沥青与沥青混合料试题计算题50道.docx
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沥青与沥青混合料试题计算题50道
1、现有三组混凝土试块,试块尺寸都为100mm×100mm×100mm,其破坏荷载(kN)分别为第一组265、255、320;第二组310、295、280;第三组320、220、270,计算三组混凝土试块的抗压强度值。
答:
分别比较每组中最大值和最小值与中间值的差是否超过中间值的15%,结果表明:
第一组中只有最大值320超过了中间值的15%,所以直接去中间值260kN,其抗压强度为
f=260×1000÷100×100×0.95=24.7MPa
第二组中最大值与最小值均未超过中间值的15%,所以首先计算平均值,其抗压强度为
f=(310+295+280)÷3×1000÷100×100×0.95=28.0MPa
第三组中最大值与最小值均超过了中间值的15%,所以试验无效。
2、已知某普通水泥混凝土,其水胶比(W/B)为0.45,砂率(SP)为35%,每立方米混凝土用水量Mw为185kg,,矿物掺合料粉煤灰的掺量(Mf)为水泥用量(Mc)的15%,减水剂掺量(Mj)为2.5%,假定其每立方米混凝土质量为2400kg,试计算其试验室混凝土配合比?
若工地所用砂的含水率为3%,碎石的含水率为1%,求:
该混凝土的施工配合比?
答:
胶凝材料总质量=Mw÷W/B=185÷0.45=411.1kg
Mc=411.1÷1.15=357.5kg
Mf=411.1-357.5=53.6kg
因为,M砂+M石=2400-411.1-185=1830.9
且SP=35%
所以,砂质量M砂=631.4kg,碎石质量M石=1199.5kg
混凝土试验室配合比为水泥:
水:
粉煤灰:
砂:
石=357.5:
185:
53.6:
631.4:
1199.5(1:
0.52:
0.15:
1.77:
3.36)
施工配合比:
水泥用量Mc=357.5kg
粉煤灰用量Mf==53.6kg
砂用量M砂=631.4×(1+3%)=650.3kg
石用量M石=1199.5×(1+1%)=1211.5kg
施工配合比为水泥:
水:
粉煤灰:
砂:
石=357.5:
185:
53.6:
650.3:
1211.5((1:
0.52:
0.15:
1.82:
3.39)
3.有一根直径为20mm的HRB335钢筋,其初试标距为
断后标距为119.2mm,其断裂位置如下图:
119.2mm
20mm
(1)请计算出试样的断后伸长率。
(2)如拉伸后测得屈服点载荷为112kN,抗拉极限载荷为168kN,试计算其屈服强度和抗拉强度,并判断屈服强度是否合格。
答:
(1)断后伸长率A=(Lu-L0)/L0×100%=(119.2mm-100mm)/100mm×100%=19%
(2)屈服强度σs=112kN/314.2mm2=355MPa>335MPa,屈服强度合格
抗拉强度σb=167.2kN/314.2mm2=530MPa
4、现有一份砂试样,称取各500g试样经缩分后结果如下表,试计算砂的细读模数,判断砂的粗细程度。
筛孔尺寸单位:
mm
答:
孔径mm
分计筛余%
累计筛余%
1
2
1
2
5
5.0
5.2
5
5
2.5
10.0
9.6
15
15
1.25
13.2
14.0
28
29
0.63
25.5
26.0
54
55
0.315
26.4
26.8
80
82
0.160
16.0
14.4
96
96
底
5.8
4.0
100
100
Mx1=【(15+28+54+80+96)-5×5】÷(100-5)=2.61
Mx1=【(15+29+55+82+96)-5×5】÷(100-5)=2.65
Mx平均=(2.61+2.65)÷2=2.6
∴该砂的细读模数为2.6,位于3.0-2.3之间,属于中砂。
5、工地入库的强度等级42.5矿渣水泥,取样测的水泥标准试件的抗压破坏荷载如下表所示。
龄期
抗压破坏荷载(kN)
3d
26
27
25
24
21
26
28d
70
71
71
73
69
75
答案:
Rc=P/A,A=40×40=1600mm2,3d抗压强度单质分别为:
16.2,16.9,15.6,15.0,13.1,16.2MPa,平均抗压强度为15.5MPa,单质13.1MPa超平均值10%,取其5个平均值为16.0MPa。
28d抗压强度单质分别为43.8,44.4,44.4,45.6,43.1,46.9MPa,平均抗压强度为44.7MPa。
6、采用图解法设计某矿质混合料的配合比。
已知条件如下
根据设计资料,所铺筑道路为高速公路,沥清路面上面层,结构层厚度4cm,选用矿质混合料的级配范围见下表。
该混合料采用4档集料,各档集料的筛分结果见下表:
下列筛孔(mm)的通过百分率(%)
16.0
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
集料A
100
93
17
0
——
——
——
——
——
——
集料B
100
100
100
84
14
8
4
0
——
——
集料C
100
100
100
100
92
82
42
21
11
4
矿粉D
100
100
100
100
100
100
100
100
96
87
设计级配范围
100
95-100
70-88
48-68
36-53
21-41
18-30
12-22
8-16
4-8
设计范围中值
100
98
79
57
45
33
24
17
12
6
设计要求,采用图解法进行矿质混合料配合比设计,确定各档集料的比例。
解:
(1)绘制图解法用图
计算设计级配范围中值,列入上表中。
(2)确定各档集料用量
在集料A与集料B级配曲线相重叠部分作一垂线AA′,使垂线截取这两条级配曲线的纵坐标值相等(a=a′)。
垂线AA′与对角线OO′有一交点M,过M引一水平线,与纵坐标交于P点,OP的长度x=31%,即为集料A的用量。
同理,求出集料B的用量y=30%,集料C用量z=31%,矿粉D的用量ω=8%。
7、某一水泥试样进行抗压检验时,测得破坏荷载分别为41.8kN,40.6kN,42.4kN,40.9kN,41.6kN,36.5kN,试计算该水泥试样的抗压强度值?
答:
RC1=Fc/A=(41.8×1000)/(40×40)=26.1(MPa)
同样可得RC2=25.4(MPa)RC3=26.5(MPa)RC4=25.6
(MPa)RC5=26.0(MPa)RC6=22.8(MPa)
=(RC1+RC2+RC3+RC4+RC5+RC6)/6=25.4(MPa)
×(1±10%)分别为27.9(MPa)22.9(MPa)
∵RC6=22.8MPa<22.9∴RC6舍去
故Rc=(RC1+RC2+RC3+RC4+RC5)/5=25.9(MPa)
Rc×(1±10%)分别为28.5(MPa)、23.3(MPa),RC1、RC2、RC3、RC4、RC5都在这个范围内,
因此,该水泥试样的抗压强度值为25.9MPa
8、某干燥环境框架结构工程现浇钢筋混凝土,混凝土设计强度等级为C30,施工要求混凝土塌落度为35~50mm,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差δ=5MPa。
砂率取35%,所用原材料如下:
水泥:
42.5级普通硅酸盐水泥,水泥密度为ρc=3.10g/cm3,水泥实测强度值45.9MPa。
砂:
中砂,级配合格,砂子表观密度ρos=2.60g/cm3
石:
5~30mm碎石,级配合格,石子表观密度ρog=2.65g/cm3
试求:
混凝土初步配合比
答:
(1)确定混凝土的配制强度fcu,o
fcu,o=fcu,k+1.645δ=30+1.645×5=38.2MPa
(2)确定水灰比(W/C)
W/C=
由于框架结构混凝土梁处于干燥环境,由表干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.56
(3)确定用水量
查表,对于最大粒径为30mm的碎石混凝土,当所需塌落度为35~50mm时,1m3混凝土用水量可选用185kg/m3。
(4)计算水泥用量Co=
kg。
对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为280kg/m3,故可取330kg/m3。
(5)βs=35%
(6)计算砂石用量(mso、mgo)
用体积法计算
Sp=
得出So=643kgGo=1195kg
1m3混凝土中各材料用量为:
水泥330kg,水185kg,砂643kg,
碎石1195kg。
即为:
水泥:
水:
砂:
石=1:
0.56:
1.95:
3.62Co=330kg/m3
9.某城市快速路工程工地试验室拟制作一组重量比为石灰:
粉煤灰:
级配碎石=10:
14:
76的基层二灰碎石抗压强度试件,试计算每个试件的称料重量及各材料用量。
原材料情况:
消石灰含水量2.5%、粉煤灰含水量25%、级配碎石含水量5%,试验用水为饮用水。
已知:
经击实试验得到最大干密度为1.98g/cm3,最佳含水量为12.5%,城市快速路基层要求压实度为97%。
解:
每个试件的干料重量m0=ρ0×v×97%
=1.98×(3.14×7.52)×15×97%
=5088.3(g)
每个试件的湿料重量m湿=m0×(1+ω)
=5088.3×(1+12.5%)
=5724.3(g)
其中消石灰5088.3×10%×(1+2.5%)=521.6(g)
粉煤灰5088.3×14%×(1+25%)=890.5(g)
级配碎石5088.3×76%×(1+5%)=4060.5(g)
水5088.3×12.5%-(5088.3×10%×2.5%+5088.3×14%×25%+5088.3×76%×5%)=251.9(g)
10、现有一份砂试样,称取500g试样经缩分后结果如下表所示。
计算要求:
下表补充完整并计算砂的细读模数,判断砂的粗细程度。
筛孔尺寸单位:
mm
筛孔尺寸
(mm)
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
筛底
总计
筛余质量m1(g)
0
15
63
99
105
115
75
22
6
500
分计筛余
百分率%
0
3
12.6
19.8
21
23
15
4.4
1.2
100
累计筛余
百分率%
0
3
15.6
35.4
56.4
79.4
94.4
98.8
100
——
Mx1=【(15.6+35.4+56.4+79.4+94.4)-5×3】÷(100-3)=2.74
∴该砂的细读模数为2.7,位于3.0-2.3之间,属于中砂。
11、采用试算法设计某矿质混合料的配合比。
已知条件如下
碎石、石屑和矿粉的筛分试验结果列于下表中。
计算要求,将所需的数据填入表中并计算碎石、石屑、和矿粉在矿质混合料中所占的比例。
筛孔尺寸
di(mm)
各档集料的筛分析试验结果
设计级配范围及中值
碎石分计筛余
aA(i)%
石屑分计筛余
aB(i)%
矿粉分计筛余
aC(i)%
通过百分率范围P(i)%
通过百分率中值PM(i)%
累计筛余中值AM(i)%
分计筛余中值aM(i)%
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
13.2
0.8
——
——
95~100
97.5
2.5
2.5
9.5
43.6
——
——
70~88
79
21
18.5
4.75
49.9
——
——
48~68
58
42
21
2.36
4.4
25.0
——
36~53
44.5
55.5
13.5
1.18
1.3
22.6
——
24~41
32.5
67.5
12
0.6
——
15.8
——
18~30
24
76
8.5
0.3
——
16.1
——
17~22
19.5
80.5
4.5
0.15
——
8.9
4
8~16
12
88
7.5
0.075
——
11.1
10.7
4~8
6
94
6
<0.075
——
0.5
85.3
——
0
100
6
答:
将矿质混合料设计范围由通过百分率转换为分级筛余百分率。
首先计算矿质混合料设计级配范围的通过百分率中值,然后转换为累计筛余百分率中值,再计算为各筛孔的分计筛余百分率中值。
计算碎石在矿质混合料中用量x
①分析筛分结果可知,碎石中占优势含量粒径为4.75mm。
故计算碎石用量时,假设混合料中4.75mm粒径全部由碎石组成,即aB(4.75)和aC(4.75)均等于0。
将aB(4.75)=0、aC(4.75)=0、aM(4.75)=21.0%、aA(4.75)=49.9%
∴x=
=
=42.1
②计算矿粉在矿质混合料中的用量z
矿粉中粒径<0.075的颗粒占优势,此时,假设aA(<0.075)和aB(0.075)均等于0,将aM(<0.075)=6.0%、aC(<0.075)=85.3%
∴z=
③计算石屑在混合料中用量y
∴y=100-(x+z)=100-(42.1+7.0)=50.9
12、现有一组混凝土立方体试件,其有关数据如下,请计算该组混凝土抗压强度。
龄期
试件尺寸
破坏荷载
28d
边长100mm
358.3
边长100mm
417.2
边长100mm
438.1
答:
经计算最大值和最小值均未超过中间值的15%,因此取算术平均值作为抗压强度:
所以,该组混凝土立方体抗压强度为38.4MPa
13、某工程采用的预拌混凝土其设计配合比如下:
水泥:
水:
砂:
石=1:
0.51:
1.97:
3.59,其中水泥用量为335kg/m3,砂的含水率为3%,石的含水率为2%,计算其施工配合比。
答:
计算设计配合比
水泥用量=335kg/m3
用水量=335×0.51=171kg/m3
砂用量=335×1.97=660kg/m3
石用量=335×3.59=1203kg/m3
2.计算施工配合比
水泥用量=335kg/m3
用水量=171-660×3%-1203×2%=127kg/m3
砂用量=660×(1+3%)=680kg/m3
石用量=1203×(1+2%)=1227kg/m3
施工配合比=水泥:
水:
砂:
石=335:
127:
680:
1227
14、有一组HRB335直径20mm的钢筋原材,用于二级抗震结构纵向受力,其屈服荷载分别为116.4KN、109.0KN,极限荷载分别为156.0KN、152.0KN,断后标距分别为131.12mm、129.80mm。
请计算其屈服强度和抗拉强度?
答:
20mm钢筋的理论公称面积314.2mm²
屈服强度
抗拉强度
15、已知配合比水泥:
砂:
石子:
水=1:
1.88:
3.81:
0.56,水泥用量为330kg/m3,取试样15L进行试拌,计算各组成材料的用量。
若测定拌合物坍落度为20mm,未满足施工和易性的要求,为此保持水灰比不变,增加5%水泥浆,再经拌合测定坍落度为40mm,粘聚性和保水性亦良好,满足施工和易性要求,计算此时各组成材料用量,并计算基准配合比。
答:
15L中各组成材料用量为:
水泥:
330×15×0.001=4.95kg,砂:
330×1.88×15×0.001=9.31kg,
石:
330×3.81×15×0.001=18.86kg,水:
330×0.56×15×0.001=2.77kg,
增加5%水泥浆后,保持砂率不变,砂率=1.88÷(1.88+3.81)=0.33,
水泥:
4.95×1.05=5.20kg,水:
2.77×1.05=2.91kg,
砂:
9.31-0.33×(5.20+2.91-4.95-2.77)=9.18kg,
石:
18.86-(1-0.33)×(5.20+2.91-4.95-2.77)=18.60kg,
基准配合比:
C:
S:
G:
W=5.20:
9.18:
18.60:
2.91=1:
1.77:
3.58:
0.56,水泥用量为347kg/m3。
16、有一组水泥,测得其3d和28d抗折强度如下表,分别计算其抗折强度是多少?
3d
28d
序号
1
2
3
1
2
3
强度MPa
3.9
3.1
3.8
7.1
6.5
6.9
答:
A:
1.计算3d抗折强度
其中3.1超过了平均值3.6的±10%,即3.24—3.96,所以需舍去,其3d抗折强度为:
2.计算28d抗折强度
没有超过中间值6.8的±10%,所以其28d抗折强度为6.8MPa
17、用负压筛析法进行普通硅酸盐水泥细度试验,试验前标定负压筛,选用水泥细度标准样的标准筛余量为4.04%。
称取标准样,质量分别为25.12g和25.08g,筛后筛余物分别重1.11g和1.05g。
称取两个待测样品质量分别为25.01g和25.09g,筛后称量质量分别为1.89g和2.10g。
计算水泥细度。
答:
C值在0.80—1.20之间,试验筛可以用
该水泥细度为7.5%
18、有一组普通32.5水泥28d强度结果如下:
抗压试验破坏荷载分别为:
64.4kN,64.3kN,54.2kN,62.2kN,61.4kN,62.0kN。
计算该水泥28d抗压强度。
解A:
抗压强度Rc=Fc÷A=1÷(40×40)Fc=0.000625F
RC1=(0.000625×64.4×1000)MPa=40.3MPa
RC2=(0.000625×64.3×1000)MPa=40.1MPa
RC3=(0.000625×54.2×1000)MPa=33.9Mpa
RC4=(0.000625×62.2×1000)MPa=38.9Mpa
RC5=(0.000625×61.4×1000)MPa=38.4Mpa
RC6=(0.000625×62.0×1000)MPa=38.9Mpa
平均值=(RC1+RC2+RC3+RC4+RC5+RC6)÷6=38.4Mpa
最大值和最小值与平均值比较:
[(40.3-38.4)÷38.4]×100%=4.9%<10%;[(38.4-33.9)÷38.4]×100%=11.7%>10%
最小值超差,次最小值与平均值比较:
[(38.4-38.4)÷38.4]×100%=0%<10%;剔除超差值RC3=33.9Mpa
剩余5个平均值(RC1+RC2+RC4+RC5+RC6)÷5=39.3Mpa
最大值和最小值与平均值比较:
[(40.3-39.3)÷39.3]×100%=2.5%<10%;[(39.3-38.4)÷39.3]×100%=2.3%<10%
抗压强度代表值RC=39.3Mpa。
19、实验室测定每m3砼的材料用量为水泥331kg,水189kg,砂633kg,石子1232kg,根据现场实测,砂的含水率为3%,石子含水率1%,求计算施工配合比。
1.水泥用量mco=331kg/m3
2.砂用量mso=633×331kg/m3
施工配合比如下:
水:
水泥:
砂:
石=205:
387:
633:
1175=0.53:
1:
1.64:
3.04
20、经检查某组水泥胶砂强度值分别为40.19、40.19、40.63、41.25
43.5、44.75Mpa.计算该组水泥抗压强度值
答:
经计算无超过平均值10%的一项,因此取平均值作为水泥的抗压强度值为41.75MPa
21、进行一组直径为20mm的HRB400的电渣压力焊接头的拉伸试验,三个接头的拉伸结果如下:
荷载kN
断裂部位
第一根
190.0
非焊缝处
第二根
188.0
焊缝处
第三根
189.4
焊缝处
计算该组接头的抗拉强度并判定是否合格?
≥1.10×540MPa,视为延性断裂
≥1.10×540MPa,视为延性断裂
该组钢筋接头评为合格。
22.某一水泥试样进行抗折强度检验时,测得破坏荷载分别为2368.0N
,2181.5N,2301.0N,试计算该试样的抗折强度代表值。
解:
R= 1.5FL/b3
R1= 1.5 F1 L/b3=1.5×2368.0×100/403=5.6MPa
R2=1.5F2 L/b3=1.5×2181.5×100/403=5.1MPa
R3=1.5F3 L/b3=1.5×2301.0×100/403=5.4MPa
平均值:
5.4MPa, 5.4×(1±10%)=5.9 MPa或4.9 MPa
三个值均在范围内,故该试样的抗折强度代表值为5.4MPa
23、某水泥样品用雷氏法测定安定性沸煮前测定值
A1=11.0mm,A2=10.5mm,沸煮后测定值
C1=18.0mm,C2=13.0mm,计算并做出结论。
答:
C1-A1=18.0-11.0=7.0mm
C2-A2=13-10.5=2.5 mm
平均值=[(C1-A1)+(C2-A2)]/ 2=(7.0+2.5) / 2 =4.8 mm
差值=7.0-2.5=4.5 mm
∵差值未超过5.0mm ,∴雷氏夹法安定性合格。
24.某试验室的混凝土配合比为1:
2.2:
4.3(水泥:
砂:
石子),水胶比为0.50,测得混凝土表观密度为2400kg/m3,试计算混凝土中各组成材料的质量分别是多少?
答:
设水泥质量为mco,则mco+2.2mco+4.3mco+0.50mco=2400
mco=300kg/m3
砂用量mso=300×2.2=660kg/m3
石子用量mgo=300×4.3=1290kg/m3
水用量mwo=300×0.50=150kg/m3
各组成材料用量如下:
水:
水泥:
砂:
石=150:
300:
660:
1290
25、A、现有一组混凝土立方体试件,其有关数据如下,请计算该组混凝土抗压强度。
龄期
试件尺寸
破坏荷载
抗压强度MPa
单块
结果
28d
边长100mm
310.7
边长100mm
432.3
边长100mm
485.5
答:
经计算只有f1超过了中间值的15%,因此直接取中间值作为该组混凝土抗压强度为41.1MPa。
26、有一组HRB400直径18mm的钢筋原材,其屈服力分别为138.4KN、140.1KN,抗拉力分别为173.9KN、174.5KN,断后标距分别为112.4mm、109.8mm。
计算该组钢筋的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。
解18mm钢筋的理论公称面积254.3mm²
1.屈服强度
Re1=138400/254.3=545MPa,
Re2=140100/254.3=550MPa
2.拉拉强度
Rm1=173900/254.3=685MPa,
Rm2=17
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