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道路、桥梁、隧道、交通工程、管理专业 必修课程 欢迎各位同学修学国家级精品 课程——《道路建筑材料》 主讲人：申爱琴 长安大学公路学院 http://202.117.64.98/ec/C24/index.asp 1 一、本课程的重要性及其设置 1、本课程在教学体系中的位置 专业基础课 路、桥、隧、交、管等专业 必修课程 2、本课程在考研、工作中的重要性 研究生入学考试的基础 掌握职业技能的基础 3、本课程内容主要以路用材料为主展开 2 3 二、研究对象 7 条北京放射线 9 条纵向路线 18 条横向路线 二、研究对象 ۩ 桥梁工程结构用材料 桥面 桥台 ۩ 道路工程结构（面层、基层、垫层）用材料 ۩ 构造物所用材料（挡土墙等） 4 5 二、研究对象 ★ 桥梁工程结构用材料 ★ 道路工程结构（面层、基层、垫层）用材料 ★ 构造物所用材料，包括 ۩ 砂石材料 人工开采的岩石或轧制的碎石 天然砂砾石 各种工业冶金矿渣 ۩ 水泥+砂石材料 ۩ ۩ 建筑钢材 钢材与钢筋 ۩ 工程聚合物材料 塑料（合成树脂）、橡胶和纤维 等 沥青混合料 沥青+砂石材料 ۩ 胶结料类 水泥（石灰） 沥青 水泥混凝土 ۩ 半刚性材料 以少量水泥、石灰（粉煤灰）稳定土 或稳定碎（砾）石混合料 二、研究对象 1、物质基础 道路材料是道路、桥梁、隧道等工程结构物的物质基础，材 料的性质对结构物的使用性能、坚固性和耐久性起着决定性的作用， 材料质量的优劣、配置是否合理以及选用是否适当等，均直接影响结 构物的质量。 2、占工程造价比例大 道路材料费用在道路工程总造价中约占30-50％，某些重要 工程甚至可达70-80%，因此，合理地选择和使用材料，尽量就地取材， 充分发挥材料的性能，尽力降低工程造价并延长其使用寿命是重要的 一环。 3、是实现新设计、新技术、新工艺、新材料的必备环节 许多新型先进设计，由于材料关未能突破，因而长期未能实 现。某些新材料的出现又推动了新技术的发展。所以，道路材料的研 究，是道路与桥梁技术发展的重要基础。 6 三、道路材料发展历史与趋势 7 （1）发展历史 古代：土、木、石、竹，天然胶凝材料。 早在公元前2000-3000年，人类就开始使用石膏和石灰砂浆作为粘结材料。已懂 得夯土筑路，利用石灰稳定土。 1796年，罗马水泥问世，开始使用天然泥岩（黏土含量为20-25%的石灰石）煅烧、 磨细，制的天然水泥。 1824年，发明了波特兰水泥，进入人工配置胶凝材料的新时代 据记载，世界上最早的沥青路面是距今约3000年钱的古巴比伦依仗大道。 英国1832-1838年，使用煤沥青修筑了碎石路。1858年法国巴黎修筑了第一条沥 青碎石路。 1920年，我国开始应用沥青铺装，1949年后，沥青逐渐背广泛用于路面的修筑。 科学的发展为人类提供了优质的工程材料，推动了国民经济和交通事业的发展。 今天，水泥、沥青、水泥砼、沥青混合料、钢材等得以广泛应用。 三、道路材料发展历史与趋势 （2）发展趋势 高性能材料（ ≠高强度） 研制：轻质、高强、高耐久、耐火、抗震、优异装饰性、防水、降噪 等材料。 多功能复合型材料 利用复合技术研究：多功能、特殊性能、高性能材料。 循环再利用材料 工业废渣再利用，保护生态和环境。 节能材料 研制低能耗材料，例如温拌沥青混合料、免振自密实混凝土。 8 四、课程主要内容 ۩ 基 础 石料与集料 1、技术性质和技术要求 2、级配理论 3、配合比组成设计 ۩ 无机结合料（水泥和石灰） 1、石灰生产工艺、水化硬化、技术要求和技术标准 2、硅酸盐水泥工艺、化学成分和矿物组成、水化、凝结硬化 3、技术性质和技术标准 4、腐蚀和防止 5、掺混合材水泥 篇 ۩ 沥青材料 1、石油沥青工艺、组成和结构、技术性质和技术标准 2、其他沥青 包括乳化沥青改性沥青 9 四、课程主要内容 无 机 混 合 料 ۩ 有 机 混 合 料 ۩ 普通水泥混凝土 1、普通混凝土技术性质、材料组成 2、普通混凝土配合比设计、质量控制、其他混凝土简介 3、混凝土掺合料和外加剂 ۩ 无机结合料稳定类混合料 1、稳定类混合料的技术性质 2、稳定类混合料的组成设计 沥青混合料 1、热拌沥青混合料的组成结构和强度形成原理 2、热拌沥青技术性质和技术标准 3、热拌沥青组成材料的技术要求 4、热拌沥青配合比设计方法 5、其他沥青混合料 10 四、课程主要内容 ۩ 其 他 材 料 试 验 建筑钢材 1、技术性质 2、桥梁用钢 ۩ 工程聚合物 1、高聚物改性水泥混凝土 2、高聚物改性沥青混合料 ۩ ۩ 土工合成材料 桥面防水材料 ۩ 石料试验 水泥试验 沥青试验 水泥混凝土试验 沥青混合料试验 ۩ ۩ ۩ ۩ 11 四、课程主要内容 （1）道路材料的基本组成与结构 矿物组成 化学组成 组成结构 （2）基本技术性能 基本物理性质 基本力学性能 化学性质 耐久性 工艺性质 12 四、课程主要内容 （3）混合料组成设计方法 原材料选择： （选用原则，满足性能，经济环保，可再生利用） 组成设计（最佳比例确定） （设计目标，控制指标，设计流程，性能验证） （4）性能检测与质量控制 性能检测： 试验室原材料与混合料性能检测 试验室模拟结构物性能检测 现场足尺结构物的性能检测 检测发展趋势： 单项-结构；手工-自动化；破坏性-非破坏性；静态-动态；宏观-微观。 材料质量控制：材料进场前；进场中；进场后 13 四、课程主要内容 （5）技术标准 是道路材料性能评价、生产、设计和施工的依据。 分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准 国家标准：GB 例如 GBT 1346-2001<水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法> 行业标准 ：JT、SH、JC 国际标准 ：ISO、ASTM（美国）、DIN（德国）、NF（法国） 14 五、教学方法 （1）理论教学---课堂授课 针对不同专业采用不同课时进行授课。在授课过程中，结合工程实际， 引入科研的新成果，抓住同学的注意力，与学生达到互动状态。 同时，要求学生按时完成课程作业，并针对作业中普遍存在的问题进行 课堂评述及纠正。 （2）实践教学---实验室实验授课 在实验教学环节中，学生必须亲自动手完成实验任务,并在一周内完成 实验报告。 （3）巩固教学成果---综合考评 通过小测验、考试检验平时所学知识，通过学生毕业设计，检验学生 综合运用道路建材知识的能力。 15 敬请关注后续章节！ 祝大家学习愉快！！