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1、公路工程常用材料第一节公路工程常用材料介绍公路工程主要材料的性能指标及验收标准一、钢材钢材是建筑物的骨骼，铁矿石用煤或电一定温度煅烧，原来的分子构造发生变化，变成生铁含碳量大于2%和钢含碳量低于2%，低碳钢是含碳量不大于0.25%，性质软韧，易加工，但不能淬火和退火，是建筑工程的主要用钢。公路工程常用钢材可分三类，钢筋混凝土用钢筋、钢绞线及型钢。一钢筋1、热轧光圆钢筋GB1499.1-20201定义：经热轧成型，横截面通常为圆形，外表光滑的成品钢筋。2分级：钢筋按屈从强度特征值分为235、300级。3钢筋牌号的构成及含义HPB235HPB热轧光圆钢筋的英文HotroiledPlainBars缩
2、写,235屈从强度特征值。4尺寸、外形、重量及允许偏差直径6mm-22mm,6-12mm+0.3mm，14-22mm+0.4mm；不圆度0.4mm；直条钢筋长度允许偏差为0+50mm；总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%；钢筋端部应剪切正直，局部变形应不影响使用；钢筋按实际重量交货，可以以按理论重量交货，实际重量与理论重量的偏差6-12mm为+7%，14-22mm为+5%；按盘交货，每根重量不小于500kg，每盘重量不小于1000kg。5检验批次钢筋应按批检查和验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸的钢筋组成。每批重量通常不大于60t，超过60t部分每增加40t或缺乏40t的余数，增加一个拉
3、伸试验式样和一个弯曲试验试样。6钢材的保管应选择地势较高、平坦、不积水及承载力大的地方为存放场地，做好料场的排水系统；下垫上盖，通风防雨；保持料场清洁，去除杂草污物；钢材分钢号、分规格、分产地堆放，并挂牌保管；加强计划性，合理进货，避免因存放时间过长产生锈蚀。7高速线材高线和普通线材普线高线：是指用“高速无扭轧机轧制的盘条。轧制速度在80-160米/秒，每根重量盘在1.8-2.5吨，尺寸公差精度高可到达0.02mm，在轧制经过中可通过调整工艺参数十分是在冷却线上来保证产品的不同要求。普线：是指用“普通轧机一般是横列式复二重轧机轧制的盘条。轧制速度20-60米/秒，每根重量盘在0.4-0.6吨市
4、场上见到的一般是三根六头为一大盘，在轧制经过中仅可通过冷却线上风冷或空冷来保证产品性能。2、热轧带肋钢筋GB1499.2-20071分普通热轧钢筋和细晶粒热轧钢筋，钢筋牌号分别为HRB335、HRB400、HRB500、HRBF335、HRBF400、HRBF500.2钢筋的公称直径范围6-50mm；钢筋通常按直条交货，直径不大于12mm可以按盘卷交货，盘螺交货，每盘应是一条钢筋，允许每批有5%的盘数由两条钢筋组成；定尺交货的长度允许偏差为+25mm，当要求最小长度时，其偏差为+50mm,当要求最大长度时，其偏差为-50mm；总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%；钢筋端部应剪切正直，局部变形应不
5、影响使用；钢筋可按理论重量交货，可以以按实际重量交货，允许偏差6-12mm(+7),14-20mm+5，22-50mm(+4)。3螺纹钢直径的测量。4HRB335钢筋焊接时，能否能够采用J422焊条焊接若用于不要求强度或不要求等强度的构造时,可采用J42级焊条.否则采用J50级焊条。对于构造钢的焊接,一般要求焊缝金属与母材等强度.可按构造钢的强度来选相应强度等级的电焊条。二钢绞线GB/T5224-20031、分标准型钢绞线、刻痕钢绞线、模拔钢绞线。按构造分5类，其代号为：12、13、13I刻痕、17、17C(模拔)。标记示例代号+公称直径+强度级别：预应力钢绞线17-15.20-1860-GB
6、/T5224-2003;预应力钢绞线13I-8.74-1670-GB/T5224-2003;预应力钢绞线(17)C-12.70-1860-GB/T5224-20032、每盘钢绞线质量不小于1000kg,允许10%的盘卷质量小于1000kg但不能小于300kg；盘卷内径不小于750mm，卷宽为750mm+50mm或600mm+50mm，供方应在质量证实书中证实盘卷尺寸。3、除非需方有特殊要求，钢绞线外表不得有油、润滑脂等物质，钢绞线允许有稍微的浮锈，但不得有目视可见的锈蚀麻坑。钢绞线外表允许存在回火颜色。4、直径和每米质量的测量；5、钢绞线成批验收，每批钢绞线由同一品牌、统一规格、同一生产工艺捻
7、制的钢绞线组成，每批质量不大于60t。6、每盘钢绞线捆扎不少于6道，经双方协商，可加防潮纸、麻布等材料包装。栓挂标牌注明：供方名称、商标标记、产品标记、数量、出厂编号、规格、强度等级、执行标准。三型钢工字钢、槽钢、角钢。长度8m,允许偏差为+50mm,8mm允许偏差为+80mm；型钢应按理论重量交货，理论重量按密度为7.85g/cm3计算，可以以按实际重量交货，经双方协商，型钢实际重量偏差不应超过+5%、-3%。二、水泥GB17520071、定义与分类以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥PI、普通硅酸盐水泥PO、
8、矿渣硅酸盐水泥PS、火山灰质硅酸盐水泥PP、粉煤灰硅酸盐水泥PF和复合硅酸盐水泥PC。2、水泥的加工经过1原料石灰石、黏土、铁矿石及煤等。(2)水泥熟料的烧成生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反响，生成水泥熟料中的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙等矿物。随着物料温度升高近1300时，硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等矿物会变成液相，溶解于液相中的C2S与CaO进行反响生成大量熟料。3水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序，将水泥熟料及胶凝剂、性能调节材料等粉磨至适宜的粒度以细度、比外表积等表示，构成
9、一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，知足水泥浆体凝结、硬化要求。3、强度等级硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级。带R的是早强型水泥.为提高水泥的早期强度，我国现行标准将水泥分为普通型和早强型R型两个型号。早强型水泥的3d抗压强度能够到达28d抗压强度的50%；同强度等级的早强型水泥，3d抗压强度较普通型的能够提高10%24%。普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.
10、5R、52.5、52.5R六个等级。4、检验指标(1)碱含量选择性指标水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量应不大于0.60%或由买卖双方协商确定。(2)凝结时间硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。(3)细度选择性指标硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比外表积表示，不小于300m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，80m方孔筛筛余不
11、大于10%或45m方孔筛筛余不大于30%。5、检验报告检验报告内容应包括出厂检验项目、细度、混合材料品种和掺加量、石膏和助磨剂的品种及掺加量、属旋窑或立窑生产及合同约定的其他技术要求。当用户需要时，生产者应在水泥发出之日起7d内寄发除28d强度以外的各项检验结果，32d内补报28d强度的检验结果。6、交货与验收(1)交货时水泥的质量验收可抽取实物试样以其检验结果为根据，可以以生产者同编号水泥的检验报告为根据。采取何种方法验收由买卖双方约定，并在合同或协议中注明。卖方有告知买方验收方法的责任。当无书面合同或协议，或未在合同、协议中注明验收方法的，卖方应在发货票上注明“以本厂同编号水泥的检验报告为
12、验收根据字样。(2)以抽取实物试样的检验结果为验收根据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样方法按GB12573进行，取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40d，一份由买方按本标准规定的项目和方法进行检验。在40d以内，买方检验以为产品质量不符合本标准要求，而卖方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。水泥安宁性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。(3)以生产者同编号水泥的检验报告为验收根据时，在发货前或交货时买方在同编号水泥中取样，双方共同签封后由卖方保存90d，或认可卖方自行取样、签封并保存90d的
13、同编号水泥的封存样。在90d内，买方对水泥质量有疑问时，则买卖双方应将共同认可的试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。7、包装水泥能够散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为50kg，且应不少于标志质量的99%；随机抽取20袋总质量含包装袋应不少于1000kg。其它包装形式由供需双方协商确定。三、重交通道路石油沥青GB/T15180-2020沥青分建筑石油沥青、道路石油沥青和重交通道路石油沥青。重交通道路石油沥青指适用于修筑高速公路、一级公路和城市快速路、主干路等重交通道路，也适用于其他各等级公路、城市道路、机场道面等，以及作为乳化沥青、稀释沥青和改性沥青的原料。技术指标有针
14、入度、软化点、延度、闪点、燃点、含蜡量等。新标准按针入度范围分为AH-130、Ah-110、AH-90、AH-70、AH-50、AH-30等六个牌号。四、石料和集料1、岩石的组成及分类岩石按其成因可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。岩浆岩岩浆岩是岩浆冷凝而成的岩石，它是所有岩石中最原始的岩石。岩浆岩按冷却条件可分为深成岩如花岗岩、正长岩等、喷出岩如玄武岩、安山岩等和火山岩如火山凝灰岩等。沉积岩沉积岩是由母岩岩浆岩、变质岩和已构成的沉积岩在地表风化剥蚀，经过搬运、沉积和石化等作用而构成的岩石，它占地表的66%，是地表的主要岩类。沉积岩可分为碎屑岩类如凝灰岩、砾岩等、粘土岩类如页岩、泥岩等和化学及
15、生物化学岩类如石灰岩、白云岩等。沉积岩的物理力学性质与矿物、岩屑的成分以及胶结物质的性能有很大关系，通常表现出各向异性的特点。与深成岩相比，沉积岩密度小、孔隙率和吸水率大、强度低、耐久性差。变质岩变质岩是原生的岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而构成的岩石。变质岩可分为片理状岩类如片岩、千枚岩等和块状岩类如大理岩、石英岩等。变质岩的物理力学性质不仅与原岩性质有关，而且与变质作用条件及变质程度有关。由沉积岩的得到的变质岩受高压和重结晶作用，比原岩愈加坚固耐久；由深成岩得到的变质岩经变质作用后产生片状构造，耐久性降低。2、相关技术指标1密度真实密度石料的真实密度又称密度或颗粒密度，是指在规定条件下
16、烘干石料矿质单位真实体积不包括开口体积与闭口孔隙体积的质量。毛体积密度石料的毛体积密度又称块体密度，是指在规定条件下，烘干石料包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。2孔隙率岩石的孔隙构造会影响由其所制成的集料在水泥或沥青混凝土中对水泥浆或沥青的吸收、吸附等化学交互作用的程度。孔隙率是反映岩石裂隙发育程度的参数，分为开口孔隙率和闭口孔隙率，两者之和为总孔隙率。所谓总孔隙率是指开口孔隙和闭口孔隙的体积之和占岩石试样总体积的百分比。一般提到的岩石孔隙率是指总孔隙率。岩石的孔隙性指标一般不能实测，可根据岩石的真实密度和毛体积密度按式计算总孔隙率。3吸水性石料在规定的条件下吸入水分的能力称为吸水性，通常
17、用吸水率与饱和吸水率来表征，它能有效反映石料微裂缝的发育程度，可用来判定石料的抗冻和抗风化等性能。4膨胀性对具有粘土矿物岩层，必须了解的岩石膨胀特性，以便控制开挖经过中地下水对岩层、岩体的影响。岩石的膨胀性通常采用膨胀率表征，分为岩石自由膨胀率、岩石侧向约束膨胀率和岩石膨胀压力。5耐崩解性耐崩解性反映了岩石试样在一定条件下抵抗遇水软化和崩解剥落的能力，包括崩解量、崩解指数、崩解时间和崩解状况，主要用于岩石分类，通常适用于质地疏松、风化或含有亲水性粘土矿物的石料。6力学性质道路工程所用石料除了应具有一定的抗压、抗折和抗剪强度外，还须具备抵抗冲击、抗磨光、可磨耗等性能，其中石料的抗压强度和抗磨耗性
18、是考察路用石料性能的两个主要指标。7耐久性石料的耐久性表现为承受干湿、冻融等环境条件、交通条件的变化而不老化、不劣化的抵抗能力。8石料的酸碱性氧化硅SiO2和氧化钙CaO是岩石组成最主要的两种化学成分，两者比例的多少决定了石料的酸碱性。一般情况下，酸性石料强度高、耐磨性好，但与沥青粘附性差；碱性石料强度低、耐磨性差，但与沥青粘附性较好。由于造岩矿物种类繁多，同类或同种石料的酸碱性也无统一的标准，因而通常在初步确定石料的酸碱性后，需要进行相关试验，以检验石料与沥青的吸附能力。9石料的粘附性石料的粘附性直接影响到沥青混合料的使用性能，其中由于石料与沥青的粘结性能不良而造成的沥青混合料剥离是沥青路面
19、常见的毁坏形式之一。石料与沥青的粘附性不仅决定于石料的性质，同时也决定于沥青的性质。从石料本身看，影响它与沥青粘附性的主要因素是石料的化学成分和石料的外表特征。石料的化学性质主要是指石料的化学成分决定其外表电荷的性质与分布，进而影响石料与沥青分子和水分子的吸附关系。石料的外表特征是指石料外表粗糙程度及比外表积对沥青吸附能力的影响。一般来讲，外表粗糙、微孔隙多、孔径大的石料的吸附能力较强，碱性石料的吸附能力要优于酸性石料。3、集料集料是由不同粒径矿质颗粒组成，并在混合料中起骨架和填充作用的粒料。1按粒径大小分类粗集料是指粒径大于2.36mm沥青混合料或4.75mm水泥混凝土的集料。细集料是指粒径
20、小于2.36mm沥青混合料或4.75mm水泥混凝土的集料。矿粉也称填料，是指由石灰岩或岩浆岩等憎水性碱类石料经磨细加工得到的以小于0.075mm颗粒为主的矿质粉末。2按成因及加工方式分类砾石是指由自然风化、水流搬运和分选、堆积构成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒。碎石是将天然岩石或砾石经机械破碎、筛分制成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒。天然砂是指由自然风化、水流冲刷或自然堆积构成的且粒径小于4.75mm的岩石颗粒，包括河砂、海砂和山砂等。人工砂是指经人为加工处理得到的符合规格要求的细集料，通常是对石料采取真空抽吸法除去大部分土和细粉或将石屑水洗得到的。从广义上分类，机制砂、矿渣砂和煅烧砂都属
21、于人工砂。其中，机制砂是指由碎石及砾石经制砂机反复破碎加工至粒径小于2.36mm的人工砂，亦称破碎砂。石屑是指碎石加工时通过最小筛孔通常为2.36mm或4.75mm的筛下部分，也称筛屑。工业冶金矿渣一般指金属冶炼经过中排出的非金属熔渣，常指高炉矿渣和钢渣等。3密度集料是矿质颗粒的散状混合物，不仅包括矿物及矿物间的开口孔隙和闭口孔隙，还包括矿质颗粒间的空隙。表观密度表观密度也称视密度，是指在规定条件下，烘干集料矿质实体单位表观体积包括闭口孔隙在内的矿物实体的体的质量，毛体积密度集料的毛体积密度定义与石料一样，但由于尺寸和形状上的差异，测试方法有所不同。4堆积密度堆积密度是指单位体积含物质颗粒固体
22、及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积物质颗粒的质量，分为松懈堆积密度与振实堆积密度，5空隙率空隙率反映了集料的颗粒间互相填充的致密程度，是指集料在某种堆积状态下的空隙体积含开口孔隙占堆积体积的百分率，6粗集料的针片状颗粒含量针片状颗粒是指粗集料中细长的针状颗粒与扁平的片状颗粒。当颗粒形状的各方向中的最小厚度或直径与最大长度或宽度的尺寸之比小于规定比例时，也属于针片状颗粒。粗集料的颗粒形状对集料颗粒间的嵌挤力有着显著影响，比拟理想的形状是接近球体或立方体，而针片状颗粒本身容易折断，回旋阻力和空隙率大，会妨害集料与沥青的粘附性能以及水泥混凝土的和易性与强度，因而必须对其含量加以限制。粗集料针片状颗粒含量测定方法，水泥混凝土用集料采用规准仪法，沥青混合料用集料采用卡尺法。7含泥量和泥块含量