道路材料专论10-01-1.ppt

道路材料专论 交通工程系 张志清 2010年9月 教学大纲 课程名称（中文）：道路材料专论 课程名称（英文）：Special Course for Materials of Road Engineering 课程编码： 开课单位：交通工程学科部 授课对象：硕士2年级 任课教师： 学时：32 学分：2 学期：Ⅰ 考核方式:（笔试+实验，完成实验设计） 先修课程：路基路面工程，建筑材料，土质土力学等 课程简介 道路工程材料性能对道路工程的建设质量、使用性能和耐久性具有重要影响，是道路工程领域科学研究的重要内容。选择适宜的道路建设材料是提高道路使用寿命的有效途径。本课程针对道路工程主要应用的材料，介绍材料性能特性、形成机理和改进方法。同时，介绍现代道路工程新材料、新技术，为道路工程专业硕士研究生从事论文研究奠定基础，也可以作为其它专业硕士研究生选修课程，提高对道路工程专业知识的了解。 课程内容与学时分配 教材及主要参考文献 教 材：《道路建筑材料》，田文玉主编，人民交通出版社，2006.7 参考资料: 1.水泥混凝土路面施工技术.傅智，人民交通出版社 2.SMA路面设计与铺筑.沈金安，人民交通出版社 3.沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.人民交通出版社，2001 4.沈金安等.高速公路 沥青路面早期损坏分析与防治对策.人民交通出版社，2004 第一章　砂石材料 　　1、道路工程所用到的材料主要有 砂石材料：包括天然砂砾和人造砂砾及碎石。 冶金矿渣也是很好的集料。 无机结合料及其制品：石灰、水泥及水泥砂浆、水泥混凝土等。 有机结合料及其混合料：各种沥青及沥青混凝土。 金属材料 木材。 　　　　材料费用占到工程总费用的30%-50%，某些重点工程可达到80%。决定工程造价。 2、道路材料应具备的性质 (1)物理性质：材料的力学强度随环境条件(温度和湿度)而改变的性质。通常用热稳性和水稳性表征。同时还测定一些物理常数，如：比重、容重、孔隙率等，以确定其关系。 (2)力学性质：材料抵抗车辆荷载复杂力系综合作用的性能。 目前主要是测定材料的各种静态强度：如抗压、拉、弯、剪等强度；或者经验指标：如磨耗、冲击等。 道路材料应具备的性质 (3)化学性质：材料抵抗周围环境对其化学作用的能力。如污水“侵蚀”及日光空气的“陈化”作用。有机材料比无机材料严重。 (4)工艺性质：材料适于按一定工艺流程加工的性能。台梁的预制等。 3、路用材料的技术性能检验 　 　(1)物理性质试验：比重、容重、孔隙率等可间接推断材料的力学性能。 　　(2)力学性质试验：采用静态试验机测定其静态力学性能，如抗压、拉、弯、剪等。 　　随着X光衍射技术及电子显微镜在材料微观结构科学研究中的应用，将材料的微观结构与力学性质联系起来。发展起了“物理-力学”新学科。 3、路用材料的技术性能检验 (3)化学性质试验：通常只作材料元素的分析。但对于有机材料的同分异构现象，还需进行化学组分的分析。 (4)工艺性质试验：主要是将工艺要求与经验指标联系起来进行控制，缺少理论基础。流变学理论的应用将是发展的趋势。如沥青混合料摊铺中流动性系数的应用。 4、道路材料质量标准化及国家标准与技术规范 有两种即国标和部标。 国标(GB)。 部标有“交通”(JT)、“冶标”(YB)、“林标”(LB)、“石油”(SY)。 二、路用石料与岩石 　　　　天然石料是岩石经自然风化而成的不同粗度的松散的粒料(砂、砾、漂石等)；人工石料是从大块岩石加工而成不同尺寸与形状的块状石料(碎石、块石和条石等)。石料的物理力学性质，主要决定于岩石的矿物成分及岩石的结构和构造。 二、路用石料与岩石 　　岩石按其成因可分为： 　　1）岩浆岩(如花岗岩、玄武岩等)，具有很高的力学强度、耐冻性和抗风化的能力，技术性质最佳； 　　2）沉积岩(石灰岩、砂岩等)其力学强度和耐冻性次之； 　　3）变质岩(花岗岩变质而成的片麻岩、砂岩变质而成的石英岩等)呈片状或板状，力学强度和抗风化能力均较弱。 三、石料的技术性质与技术要求 1、物理性质 1)物理常数：石料组成结构状态的反映，与石料的技术性质有密切关系。 (1)比重：干燥实心密实(不包括孔隙)的石料试样矿质实体质量，与同体积40C水质量(与体积相同1g/cm3)的比值。 (2)容重：石料在自然结构状态(包括孔隙在内)下单位体积的质量。 (3)孔隙率：石料孔隙体积占石料总体积的百分率。 三、石料的技术性质与技术要求 2)与水有关的性质 (1)吸水率(W吸)：在常温和标准气压条件下的最大吸水能力。通常容重大，吸水率低，抗压强度提高。 (2)饱水率(W饱)：在常温和真空抽气(20mm汞柱)的条件下的最大吸水能力。 (3)饱水系数：K饱= W吸