欢迎各位同学修学国家级精品课程——《道路建筑材料》 道路、桥梁、隧道、交通工程、管理专业 必修课程 1 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
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 2、本课程在考研、工作中的重要性 研究生入学考试的基础 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 1、本课程在教学体系中的位置 公共课程—数学、英语、人文等;基础课程—工程力学、结构力学、弹性力学等;专业基础课程—土木工程材料、测量学、土力学与土质学、水力学、交通工程基础等;专业课程—道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程等;专业提高课程—众多选修课程 2、本课程在工作实践中的重要性 实践环节—室内试验 确定路面结构设计的主要参数等; —野外试验 确定交通参数、路面结构参数等; —结构综合设计 进行路面结构设计、施工组织设计
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
4 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(挡土墙等) 桥面 桥台
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 水泥混凝土 沥青混合料 胶结料类 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 胶结料类 水泥(石灰) 沥青 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 水泥混凝土 水泥+砂石材料 沥青混合料 沥青+砂石材料 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
6 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。
三、道路材料发展历史与趋势 (1)发展历史 古代:土、木、石、竹,天然胶凝材料。 7 三、道路材料发展历史与趋势 (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) 多功能复合型材料 循环再利用材料 节能材料 8 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。
四、课程主要内容 基 础 篇 石料与集料 无机结合料(水泥和石灰) 沥青材料 2、级配理论 3、配合比组成设计 9 四、课程主要内容 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 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 基 础 篇
四、课程主要内容 无 机 混 合 料 有 机 混 合 料 普通水泥混凝土 无机结合料稳定类混合料 沥青混合料 10 四、课程主要内容 无 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 有 机 混 合 料 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
四、课程主要内容 其 他 材 料 试 验 建筑钢材 工程聚合物 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 11 四、课程主要内容 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 其 他 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 试 验
(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 (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
13 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
14 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)
15 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。
敬请关注后续章节! 祝大家学习愉快!! 16