度较高的沥青；改善沥青与矿料的物理-化学性质及其相互作用过程。
改善沥青和矿料的物理-化学性质及其相互作用过程可以通过以下三个途径：
（1）改善沥青的物理-化学性质可采用调整沥青的组分，往沥青中掺加表面活性物质或其他添加剂等方法。
（2）改善矿料的物理-化学性质，可采用表面活性添加剂使矿料表面憎水化的方法；
（3）对沥青和矿料的物理-化学性质同时作用的方法。
下面着重从往沥青中掺加表面活性物质和改善矿料表面性质，以及改善沥青与矿料之间的相互作用两个方面加以论述。
6.4.1表面活性物质及其作用原理
表面活性物质是一种能降低表面张力且相应地吸附在该表面层的物质。表面活性物质大都具有两亲性质，由极性（亲水的）基团和非极性基团两部分组成，极性基团带有偶极矩，且激烈地表现力场，属于此类基的有羟基、羧基和胺基等。极性基有水合作用能力，是亲水的、可溶的，且强烈地表现化合价力。非极性基是由具有弱副价力和偶极矩接近于零的碳氢链或芳香族链所组成的分子钝化部分，是憎水性的。
表面活性物质吸附在相界面上时，就形成定向分子层。此时，分子的极性基团定向于极性较大的矿料表面，而烃基却朝向外面。由于朝向外面的烃链很大，致使矿料表面（大多数是亲水的）产生憎水性。同时，当表面活性物质的极性基团与矿料表面上的吸附中心产生化
学链时，憎水效果就会大大增加。使用与该种矿物材料具有化学亲和力的表面活性物质，就能达到这个目的。因此，相界面上表面活性物质分子的定向层，改变了表面的分子性质和相互接触相界的反应条件。表面活性物质的作用效果，随烃链的长度增大而增大。
表面活性物质吸附在材料表面上并形成定向多分子的（有时是聚合的）分子层时，需要有一定的时间。吸附的速度尚取决于表面活性物质的分子扩散速度，而对于分子量很大的物质尤其是这样。相间界面的特殊性质也决定沥青-矿料系统中表面活性物质的作用效果，这首先涉及到沥青润湿矿料条件的改变和沥青层与矿料表面的粘结特性。
润湿条件的改善是形成沥青层和与矿料表面发生粘结的必要条件，这对沥青路面施工工艺的改善起到重要的作用：如加速了沥青和矿料的拌和过程；提高了沥青混合料的可压实性；降低了沥青混合料拌制等各个环节的使用温度。
采用表面活性物质达到的沥青与矿料表面粘结力的改善，极大地提高了沥青路面的耐浸蚀性，并且有助于扩大所用矿料的品种。
表面活性物质按其化学性质，可以分为离子型和非离子型两大类。离子型表面活性物质，又可分为阴离子型活性和阳离子型活性两种基本形式。阴离子型表面活性物质在水中离解时，形成带负电荷的表面活性离子（阴离子）；阳离子型表面活性物质是带正电荷的离子（阳离子）。因此，在阴离子型表面活性物质中，分子的烃基包含在阴离子组分内；而在阳离子型表面活性物质中，分子的烃基包含在阳离子组分内。
为了改善沥青与碳酸盐矿料和碱性矿料（石灰石、白云石、玄武岩、辉绿岩等）的粘结力，可使用阴离子型表面活性物质。在这类矿料表面上，可形成不溶于水的化合物（如羧酸钙皂），有助于加强与沥青的粘结。
当使用酸性矿料（石英、花岗岩、正长岩、粗面岩等）时，可采用阳离子型表面活性物质来改善其与沥青的粘结。
高羧酸、高羧酸重金属盐和碱土金属的盐类（皂），以及高酚物质等，是阴离子型表面活性物质的典型代表。高脂肪胺盐、四代铰碱等是典型的阳离子型表面活性物质。
煤块、木柴、页岩、泥灰石等固体燃料的树脂中，含有阴离子型的表面活性物质（有机酸和有机碱）。
当前，生产中常使用的阴离子型工业产品及其副产品有：油萃取工厂的棉子树脂（棉子渣油）、合成脂肪酸的蒸馏釜残渣、次级脂肪渣油（生产肥皂的副产品）、炼油厂生产的氧化石蜡油等。含羧酸铁盐的表面活性产品得到了某些发展。这种产品是用上述一种物质（如棉子
油渣、蒸馏釜残渣等）与氯化铁水溶液和增塑剂聚合而成的。
根据匈牙利的多保兹和苏联的л.c．谢莫娜耶娃等人的研究，某些阳离子型表面活性物质，例如高脂肪族胺，与酸性和碱性岩石矿料都能起化学反应，这类材料与各种矿料综合反应的性能而有很大前途。
表面活性物质掺入沥青混合料的方法有两种：掺入沥青中或洒在矿料表面上。第一种方法无疑在操作上比较方便，也可以直接在炼油厂将表面活性物质注入沥青中，将表面活性物质掺到矿料表面上，虽然工艺比较繁琐，可是它是一种有效的方法。
6.4.2矿料表面的活化
许多研究表明，在往沥青中掺加表面活性物质的同时，用表面活性添加剂使矿料表面活化，对提高沥青混合料的强度可望获得更好的效果。
用各种矿物盐类（钙盐、铁盐、铜盐、铅盐等）以及石灰、水泥等电解质水溶液活化矿料表面，是以吸附理论和吸附层中的离子交换为基础的。由于多价阳离子吸附在未补偿阴离子的矿料表面，或者在表面层的一价阳离子对两个和三个阳离子交换的结果，减小了亲水性，而改善了其与沥青之间相互作用的特性，为形成不溶于水的化合物的化学吸附创造了更好的条件。
通常，矿料表面的改性处理有以下三个目的：①改进矿料与沥青之间相互作用的条件；②改善吸附层中的沥青性质；③扩大矿料的使用品种和改善其性质。
特别值得注意的是，预先物理-化学活化是能最有效地利用表面活性添加料的一种方法。实践证明，产生新表面的时刻是进行化学必性的最好时机，因为这时可以利用只有初生的表面才具有的特殊能态。这种特殊的能态会强烈地激发表面的反应能力，有助于与各种改性的活化剂起相互反应。这种反应在一般的材料加工条件下是有可能发生的。
利用初生表面所产生的效果与处理丧失了原有潜能的“旧表面”所得到的效果是无法比拟的。新表面的高度活性没有及时而合理地利用时，也会引起相反的效果。这是因为初生表面不论怎样总要吸附各种物质，其中也包括影响以后与沥青相互作用的物质。
利用初生表面的使用效果证明，促使材料颗粒产生新表面在经济上是划算的，因为矿物材料任何的破碎或磨细过程，都需是消耗很多能量，所以适宜于同时就对制得产品作相应的物理-化学处理（活化）。
矿物材料按上述工艺进行物理一化学活化时，伴随力学化学过程而发生的最主要作用是：由于化合链的断开产生顺磁中心（自由基）以及磨碎过程中形成的矿料表面层结构的变化。
自由基具有非常大的活性。易与其他物质的普通分子起化学反应。
表面层结构的变化也促进初生表面反应能力的提高。研究表明，预先物理-化学活化作用能从根本上改变矿料和用它拌制的沥青混合料的性质。
矿粉的活化工艺是考虑用它使沥青能在矿料上形成高度结聚的沥青最初接触层，它会改变矿粉和用它拌制的沥青混合抖的性质。为使沥青容易分布和提高矿料的磨细和用沥青活化处理的效果，可以掺入适量的表面活性物质
活化矿粉对沥青混凝土性质的影响表现在以下几个方面：加强沥青与矿粉的结构分散作用；提高沥青混凝土的密实度、降低透水性；延缓沥青混凝上的老化过程，提高抗水性和抗冻性，因而从本质上改善沥青混凝土的耐久性这一最重要的使用性质。
砂子的活化工艺是考虑用适当的活化剂来改变颗粒表面的性质。活化剂与初生表面接触，也是产生良好相互作用的条件。
改善石英砂性质的一种最有效的方法，是在砂粒新表面裸露的状况下，对它进行物理-化学活化处理，研究表明，熟石灰可用来作为活化剂，它能与石英砂的初生表面相互作用而使砂粒改性，新表面强烈地吸附熟石灰，此时产生的链合是最强的。
这种改性处理根本改变了颗粒表面的吸附性质和颗粒与沥青相互作用的状况。应指出的是，这里谈到的并不是砂的细磨，而只是使用机械力击出颗粒的新表面、并使它容易与活化剂接触。
颗粒的表面改性后，砂子变为沥青混凝土结构形成的活性组分。在变了性的砂粒表面上发生强烈的结构形成过程。加强了砂与沥青的接触，从而增强了沥青混凝上的结构强度。
试验表明，在磨碎过程中，硅砂与石灰相互作用，在砂粒表面能形成活性的含水硅酸钙，用沥青处治时，在砂粒的活化表面上形成钙皂。使沥青吸附层得到加强。
根据上述变了性的砂粒表面对沥青产生很大影响的机理，可以认为，含活化砂的沥青混凝土中，可以使用阴离子表面活性物质浓缩的沥青来促进结构形成过程。
实践证明，用活化砂拌制的沥青混凝土，具有很高的强度、耐热性、抗水性和抗冻性。由于这种沥青混凝上的强度较高，因此可以少许降低沥青的粘稠度，以提高其低温抗裂性能。
试验表明：碎石初生表面的形成，可以在水电破碎过程中进行，由于在液体中发生高压的火花放电，液体中产生冲击波和空蚀过程，这种现象属于“水电效应”概念。破碎岩石是利用这种效应的一个可能的领域，这种破碎方法的特点是：可以得到立方体的碎石；完全没有粉尘；水电破碎机磨损小；可以控制碎石的级配在一定范围内等。
破碎过程有可能用有机结合料处理所形成的产品，或使该过程与其物理-化学活化结合在一起进行，在这种情况下，应更换进行破碎过程所用的液相——用沥青乳浊液、表面活性物质的水溶液来取代水。
使用沥青乳液作为液相，能立即得到黑色碎石。当使用表面活性物质的水溶液时，能有效地使矿质颗粒表面改性，使初生表面固有的高度化学活性会得到最大限度的利用。
试验表明，在水电破碎过程中，用沥青处理的材料，比一般条件下用乳液处理的同样材料，粘结力要大得多。
活化材料的采用，提供了强化沥青混合料结构形成过程的可能性。此时，可使一部分沥青用于矿料的预先处理，而另一些沥青用来拌制沥青混合料。许多场合（特别是温、冷沥青混凝土混合料）适宜于采用粘稠度较高的沥青来活化矿粉，而用粘稠度较低的沥青来拌制沥青混凝土混合料，在使用乳化沥青拌制的沥青混凝土中，活化矿料所起的结构形成作用，起着重要的作用。
建筑项目五_沥青混合料_习题
项目五沥青混合料习题 一、填空题 1．在马歇尔试验中，反映材料强度的指标是，反映混合料变形能力的指标是。 2．沥青混合料的配合比设计的内容①其方法有与；②，其方法是。 3．测定沥青混合料高温稳定性的方法有①，② ，③，其中试验方法最符合混合料在路中的受力状态，而目前工地上广泛采用的是试验方法。 4．沥青混合料按矿料最大粒径分为、、 、。 5..沥青混合料技术性质有、、、 。 6．沥青混合料的组成结构有、、三个类型。 7．沥青与矿料间的吸附作用有与。 8．沥青混合料的强度主要取决于与。 9．沥青混合料粘聚力的影响因素有、、 、 。 10．根据沥青与矿料相互作用原理，沥青用量要适量，使混合料中形成足够多的 沥青，尽量减少沥青。 11．我国现行沥青混凝土技术指标是按方法检配，其技术指标包括、、、、。 12．沥青混合料中，沥青与矿料发生吸附作用，形成扩散结构膜称为沥青，可改善沥青原有的性质。
13．提高沥青粘结力的主要组分是、。 14．测定沥青温度稳定性的主要指标是与。 15．沥青混合料若用的是石油沥青，为提高其粘结力则应优先选用矿料。 16沥青混合料的，，，统称其技术性质。 17沥青混合料(骨架一空隙结构)的强度主要是由矿料间的决定。 18．按拌和铺筑温度分类，沥青混合料可分，，三种。 19．沥青混合料的技术性质包括四个方面，即，， ，。 20. 沥青混合料的组成结构有、、。 二、判断题 1．沥青混合料的温度稳定性，随用油量的增加而提高。( ) 2．沥青混合料加入的矿粉应是酸性矿粉为好。( ) 3．在沥青混合料中加入矿粉的目的是提高混合料的密实度和增大矿料的比表面积。( ) 4．沥青混合料的耐久性是用密实度来表征的，密实度愈大耐久性也越好。( ) 5．沥青与矿料产生物理吸附后，其热稳定性要比产生化学吸附的水稳性差。( ) 6．沥青用量在足够包裹矿料表面前提下。膜越薄越好。( ) 7．沥青混合料空隙率愈小，愈密实，路用性能愈好。( ) 8．在水的作用下，沥青与矿料表面的化学吸附是不可逆的。( ) 9．选用道路沥青材料时。寒冷地区宜选用针人度越大，延度越大的沥青，较热地区宜选用针入度较小，软化点高的沥青。( ) 10．在相同沥青用量情况下，矿料表面积愈大，形成的沥青膜愈薄，结构沥青所占比例愈小，沥青混合料的粘结力愈低。( ) 11．马歇尔稳定度试验时的温度愈高，则稳定度愈大，流值愈小。( ) 12．道路石油沥青，用酸性矿料比碱性矿料要好。( )
AC-13沥青混凝土配合比设计过程
热拌沥青混合料配合比设计方法 1．矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8－22和表8－23（现行规范）或8－24和表8－25（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。 2．沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到
的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于4个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水率大于2%的沥青混合料、沥青碎石混合料等不能用表干法测定的试件应采用蜡封法测定；空隙率较大的沥青碎石混合料、开级配沥青混合料试件可采用体积法测定。 随后，在马歇尔试验仪上，按照标准方法测定沥青混合料试件的马歇尔稳定度和流值。 3．最佳沥青用量的确定
电脑的组成原理与基本结构
第1章电脑的组成原理与基本结构 学习目标 在组装电脑之前，应首先了解组装一台电脑至少需要哪些基本部件，以及各部件的大致功能等基本常识。本章将对电脑的基本组成和结构进行讲解，剖析电脑的基本结构，让读者对电脑有一个初步的认识，了解一些关于电脑的基础知识，迈出组装电脑的第一步。 本章要点 ?电脑的诞生 ?电脑的发展 ?电脑的软件系统 ?电脑的硬件系统 ?电脑的基本结构 1.1 电脑的发展史 电脑是20世纪最伟大的发明之一，可以说电脑是当代社会、科学和经济发展的奠基石。电脑的发明带动了20世纪下半叶的信息技术革命，和以往的工业革命不同的是，电脑将人类从繁杂的脑力和体力劳动中解放了出来，这使得人类社会近50年来的发展速度比此前任何一个时期都快，生产总值比此前几千年来的总和还要多。 电脑为什么会有如此神奇的力量呢？它究竟是什么样子呢？它又是如何被发明的？下面就来了解一下电脑的历史。 1.1.1 电脑的诞生 电脑是人们对电子计算机的俗称，第一台电脑是1946年2月15日由美国宾夕法尼亚大学研制的，名为ENIAC。后来，由天才数学大师、美籍匈牙利数学家冯·诺依曼对其进行了改进，并命名为“冯·诺依曼”体系电脑，现在的电脑都是由“冯·诺依曼”体系电脑发展而来的，因此冯·诺依曼被西方科学家尊称为“电子计算机之父”。 在电子计算机之前，还有具有历史意义的一台计算器，那就是由法国数学家帕斯卡于1642年发明的。在帕斯卡小时候，其父亲在税务局上班，为了减轻父亲计算税务的麻烦，他发明了一种可以计算的小机器。这个计算器是一个不大的黄铜盒子，盒子里面并排装着一些齿轮，这些齿轮上标有0～9共10个数字，每个齿轮代表一位数，当低位齿轮转动10圈时，高位齿轮转动1圈，这样就实现了自动进位，这和机械钟表极其相似。 后来，德国数学家莱布尼兹在帕斯卡计算器的基础上，于1694年发明了世界上第一台
道路沥青混合料种类与性质
第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐久 ；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线
§7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％时，
沥青混合料组成设计
沥青混合料组成设计 热拌沥青混合料的配合比设计包括3个阶段： 1、目标配合比设计阶段——确定所用材料、计算矿料配合比、据马歇尔试验确定最佳沥青用量，把这个结果作为目标配合比进行试拌，确定拌合机各冷料仓的供料比例、进料速度。 2、生产配合比设计阶段——从二次筛分后进入各热料仓的材料取样筛分，确定各热料仓的材料比例（供控制室使用）。同时调整冷料仓的进料速度，确定生产配合比得最佳沥青用量(目标配合比的最佳沥青、±0.3%)。 3、生产配合比验证阶段——用生产配合比进行试拌、铺试验段，做马歇尔试验进行检验，确定生产用的标准配合比。标准配合比是生产控制的依据和质量检验的标准。矿料级配至少0.075、2.36、4.75三档的筛孔通过率接近要求的中值。 沥青混合料目标配合比设计阶段如何根据马歇尔试验确定沥青最佳用量1）．首先根据选用矿料颗粒组成确定各种矿料的比例，使混合的矿料级配符合设计或规范要求。 2）．根据规范和经验估计适宜的沥青用量，以此沥青用量为中值、0.5%为间隔取5个不同的沥青用量，分别拌和沥青混合料，制备5组马歇尔试验试件。3）．测定试件的密度，计算孔隙率和饱和度。并进行马歇尔试验，测定稳定度和流值等物理力学指标。 4）．整理试验结果。以沥青用量为横坐标，以密度、孔隙率、稳定度、流值和饱和度指标为纵坐标，分别点出试验结果，并绘制关系曲线图。 5）．在图中求取密度最大值对应的沥青用量为a1，稳定度最大值对应的沥青用量为a2，规定空隙率范围的中值对应的沥青用量为a3。计算出沥青最佳用量的初始值OAC1=（a1+a2+a3）/3。 6）．求出符合规范或设计的沥青用量范围OACmin~OACmax，并求取中值OAC2=（OACmin+OACmax）/2。 7）．按沥青最佳用量初始值OAC1在曲线图上求取相应的各项指标值，当各项指标均符合要求时，OAC1和OAC2综合决定沥青最佳用量。若不满足要求时，
计算机组成原理与体系结构
计算机组成原理与 体系结构 1 2020年4月19日
计算机组成原理与体系结构(专业基础课) Computer Organization and Architecture 【课程编号】BJ26157 【课程类别】专业基础课 【学分数】3.5 【编写日期】 .3.30 【学时数】70 = 63（理论）+ 7（研究）【先修课程】离散数学、数字电路 【适用专业】网络通信工程 一、教学目的、任务 《计算机组成原理与体系结构》是计算机专业本科生核心硬件课程。学习本课程应已具备数字 逻辑的基本知识，并掌握数字系统的一般设计方法。经过学习本课程，能了解计算机一般组成原理 与内部运行机制，为学习本专业后继课程和进行与硬件有关的技术工作打好基础。 二、课程教学的基本要求 本课程主要讲述计算机硬件系统的基本组成原理与运行机制。课程从组成硬件系统的五大部件出发，讲解了各组成部分的工作原理、设计方法以及构成整机系统的基本原理。主要内容有：计算机系统概论；运算方法和运算器；存储系统；指令系统；中央处理器；系统总线和输入输出系统。经过对计算机各部件工作原理、信息加工处理及控制过程的分析，使学生掌握基本的分析方法、设计方法和互连成整机的技术。具备维护、使用计算机的基本技能，并为具备硬件系统的开发应用能 力打下一定的基础。 三、教学内容和学时分配（3 + 7 + 12 + 10 + 8 + 12 + 10 + 8 = 70） 第一章计算机系统概论 3 学时（课堂讲授学时） 主要内容： 1.1 计算机发展简史 1.2 计算机硬件组成 1.3 计算机技术指标 1.4 软件概述 1.5 计算机系统层次结构 教学要求： 总体介绍计算机发展的历史，以及计算机的硬件和软件组成。另外，介绍计算机在硬件层次上的结构组成。 其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无（实验课独立开设）。
计算机组成原理和系统结构课后答案
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 （7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。 （9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 （10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语： 1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（CPU） 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器10、VLSI 答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2， （6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7
沥青混合料(题)
沥青混合料 一、填空题 1、沥青混合料是经人工合理选择组成的矿质混合料，与适量拌和而成的混合料的总称。 2、沥青混合料按公称最大粒径分类，可分为、、 、、。 3、沥青混合料按矿质材料的级配类型分类，可分为和。 4、沥青混合料按矿料级配组成及空隙率大小分类，可分为、、和。 5、沥青混合料按沥青混合料制造工艺分类可分为、、 ，目前公路工程中最常用的是。 6、目前沥青混合料组成结构理论有和两种。 7、沥青混合料的组成结构有、、三个类型。 8、沥青与矿料之间的吸附作用有与。 9、沥青混合料的强度主要取决于与。 10、根据沥青与矿料相互作用原理，沥青用量要适量，使混合料中形成足够多的沥青，尽量减少沥青。 11、沥青混合料若用的是石油沥青，为提高其粘结力则应优先选用矿料。 12、我国现行国标规定，采用试验和试验来评价沥青混合料高温稳定性，其技术指标项目包括、和。 13、沥青混合料配合比设计包括、和三个阶段。 14、在AC—25C中，AC表示；25表示；C表示。 15、沥青混合料悬浮—密实结构中的粗集料数量比较，不能形成骨架。它的粘聚力比较，内摩阻角比较，因而高温稳定性。 16、标准马歇尔试件的直径为mm，高度为mm。 17、目前最常用的沥青路面包括、、和等。 18、沥青混合料按施工温度可分为和。 19、沥青混合料按混合料密实度可分为、和。 20、沥青混合料是和的总称。
21、沥青混合料的强度理论是研究高温状态对的影响。 22、通常沥青－集料混合料按其组成结构可分为、和三类。 23、沥青混合料的抗剪强度主要取决于和两个参数。 24、我国现行标准规定，采用、方法来评定沥青混合料的高温稳定性。 25、我国现行规范采用、、和等指标来表征沥青混合料的耐久性。 26、沥青混合料配合比设计包括、和三个阶段。 27、沥青混合料试验室配合比设计可分为和两个步骤。 28、沥青混合料水稳定性如不符合要求，可采用掺加的方法来提高水稳定性。 29、马歇尔模数是和的比值，可以间接反映沥青混合料的能力。 30、沥青混合料的主要技术性质为、、、和。 二、选择题 1、特粗式沥青混合料是指（）等于或大于31.5mm的沥青混合料。 A、最大粒径 B、平均粒径 C、最小粒径 D、公称最大粒径 2、在沥青混合料AM—20中，AM指的是（） A、半开级配沥青碎石混合料 B、开级配沥青混合料 C、密实式沥青混凝土混合料 D、密实式沥青稳定碎石混合料 3、关于沥青混合料骨架—空隙结构的特点，下列说法有误的是（） A、粗集料比较多 B、空隙率大 C、耐久性好 D、热稳定性好 4、关于沥青混合料骨架—密实结构的特点，下列说法有误的是（） A、密实度大 B、是沥青混合料中差的一种结构类型 C、具有较高内摩阻角 D、具有较高粘聚力 5、关于沥青与矿料在界面上的交互作用，下列说法正确的是（） A、矿质集料颗粒对于包裹在表面上的沥青分子只具有物理吸附作用 B、矿质集料颗粒对于包裹在表面上的沥青分子只具有化学吸附作用 C、物理吸附比化学吸附强 D、化学吸附比物理吸附强； 6、关于沥青与矿粉用量比例，下列说法正确的是（） A、沥青用量越大，沥青与矿料之间的粘结力越大
组成原理__试题及答案
内部资料，转载请注明出处，谢谢合作。 1. 用ASCII码(七位)表示字符5和7是(1) ；按对应的ASCII码值来比较(2) ；二进制的十进制编码是(3) 。 (1) A. 1100101和1100111 B. 10100011和01110111 C. 1000101和1100011 D. 0110101和0110111 (2) A.“a”比“b”大 B.“f”比“Q”大 C. 空格比逗号大 D.“H”比“R”大 (3) A. BCD码 B. ASCII码 C. 机内码 D. 二进制编码 2. 运算器由许多部件组成，但核心部件应该是________。 A. 数据总线 B. 数据选择器 C. 算术逻辑运算单元 D 累加寄存器。 3. 对用户来说，CPU 内部有3个最重要的寄存器，它们是。 A. IR，A，B B. IP，A，F C. IR，IP，B D. IP，ALU，BUS 4. 存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来。 A. 存放程序 B. 存放数据 C. 存放微程序 D. 存放程序和数据 5. 完整的计算机系统由组成。 A. 主机和外部设备 B. 运算器、存储器和控制器 C. 硬件系统和软件系统 D. 系统程序和应用程序 6．计算机操作系统是一种(1) ，用于(2) ，是(3) 的接口。 (1) A. 系统程序 B. 应用程序 C. 用户程序 D. 中间程序 (2) A.编码转换 B. 操作计算机 C. 控制和管理计算机系统的资源 D. 把高级语言程序翻译成机器语言程序 (3) A. 软件和硬件 B. 主机和外设 C. 用户和计算机 D. 高级语言和机器语言机 7．磁盘上的磁道是 (1) ，在磁盘存储器中查找时间是 (2) ，活动头磁盘存储器的平均存取时间是指 (3) ，磁道长短不同，其所存储的数据量 (4) 。 (1) A. 记录密度不同的同心圆 B. 记录密度相同的同心圆 C. 阿基米德螺线 D. 随机同心圆 (2) A. 磁头移动到要找的磁道时间 B. 在磁道上找到扇区的时间 C. 在扇区中找到数据块的时间 D. 以上都不对 (3) A. 平均找道时间 B. 平均找道时间+平均等待时间 C. 平均等待时间 D. 以上都不对 (4) A. 相同 B.长的容量大 C. 短的容量大 D.计算机随机决定
沥青混合料组成及结构
第五章普通沥青混合料 本章着重阐述了热拌沥青兴混合料的组成结构、强度形成原理、沥青混合料的体积特征参数、应具有的技术性质、影响因素及评价方法，重点介绍了热拌沥青混合料的马歇尔设计方法，包括组成材料的选择和配合比设计方法，同时对Superpave与GTM沥青混合料设计方法进行了简要介绍。通过学习，要求掌握沥青混合料的组成结构、强度形成原理、技术性质和技术要求，并能按马歇尔法设计沥青混合料的配合组成，同时对Superpave与GTM设计法有一定了解。 5.1 沥青混合料组成及结构 ⑴沥青混合料 ⑵沥青混凝土混合料 ⑶沥青碎石混合料 ⑷沥青玛蹄脂碎石混合料 ⑴按结合料分类 石油沥青混合料煤沥青混合料 石油沥青混合料又包括粘稠石油沥青、乳化石油沥青及液体石油沥青混合料 ⑵按矿料的级配类型划分 ①连续级配沥青混合料 ②间断级配沥青混合料 ⑶按矿料级配组成及空隙率大小划分 ①密级配沥青混合料设计空隙率为3％~6％ 密级配沥青混凝土混合料(AC) 密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA) ②半开级配沥青混合料剩余空隙率在6％~12% 沥青碎石（AM） ③开级配沥青混合料设计空隙率为18％的混合料 排水式沥青磨耗层(OGFC) 排水式沥青基层(ATPB) ⑷按矿料公称最大粒径划分 ①特粗式沥青混合料等于或大于31.5mm ②粗粒式沥青混合料公称最大粒径等于或大于26.5mm ③中粒式沥青混合料：集料公称最大粒径为16mm或19mm的沥青混合料。 ④细粒式沥青混合料：集料公称最大粒径为9.5mm或13.2mm的沥青混合料。 ⑸按制造工艺划分 ①热拌热铺沥青混合料 ②冷拌沥青混合料 ③再生沥青混合料 ⑴表面理论 ⑵胶浆理论 ①粗分散系。以粗集料为分散相，分散在沥青砂浆的介质中。 ②细分散系。以细集料为分散相，分散在沥青胶浆的介质中。 ③微分散系。以矿粉填料为分散相，分散在高稠度的沥青介质中。 图5-1 3种类型矿质混合料级配曲线 ⑴悬浮一密实结构 特点是粘聚力较高，混合料的密实性与耐久性较好，但内摩阻力较小，高温稳定性较差。我国传统的AC型沥青混凝土是典型的悬浮一密实结构。 ⑵骨架一空隙结构 特点：内摩擦角较高，高温稳定性较好，但粘聚力较低，耐久性差。沥青
沥青混凝土路面有哪些试验
沥青混凝土路面有哪些试验 最佳答案 沥青材料试验有：必检：1、针入度试验；2、软化点试验；3、延度试验；按需要检测：4、闪燃点试验；5、含蜡量试验；6、溶解度试验、7、密度试验；8、沥青老化性能试验；9、沥青粘附性试验。 沥青混合料试验有：必检1、马歇尔稳定度试验（包括密度、比重、饱和度等指标测定，2、沥青含量及混合料级配试验（沥青混合料抽提）按必要检测：）；3、车辙试验；4、低温弯曲试验；5残留稳定度等 现场测试试验有：1、摆式摩擦试验（要取消）；2、渗水性试验；3、取芯压实度试验；4、构造深度试验。5平整度试验 6弯沉试验
高速公路沥青混凝土路面上面层关键施工试验控制技术 RSS 打印复制链接大中小发布时间：2011-03-08 10:05:13 0、前言 高速公路由于行车密度大、车速快，并且随着车辆轴载明显增加以及重车比例增大，给沥青路面带来了明显的早期损坏（如辙槽、泛油、推拥等）这也对沥青路面的级配情况、抗滑性、平整度、密实性等提出了更高的要求。其中上面层是影响路面质量最直接的因素，也是最主要的因素，要提高路面的工程质量，上面层的施工质量必须保证，笔者将从沥青砼上面层配合比设计和施工，谈谈保证高速公路路面上面层工程质量的几个关键因素。 1、沥青砼上面层配合比设计 沥青砼路面上面层配合比的设计过程包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。 目标配合比设计阶段 原材料的选择 沥青 a.由于我省属于热区，所以沥青应选用稠度大且软化点高的沥青，以免夏季泛油。 b.修筑高速公路路面的沥青，在高温时要具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力，所以选择沥青时应尽量选择溶—凝胶型结构的环烷基稠油直馏沥青。其中沥青质的含量为15%～25%，针入度指数在-2～+2之间，PVN值宜在0～之间。 c.同时为了提高使用沥青的品质，特别是对重交通量沥青砼表层，更应该采用进口的沥青如壳牌、埃索、阿尔巴尔亚，标号宜为AH-50或AH-70. 集料 a.骨料最大粒径的确定：级配中的粗集料粒径大小与沥青混合料的抗疲劳强度和抗车辙能力有密切的关系。从国内外相关科研资料表明，当沥青混合料厚h与最大粒径D的比
沥青混合料生产配合比组成设计
沥青混合料生产配合比组成设计 分项工程：SBS改性沥青下面层 级配类型：AC—25Ⅰ改进型 试验日期：二〇〇四年十二月 吉林省交通建设集团 盐通高速公路YT—YC21标
生产配合比设计说明 一、生产配合比组成设计依据 1、盐通YT-YC21标AC-25I改进型SBS改性沥青下面层目标配合比。 2、公路沥青路面施工技术规范（JTJ032—94） 3、公路改性沥青路面施工技术规范（JTJ036—98） 4、公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052—2000） 5、公路工程集料试验规程（JTJ058—2000） 6、江苏省高速公路建设指挥部沥青路面施工技术指导意见汇编 二、原材料检测与确定 1、沥青：采用江阴宝利AH-90＃SBS改性沥青，针入度为74（0.1mm），延度 为41cm，软化点为75℃。检测结果符合规范要求； 2、集料：采用镇江茅迪公司生产的石灰岩碎石，经过二次筛分，1仓（0-3mm） 2仓（3-6mm）3仓（6-11mm）4仓（11-24mm）5仓（24-34mm）共计5仓。 5仓毛体积相对密度为2.687，表观相对密度为2.721。4仓毛体积相对 密度为2.690，表观相对密度为2.722。3仓毛体积相对密度为2.691， 表观相对密度为2.727。2仓表观相对密度为2.714。1仓表观相对密度 为2.718。 3、填料：采用大丰市腾龙建材厂生产的石灰岩矿粉，矿粉表观相对密度为 2.711，含水量为0.39%，亲水系数为0.74。 三、沥青混合料试验 1、混合料级配试验：5仓：4仓：3仓：2仓：1仓：矿粉=8：28：22：16：
22.5：3.5 2、沥青混合料马歇尔试验：在确定目标配合比为4.2%基础上分别配制了 3.6%，3.9%， 4.2%，4.5%，4.8%五组油石比的混合料进行马歇尔试验。 3、沥青混合料最佳油石比选定：分别测定了五组试件的密度，稳定度，流 值。并计算空隙率，沥青体积百分率，粒料间隙率，饱和度。试验结 果整理如下： a1=4.4% a2=4.4% a3=3.8% OAC1=(a1+a2+a3)/3=4.2% OAC max=4.6% OAC min=4.0% OAC2=(OAC max+OAC min)/2=4.3% 且OAC min 沥青混凝土高温性能指标概述 李清霞姚辉宁 （山东公路建设集团济南 250012） 摘要：通过对沥青混合料高温性能指标研究过程的回顾，先后介绍了从实际出发模拟车辙变形的试验，通过对路面结构应力的分析，获取混合料的抗剪切性能的试验，以及从设计模量本身出发，研究混合料模量与混合料性能的试验。 关键词：高温性能车辙剪切模量 1、背景 自从道路工程师使用沥青混凝土铺筑路面后，就在寻求评价沥青混合料高温性能的简单方法。历史上最广泛使用的马歇尔法，采用成型的圆柱体试件在60℃温度下抵抗荷载的能力评价混合料稳定性，但是其击实的成型方法并不能的模拟路面碾压成型过程，评价指标马歇尔稳定度也有很高的变异性，与路用性能并不存在好的相关性。 从上世纪70年代到80年代，一种新型混合料路用性能高温指标评价方法出现，即车轮在成型的板状沥青混合料上行驶，观察其沥青混合料的变形情况，这一时期，出现了很多该原理下的轮式试验测试设备，如轮辙仪，法国车辙仪(French Laboratory Rutting Tester)、诺丁汉车辙仪（Nottingham tester）、汉堡车辙仪（Hamburg Wheel Rut Tester）、沥青路面分析仪（APA）等。 图1法国车辙仪图2汉堡车辙仪 这些试验设备可以对试件所处环境进行模拟，如温度、湿度等，具有一定的实际意义，但是得到的轮辙变形结果如轮辙深度、相对变形量、动稳定度等只是一种经验指标，并且试验结果受到很多限制，如车轮形状、试件形状、试件与试模的边际效应等。因此必须从力学原理上研究车辙的产生机理，并使用相应的技术手段提高混合料的抗车辙能力。 2、力学分析 沥青混合料生产配合比组成设计模板 沥青混合料生产配合比组成设计 分项工程: SBS改性沥青下面层级配类型: AC—25Ⅰ改进型 试验日期: 二〇〇四年十二月 吉林省交通建设集团 盐通高速公路YT—YC21标 生产配合比设计说明 一、生产配合比组成设计依据 1、盐通YT-YC21标AC-25I改进型SBS改性沥青下面层目标配合比。 2、公路沥青路面施工技术规范( JTJ032—94) 3、公路改性沥青路面施工技术规范( JTJ036—98) 4、公路工程沥青及沥青混合料试验规程( JTJ052— ) 5、公路工程集料试验规程( JTJ058— ) 6、江苏省高速公路建设指挥部沥青路面施工技术指导意见汇编 二、原材料检测与确定 1、沥青: 采用江阴宝利AH-90＃SBS改性沥青, 针入度为74( 0.1mm) , 延 度为41cm, 软化点为75℃。检测结果符合规范要求; 2、集料: 采用镇江茅迪公司生产的石灰岩碎石, 经过二次筛分, 1仓( 0- 3mm) 2仓( 3-6mm) 3仓( 6-11mm) 4仓( 11-24mm) 5仓( 24-34mm) 共计5仓。5仓毛体积相对密度为2.687, 表观相对密度为2.721。4仓毛体 积相对密度为2.690, 表观相对密度为2.722。3仓毛体积相对密度为 2.691, 表观相对密度为2.727。2仓表观相对密度为2.714。1仓表观 相对密度为2.718。 3、填料: 采用大丰市腾龙建材厂生产的石灰岩矿粉, 矿粉表观相对密度为 2.711, 含水量为0.39%, 亲水系数为0.74。 三、沥青混合料试验 1、混合料级配试验: 5仓: 4仓: 3仓: 2仓: 1仓: 矿粉=8: 28: 22: 16: 22.5: 3.5 第一章机构的组成原理与结构分析 一、填空题 1、在平面机构中具有一个约束的运动副是副。 2、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为。 3、平面机构中的低副有转动副和副两种。 4、机构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、原动件（主动件）、件。 5、在平面机构中若引入一个高副将引入个约束。 6、在平面机构中若引入一个低副将引入个约束。 7、在平面机构中具有两个约束的运动副是副。 二、判断题(答A表示说法正确.答B表示说法不正确) 1、具有局部自由度的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度。 2、具有虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去虚约束。 3、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性。 4、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。 5、若两个构件之间组成两个轴线重合的转动副，在计算自由度时应算作两个转动副。 6、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的运动。 三、选择题 1、原动件的自由度应为。 A、0 B、1 C、2 2、在机构中原动件数目机构的自由度时，该机构具有确定的运动。 A、大于 B、等于 C、小于 3、机构具有确定运动的条件是。 A、自由度大于零 B、自由度等于原动件数 C、自由度大于1 4、由K 个构件汇交而成的复合铰链应具有个转动副。 A、K-1 B、K C、K+1 5、通过点、线接触构成的平面运动副称为。 A、转动副 B、移动副 C、高副 6、通过面接触构成的平面运动副称为。 A、低副 B、高副 C、移动副 7、平面运动副的最大约束数是。 A、1 B、2 C、3 四、简答题 1.何谓构件? 构件与零件有何区别? 2.机构的自由度与确定运动的条件是什么？ 3.虚约束对机构工作性能的影响 五、分析计算题 1、如图所示是为高位截瘫的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定 沥青与沥青混合料复习知识点 1、按来源，1天然沥青（湖沥青，岩沥青）、2石油沥青、3焦油。 2、沥青路面必须满足的基本要求：具有一定的强度刚度、稳定性、耐久性、平整性、抗滑性。 3、老化：沥青中的有机高分子材料，在环境因素的作用下发生氧化等各种反应。 4、原油是由不同分子量和沸点幅度的碳氢化合物组成的混合物。 5、根据基属不同，分为石蜡基沥青、中间基沥青、环烷基沥青。 6、实验对沥青质的影响：溶剂的性质、溶剂的用量、温度。 7、沥青质的含量增加，软化点升高，胶质芳香族增加，软化点下降，饱和族对软化点影响较小。 8、沥青质含量增加，针入度减小，软化点增高，粘度增大。 9、胶质化学稳定性差，能使沥青具有足够的粘附力，对沥青的粘弹性形成良好的胶体溶液等方面都有重要作用。 10、油分，混合烃及非化合物组成的混合物，起柔软和润滑作用。 11、腊，原油、渣油及沥青在冷冻时，能结晶出的熔点在25以上的混合组分.测定腊含量（脱胶步骤，脱腊步骤） 12、沥青分子的结构形态和状态与胶体性质、流变性质和路用性质有关。 13、胶体结构的分类：溶胶型结构，溶-凝胶型结构，凝胶型结构（-2《PI《2） 14、优质路用沥青：化学组分比例适当，腊含量少，化学结构环数多，芳环多，烷侧链少，溶-凝胶型结构的沥青。 15、评价沥青与矿料的粘附性：1沥青与集料粘附性实验，2沥青混合料粘附性实验 16、改善沥青粘附性措施：1活化集料表面 2在沥青中加入抗剥落剂 17、耐久性：保持良好的流变性能、凝聚力和粘附性的能力 18、沥青变脆变硬的原因：蒸发损失，暗处氧化，光照氧化 19、延性：沥青在外力作用下发生拉伸变形而不破坏的能力 20、延性的影响因素：内，化学组分，化学结构；外，试验温度，拉伸速度。 21、沥青的低温性质：沥青低温脆性，温度收缩系数和低温延性 22、改性沥青混合料：掺和橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细橡胶粉或其他改性剂，从而使沥青或沥青混合料改善的沥青结合料 23、改性剂：在沥青或沥青混合料中加入天然的或人工的有机无机材料，可熔融，分散在沥青中，改善和提高沥青路面性能的材料 24、高聚物基本特征：巨大的分子量，复杂的链结构，晶态与非晶态共存，同一种高聚物可加工成不同性质的材料，高的品质系数 25、高聚物的性能用途分：塑料，橡胶，纤维 26、聚乙烯：强度高，延伸率大，耐寒性好，优良的改性剂 27、改性沥青聚合物：热塑性橡胶类（SBS），橡胶类（SBR），树脂类（EVA,PE） 28、1老化试验仪，2动态剪切流变仪-粘弹性，3旋转式粘度计-粘度，4弯曲梁流变仪-低温劲度，5直接拉伸试验仪-低温变形 29、岩石：岩浆岩，沉积岩，变质岩 30、石料的技术性质：1物理性质，密度，吸水性，耐水性，抗冻性，耐热性，坚固性。2力学性质，抗压强度，冲击韧性，硬度，耐磨性。3工艺性质，加工性，磨光性，抗钻性。4化学性质 31、抗冻性：材料在饱和水状态下，能经受多次冻结和融化作用而不破坏也不严 沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000～K3+500，全线设计时速为60km/h的二级公路，路面采用60km/h的二级公路标准。路基宽度为10m，行车道宽度为2×3. 5m，路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为12年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅱ3区，当地土质为粘质土，由《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2004）》表F.2查得，土基回弹模量在干燥状态取39Mpa,在中湿状态取34.5Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：5% 设计年限：12年 。 4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1.1 轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次 根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取12年，车道系数η=0.7，γ=5.0% 累计当量轴次： ()[][] 329841405 .07 .005.8113651)05.01(3651112 =???-+=??-+= ηγ γN N t e 次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 5.1.2.1 轴载验算 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为： Composition Principle and Structural Analysis of Mechanisms §2.1 机构结构分析的内容及目的 (Purpose and contains of structural analysis of mechanisms) 主要内容： 1、机构的组成及具有确定运动的条件 2、根据结构特点进行机构的结构分类 3、研究机构的组成原理 王树才 §2.2 机构的组成(compose)及运动简图（Kinematic Diagram) 2.2.1 构件（Mechanisms ）与 自由度(Degree of Freedom) 构件是由一个或若干个零件组成。 （一）构件(links)零件——制造的单元体。 构件分成 机架（或固定构件） 活动构件主动件 从动件 运动规律已知的活动构件称为原动件。 作用有驱动力或驱动力矩的活动构件称为主动件。输出运动或动力的从动件称为输出件。是机构中的运动单元体。 请分析内燃机的主动件、从动件 王树才 用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束. 两个构件在用运动副联结前有六个独立的相对运动。 构件2 x z y 构件1 O 运动副(kinematic pair) :机构中两构件直接接触的可动联接。2.2.2 运动副(kinematic pair)与约束（constraints ） （1）根据运动副对被联结的两个构件相对运动约束数的不同，可将运动副分为至级副 运动副(kinematic pair) 球面副（ 级副） 球销副（ ） 转动副（） spherical pair 第六章沥青混合料的强度构成机理 §6.1 沥青混合料的组成结构及强度原理 6.1.1沥青混合料的组成结构 沥青混合料是一种复杂的多种成分的材料，其“结构”概念同样也是极其复杂的。因为这种材料的各种不同特点的概念，都与结构概念联系在一起。这些特点是：矿物颗粒的大小及其不同粒径的分布；颗粒的相互位置；沥青在沥青混合料中的特征和矿物颗粒上沥青层的性质；空隙量及其分布；闭合空隙量与连通空隙量的比值等。“沥青混合料结构”这个综合性的术语，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。其中包括：沥青结构、矿物骨架结构及沥青-矿粉分散系统结构等。上述每种单一结构中的每种性质，都对沥青混合料的性质产生很大的影响。 随着混合料组成结构的研究的深入，对沥青混合料的组成结构有下列两种互相对立的理论。 （1）表面理论按传统的理解，沥青混合料是由粗集料、细集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架，此矿质骨架由稠度较稀的沥青混合料分布其表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体。这种理论认识可图解如下： （2）胶浆理论近代某些研究从胶浆理论出发，认为沥青混合料是一种多级空间网状胶凝结构的分散系。它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系；同样，砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青浆介质中的一种细分散系；而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系。这种理论认识可图解如下： 分散相—粗集料 沥青混合料（粗分散系）分散相—细集料 分散介质—砂浆（细分散系）分散相—填料 分散介质—沥青胶结物（微分散系） 分散介质—沥青这3级分散系以沥青胶浆（沥青—矿粉系统）最为重要，典型的沥青混合料的弹-粘-塑性，主要取决于起粘结料的作用的沥青-矿粉系统的结构特点。这种多级空间网状胶凝结构的特点是，结构单元（固体颗粒）通过液相的薄层（沥青）而粘结在一起。胶凝结构的强度，取决于结构单元产生的分子力。胶凝结构具有力学破坏后结构触变性复原自发可逆的特点。 对于胶凝结构，固体颗粒之间液相薄层的厚度起着很大的作用。相互作用的分子力随薄层厚度的减小而增大，因而系统的粘稠度增大，结构就变得更加坚固。此外，分散介质（液相）本身的性质对于胶凝结构的性质亦有很大的影响。 可以认为，沥青混合料的弹性和粘塑性的性质主要取决于沥青的性质、粘结矿物颗粒的沥青层的厚度，以及矿物材料与结合料相互作用的特性。沥青混合料胶凝健合的特点，也取决于这些因素。 沥青混合料的结构取决于下列因素：矿物骨架结构、沥青的结构、矿物材料与沥青相互作用的特点、沥青混合料的密实度及其毛细-孔隙结构的特点。 矿物骨架结构是指沥青混合料成分中矿物颗粒在空间的分布情况。由于矿物骨架本身承受大部分的内力，因此骨架应由相当坚固的颗粒所组成，并且是密实的。沥青混合料的强度，在一定程度上也取决于内摩阻力的大小，而内摩阻力又取决于矿物颗粒的形状、大小及表面特性等。 形成矿物骨架的材料结构，也在沥青混合料结构的形成中起很大作用。应把沥青混合料中沥青的分布特点，以及矿物颗粒上形成的沥青层的构造综合理解为沥青混合料中的沥青结构。为使沥青能在沥青混合料中起到自己应有的作用，应均匀地分布到矿物材料中，并尽可能完全包裹矿物颗粒。矿物颗粒表面上的沥青层厚度，以及填充颗粒间空隙的自由沥青的数量，具有重要的作用。自由沥青和矿物颗粒表面所吸附沥青的性质，对于沥青混合料的结构沥青混合料高温性能评价指标概述
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