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出版者:黑龙江哈尔滨工业大学

作者:谭忆秋

出品人:

页数:263

译者:

出版时间:2007-4

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787560324906

丛书系列:

图书标签:

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• 沥青
• 沥青混合料
• 路面材料
• 道路工程
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• 材料科学
• 土木工程
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• 铺装工程

建筑材料的基石：从宏观结构到微观性能的探索 本书并非关于沥青及其混合物的传统教科书。相反，它旨在引领读者穿越一系列与建筑材料的宏观结构、微观性能以及它们在工程实践中的应用息息相关的领域。我们将从材料科学的宏观视角出发，逐步深入到微观世界的奇妙之处，并最终审视这些原理如何转化为实际的工程解决方案。 第一部分：结构与形态——宏观世界的观察 我们将首先关注构成我们生活环境的各种宏观结构。从桥梁的跨越，到建筑物的耸立，再到道路的延伸，这些巨大的工程奇迹无不依赖于对材料特性的深刻理解。本部分将探讨： 材料的选型与设计： 不同的工程项目对材料有着截然不同的要求。我们将分析影响材料选择的关键因素，例如强度、耐久性、可塑性、成本以及环境适应性。从选择最适合承载巨大荷载的钢材，到需要良好保温隔热性能的混凝土，每一个决定都关乎工程的成败。 结构的力学行为： 宏观结构如何抵抗外部力量？我们将深入研究应力、应变、弹性、塑性以及断裂等基本力学概念，并探讨这些概念如何应用于分析梁、柱、板等基本结构单元的受力性能。了解结构如何变形、承载以及最终失效，是保障工程安全的关键。 建造与施工的挑战： 将设计蓝图转化为现实并非易事。本部分还将触及施工过程中的实际问题，例如材料的现场加工、连接方式的选择、以及施工过程中可能出现的变形和沉降。我们会探讨如何通过合理的施工工艺来确保结构的整体性和稳定性。 第二部分：微观世界的奥秘——材料的内在灵魂 在宏观结构之下，材料的内在微观结构决定了其宏观性能。本部分将带领读者深入探索材料的微观世界，揭示其化学组成、原子排列以及晶体结构对材料整体特性的影响： 化学成分与相结构： 构成材料的原子如何组合？我们将探讨不同元素在材料中的存在形式，以及由此产生的相结构。例如，金属中的固溶体、化合物，陶瓷中的氧化物、氮化物，以及聚合物中的长链分子，它们各自拥有独特的性质，并深刻影响着材料的强度、硬度、韧性等。 晶体结构与缺陷： 理想的晶体结构和现实中的缺陷，都对材料性能至关重要。我们将研究不同晶体类型的排列方式（如面心立方、体心立方），并理解晶界、位错、空位等微观缺陷的存在如何影响材料的塑性变形和强度。这些看似微小的缺陷，往往是材料性能的“决定性因素”。 界面与形貌： 在复合材料或多相材料中，不同组分之间的界面起着至关重要的作用。本部分将探讨界面的形成、性质以及它如何影响材料的整体性能。此外，材料表面的形貌，例如粗糙度、孔隙度，也会对材料的吸附、摩擦、以及与其他介质的相互作用产生显著影响。 第三部分：性能的量化与控制——从实验室到工程实践 理解了材料的宏观结构和微观奥秘，我们便可以着手量化和控制其性能，并将其应用于实际工程。本部分将聚焦于材料性能的测试、评价以及如何通过工艺手段来优化材料特性： 材料性能的测试方法： 如何准确地衡量材料的强度、硬度、韧性、耐久性等关键指标？我们将介绍一系列经典的材料测试方法，例如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度计测试、冲击试验等，并讲解如何解读测试结果。 性能退化与耐久性： 材料并非永恒不变。环境因素，如温度、湿度、化学腐蚀、紫外线照射等，都会导致材料性能的退化。本部分将深入探讨材料的老化机理，以及如何通过材料设计和防护措施来提高材料的耐久性，延长其使用寿命。 加工工艺与性能优化： 改变材料的加工方式，往往能够显著影响其微观结构，进而优化宏观性能。我们将探讨热处理、冷加工、复合材料的制备工艺等，以及这些工艺如何影响材料的晶粒尺寸、相分布、内应力等，从而实现性能的提升。例如，通过淬火和回火来调整钢的强度和韧性，或是通过特定的复合工艺来增强聚合物的力学性能。 失效分析与预防： 当工程结构发生失效时，材料的失效分析是至关重要的环节。本部分将介绍常见的材料失效模式，例如脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、腐蚀失效等，并阐述如何通过对失效机制的研究来改进材料设计和工程实践，以预防未来失效的发生。 本书旨在为读者提供一个跨越学科的视角，将材料科学的各个层面有机地联系起来。从宏观结构的壮丽景象，到微观世界的精妙运作，再到性能量化与控制的实际应用，我们期望读者能够构建起对建筑材料的全面认知，并以此为基础，在未来的工程设计与实践中做出更明智、更创新的决策。

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从整体结构来看，这本书的编排逻辑非常清晰，它遵循了从原材料到成品路面结构的线性思维模式。然而，这种结构也带来了一个小小的遗憾：对于“智能制造”和“可持续发展”这两大现代工程热点，探讨得不够深入。例如，在生产控制环节，书中详细描述了传统间歇式搅拌站的加热和拌合时间控制，但对于引入在线监测技术，如红外测温或实时级配分析仪如何帮助实时调整投料比例以保持产品一致性的论述相对较少。更重要的是，在可持续性方面，虽然提到了再生料的使用，但对于如何利用废旧橡胶粉或其他工业废渣作为部分沥青替代品的研究，比如它们对混合料动态模量的长期影响，或者在非承载层中如何经济有效地应用它们，这本书的篇幅明显不够。我本以为会看到更多关于“零排放”或“低碳”路面技术的探讨，比如冷拌冷铺技术的最新进展，或者不同加热方式对能耗的影响对比分析。这本书更像是对现有成熟技术的总结和规范性指导，对于未来技术的发展趋势，留给读者的想象空间相对较大。

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坦白讲，这本书在理论深度上略显保守，但其在材料性能评估和试验方法论方面的贡献却不容忽视。我本以为会看到关于沥青基质在纳米尺度上的研究进展，比如如何利用原子力显微镜（AFM）来观察沥青组分之间的相互作用。然而，此书的重点似乎放在了宏观尺度的性能指标的解读上。比如，它对车辙试验（Wheel Tracking Test）和弯曲疲劳试验的结果分析给出了非常细致的图表解读，教读者如何从这些宏观破坏模式中反推出混合料抗永久变形和抗疲劳开裂的能力。特别是关于“敏感性分析”，书中清晰地展示了集料含水量、沥青流点变化以及最大理论比重（Gmm）波动对最终马歇尔浸水敏感性指标的影响程度。对于规范的解读部分，这本书处理得尤为到位，它不仅仅是照搬条文，而是解释了每个关键指标背后的工程逻辑——为什么要求某个指标必须达到某个数值，以及如果达不到，在实际路用性能上会带来怎样的后果。对于需要撰写技术报告或进行质量控制的人员来说，这种深入到指标背后的解释非常有价值。

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这本书，说实话，刚拿到手的时候，我对它的期望值是挺高的。毕竟“沥青与沥青混合料”这个名字，听起来就充满了工程学的严谨和实践的厚重感。我本以为会看到大量关于不同类型沥青的分子结构分析，探讨它们在不同温度和应力条件下的粘弹性行为，也许还会深入剖析SBS改性沥青在长期老化过程中的微观变化机制。我想象中的内容是，如何通过精密的实验室测试，比如动态剪切流变仪（DSR）的测试数据，来预测路面在极端气候下的性能。特别是对于高性能沥青混合料，比如超薄磨耗层或者高模量沥青（HMA）的设计，我期待能看到最前沿的配合比优化方法，比如考虑骨料棱角度、空隙率与沥青用量之间复杂非线性关系的数学模型。再有，关于沥青的再生利用技术，比如热再生和冷再生，我希望能够看到关于再生沥青胶结料性能衰减的详细研究，以及如何通过添加适量的再生剂或新鲜沥青来恢复其工作性能的经验数据和理论指导。如果能附带一些实际工程案例，分析不同地区气候对混合料早期病害的影响，那就更完美了。这本书的封面设计虽然朴素，但给人的感觉是内行人的工具书，我希望能从中找到解决实际工程难题的钥匙，而不是泛泛而谈的基础理论介绍。

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翻开书页，我立刻感受到了一种强烈的、聚焦于实操层面的气息，这和我最初预想的偏向基础理论研究的侧重点有所不同。这本书似乎更像是为现场工程师和项目管理者量身定做的操作手册，它的语言风格非常直接，充满了术语和规范引用，但这些术语的应用场景往往是具体到施工环节的。例如，它花费了大量篇幅去描述不同集料破碎工艺对级配的影响，以及这些级配如何直接关联到摊铺机的作业参数和压实度指标的达成。我特别关注了关于“级配设计”的那几个章节，书中详尽地列举了不同标准的级配曲线，比如美国Superpave体系下的骨架空隙理论与国内传统级配的对比，并给出了如何根据当地材料特性进行微调的实用建议。对于沥青的敏感性问题，书中似乎更侧重于讨论不同温度下的粘度控制，以确保在不同作业温度窗口内，混合料能够顺利通过碾压密实，避免出现松散或富油的缺陷。总而言之，这本书没有太多复杂的公式推导，而是更像一本“故障排除指南”，告诉你出现特定问题时，应该先检查哪些施工环节或原材料参数。

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阅读过程中，我发现这本书在特定应用场景的案例分析上略显不足，更多是偏向于通用规范的讲解。比如，对于一些特殊环境下的挑战性课题，比如在高寒地区使用抗低温开裂性能优异的混合料设计，或者在重交通枢纽区采用高粘结性沥青的配合比优化，书中只是泛泛地提到了这些需求，但缺乏具体的、可复制的优化流程或实际数据支持。我期待看到的是，针对极端环境，如低于零下20摄氏度或年平均日交通量超过10万辆的工况，配方调整的敏感度阈值。例如，当采用PGC（聚合物改性）沥青时，如何精确计算聚合物的掺量范围，以避免在高温夏季出现车辙，同时又不牺牲低温的延展性。此外，对于新型添加剂的应用，如矿粉替代料或纤维增强材料的引入机制，这本书的描述较为简略，更多的是将它们视为调整空隙率或稳定性的辅助手段，而非深入探讨其对沥青膜性能的内在影响。如果能增加一个专门章节来讨论这些前沿的“增强型”技术，将会大大提升其前瞻性。

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