土質(zhì)及筑路材料教學(xué)大綱

1、土質(zhì)與筑路材料教學(xué)大綱一、課程名稱: 土質(zhì)與筑路材料 二、課程性質(zhì)： 1研讀對象：本課程的研讀對象是公路橋梁專業(yè)中專學(xué)生。 2課程特點：本課程是與工程實踐結(jié)合緊密，在工程實踐中應(yīng)用極廣的一門專業(yè)課。 3與其它課程的關(guān)系： （1）學(xué)習(xí)本課程時，應(yīng)具備化學(xué)、物理學(xué)、材料力學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的基本知識，具有使用基本量具的能力。 （2）本課程為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)、工程施工、鋼結(jié)構(gòu)等課程提供必要的理論基礎(chǔ)知識。 （3）巖石的形成、構(gòu)造及成分，在工程地質(zhì)課程中講述，本課程主要講授巖石的礦物成分，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與石料技術(shù)性質(zhì)的關(guān)系。（4）金屬的焊接、冷加工工藝在鋼結(jié)構(gòu)及水利工程施工中講授，建筑鋼材的抗拉、抗壓

2、及抗彎試驗在材料力學(xué)中進行。 三、課程教學(xué)目的本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握筑路材料基本知識和試驗的基本性能，為學(xué)習(xí)有關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)課程打下基礎(chǔ)，并在工程實踐中，具有選擇與使用筑路材料的能力。 四、課程教學(xué)原則與教學(xué)方法1本課程的教學(xué)原則是本著理論聯(lián)系實際的原則，注重理論教學(xué)和實習(xí)實驗的緊密結(jié)合，使學(xué)生在掌握筑路材料的一些基本性能的同時，具備合理選擇筑路材料的能力。2教學(xué)方法采用多媒體輔助教學(xué)，制作多媒體課件及電子教案，同時使學(xué)生親自動手到實驗室完成各種材料的實驗，通過現(xiàn)代化教學(xué)手段與工程實踐的配合，豐富了教學(xué)方法，便于學(xué)生掌握。五、課程總學(xué)時本課程安排在第二學(xué)年，總教學(xué)時數(shù)為114學(xué)時，全部在第一

3、學(xué)期完成，其中講課學(xué)時106學(xué)時，實驗學(xué)時為8學(xué)時。六、選用教材和參考書 教材選用：土質(zhì)與筑路材料錢進編，人民交通出版社 參考書： 道路建筑材料蔣玲主編，機械工業(yè)出版社 七、教學(xué)方法與考核 本課程宜利用理論教學(xué)與視頻教學(xué)相結(jié)合，理論教學(xué)與課外習(xí)題和答疑相配合的教學(xué)方法。成績考核應(yīng)以筆試閉卷考試為主，結(jié)合平時作業(yè)成績進行綜合評定。八、課程教學(xué)內(nèi)容要點及建議學(xué)時分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時數(shù)理論教學(xué)實踐教學(xué)備注第0章緒論2第1章土質(zhì)18第2章集料84第3章水泥及水泥混凝土184第4章石灰、粉煤灰及穩(wěn)定材料10第5章瀝青材料10第6章瀝青混合料20機動10復(fù)習(xí)考核10總 計1068114課程教學(xué)內(nèi)容單元一

4、土 質(zhì)本單元教學(xué)目的：理解土的概念及土的三相組成的含義；掌握粒組劃分的原則、顆粒級配的測定方法和表示方法，以及如何判斷土的級配情況；掌握土的物理性質(zhì)及土的幾種密度；掌握黏性土的稠度與稠度指標和擊實性與擊實規(guī)律；解土類型及野外鑒別能力，掌握土的分類依據(jù)。 課題一 土的組成 土體的概念：建筑場地范圍內(nèi)主要由不同土層組成的單元體。 土的三相組成和及草圖1、土的粒度成分指各種大小顆粒的相互比例關(guān)系（通常以占總質(zhì)量的百分比計）2、土的顆粒級配是指各顆粒之間的相互搭配關(guān)系。3、土的顆粒分析是用指定方法測定土的粒度成分的試驗。4、顆粒級配的測定方法二、界限含水量稠度界限搓條法測定塑限錐式液限儀法測定液限聯(lián)合

5、測定儀法測定液限和塑限三、粘性土的可塑性單元二 集料本單元教學(xué)目的：讓學(xué)生了解集料分類，掌握集料的物理性質(zhì)及相關(guān)試驗，熟悉細集料顆粒級配和粗集料力學(xué)性質(zhì)?；瘜W(xué)成分材料分類材料來源、建筑功能、使用部位分類2-1-1巖石的分類2-1-2巖石的技術(shù)性質(zhì)課題二 細 集 料2-2-1細集料的物理性質(zhì)2-2-2 細集料的顆粒級配細集料顆粒級配示意圖2-2-3 粗度課題三 粗集料2-3-1 粗集料的物理性質(zhì)2-3-2 粗集料的力學(xué)性質(zhì)課題四 礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計單元三 水泥及水泥混凝土本單元教學(xué)目的：讓學(xué)生了解水泥及水泥混凝土分類組成材料及其性質(zhì)，掌握水泥及水泥混凝土的性質(zhì)及相關(guān)試驗，熟悉水泥混凝土的配合

6、比。課題一硅酸鹽水泥定義生產(chǎn)工藝流程(簡稱為“兩磨一燒”)技術(shù)性質(zhì)：（一）硅酸鹽水泥的細度（二）硅酸鹽水泥的凝結(jié)時間（三）硅酸鹽水泥的標準稠度用水量(四)硅酸鹽水泥的體積安定性 (五)硅酸鹽水泥的強度等級（六）硅酸鹽水泥的水化熱三種水泥的共同性質(zhì)三種水泥各自的特性一 砌筑水泥二 道路硅酸鹽水泥三 中熱硅酸鹽水泥和低熱硅酸鹽水泥按環(huán)境條件選擇水泥品種按工程特點選擇水泥品種水泥的驗收標志驗收、數(shù)量驗收、質(zhì)量驗收課題二 水泥混凝土混凝土是由膠凝材料、骨料和水，必要時摻入化學(xué)外加劑和礦物質(zhì)混合材料，按適當比例配合，拌制成拌合物，經(jīng)硬化而成的人造石材。 按膠凝材料不同，分為水泥混凝土(又叫普通混凝土)、

7、瀝青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同，分為重混凝土(02800kg/m3)、普通混凝土(0=20002800kg/m3)、輕混凝土(02000kg/m3)； 按使用功能不同，分為結(jié)構(gòu)用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土及防輻射混凝土等；按施工工藝不同，又分為噴射混凝土、泵送混凝土、振動灌漿混凝土等。 5.1 普通混凝土的組成材料普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、細骨料(砂)和水拌和，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。 (2)顆粒級配(3)砂的粗細程度與顆粒級配的評定 5.2 混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土的性質(zhì)包括混凝土拌合物的和易性，混凝土強度、變形及耐久性

8、等?；炷粮鹘M成材料按一定比例攪拌后尚未凝結(jié)硬化的材料稱為混凝土拌合物(1)流動性 (2)粘聚性(3)保水性混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性三者既互相聯(lián)系，又互相矛盾。施工時應(yīng)兼顧三者，使拌合物既滿足要求的流動性，又保證良好的粘聚性和保水性。 維勃稠度試驗5.3 混凝土外加劑國家標準GB 807587中按外加劑的主要功能將混凝土外加劑分為4類： (1)改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，其中包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。(2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，其中包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。(3)改善混凝土耐久性的外加劑，其中包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 (4)改善混凝土其他性能

9、的外加劑，其中包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。 5.4 普通混凝土配合比設(shè)計混凝土配合比設(shè)計，是根據(jù)材料的技術(shù)性能、工程要求、結(jié)構(gòu)形式和施工條件，來確定混凝土各組成材料之間的配合比例。通常有兩種表示方式：一種是以每立方米混凝土中各種材料的用量來表示。另一種是以各種材料相互間質(zhì)量比來表示(以水泥質(zhì)量為1)。 按照已選擇的原材料性能及混凝土的技術(shù)要求進行初步計算，得出“初步配合比”；經(jīng)過試驗室試拌調(diào)整，得出“基準配合比”；經(jīng)過強度檢驗(如有抗?jié)B、抗凍等其他性能要求，應(yīng)當進行相應(yīng)的檢驗)，定出滿足設(shè)計和施工要求并比較經(jīng)濟的“試驗室配合比”(也叫設(shè)計配合比)；根據(jù)現(xiàn)場砂、石的實際

10、含水率，對試驗室配合比進行調(diào)整，求出“施工配合比”。 第四單元 石灰、粉煤灰及穩(wěn)定材料本單元教學(xué)目的：讓學(xué)生了解石灰、粉煤灰的概念，掌握石灰、粉煤灰的技術(shù)要求及相關(guān)試驗，熟悉石灰、粉煤灰的應(yīng)用儲存，無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的概念，掌握無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的技術(shù)要求及相關(guān)試驗。課題一石灰石灰的技術(shù)指標有細度、CaO+MgO含量、CO2含量和體積安定性等。并按技術(shù)指標分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。課題二 粉煤灰粉煤灰定義：粉煤灰化學(xué)成分：粉煤灰分為兩類：1、F類粉煤灰（由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰）。2、C類粉煤灰（由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰，其氧化鈣含量一般大于10%。）。三、粉煤灰主要技術(shù)

11、指標與技術(shù)標準 粉煤灰的應(yīng)用課題三 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料主要內(nèi)容一 概述二無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性三 石灰穩(wěn)定類基層/底基層四 水泥穩(wěn)定類基層/底基層五 工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層六 水泥穩(wěn)定類基層工程應(yīng)用單元五 瀝青材料本單元教學(xué)目的：掌握石油、乳化、改性、煤瀝青及再生瀝青的概念；掌握石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)指標；掌握乳化瀝青、改性瀝青的分類；掌握乳化瀝、改性瀝青青的主要技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)指標。操作檢測瀝青密度與相對密度；道路石油瀝青三大指標檢測；乳化瀝青穩(wěn)定性檢測。課題一 石油瀝青（一）針入度概念、粘滯度概念（二） 塑性塑性概念瀝青的塑性用延度（延伸度或延伸率）表示。延度以cm為單位。（三）

12、 溫度穩(wěn)定性（感溫性）溫度敏感性概念軟化點可采用環(huán)球法測定 課題二 乳化瀝青課題三 改性瀝青一、概述二、改性瀝青的分類及特性（1）聚合物改性瀝青的分類1、橡膠類。2、熱塑性橡膠類。3、樹脂類。（二）幾種常用改性瀝青的特征1、橡膠類改性瀝青2、熱塑性橡膠類改性瀝青3、熱塑性樹脂類改性瀝青4、摻加天然瀝青的改性瀝青三、改性瀝青的應(yīng)用課題四 其他瀝青單元六 瀝青混合料本單元教學(xué)目的：讓學(xué)生了解瀝青混合料分類組成材料及其性質(zhì)，掌握瀝青混合料的性質(zhì)及相關(guān)試驗，熟悉瀝青混合料的配合比。課題一瀝青混合料概述課題二瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)一、概述1.瀝青路面的分類和優(yōu)缺點2.瀝青混合料分類1）根據(jù)礦質(zhì)混合料的級配

13、類型進行劃分 (1)連續(xù)半開級配瀝青混合料 (2)開級配瀝青混合料 (3)間斷級配瀝青混合料2）按礦料的最大粒徑分類3）根據(jù)結(jié)合料的類型分類4）根據(jù)瀝青混合料拌合與鋪筑溫度分類5）根據(jù)強度形成原理分類二、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu) 瀝青混合料主要有瀝青、粗集料、細集料、礦粉填料和外加劑（如抗剝離劑、抗老化劑、聚合物改性劑等）組成。三、瀝青混合料強度形成原理及其影響因素（1）礦料的影響 (2)瀝青的影響（3）瀝青用量的影響瀝青與集料的粘附性試驗混合料的浸水試驗凍融劈裂試驗瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響因素課題三 普通熱拌瀝青混合料的組成設(shè)計熱拌瀝青混合料是由礦料與粘稠瀝青在專門設(shè)備中加熱拌合而成，用保溫設(shè)備

14、運輸至現(xiàn)場，并在熱態(tài)下進行攤鋪和壓實的混合料，簡稱“熱拌瀝青混合料”，以HMA表示。一、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū) 1.氣候分區(qū)指標2.氣候分區(qū)的確定二、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求1.瀝青2.粗料集（1）粗料集的物理力學(xué)性質(zhì)要求（2）與瀝青的粘附性要求（3）粗集料的粒徑規(guī)格3.細集料（1）細集料的物理力學(xué)性能要求（2）細集料的粒徑規(guī)格4填料三、熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計標準1瀝青混合料類型的選擇2馬歇爾試驗配合設(shè)計技術(shù)標準1）瀝青混合料的體積特征參數(shù)（1）瀝青混合料的密度 瀝青混合料的理論最大密度瀝青混合料毛體積密度 (2)瀝青混合料試件的空隙率測試方法對瀝青混合料試件空隙率的影響組成材料與壓

15、實條件對空隙率的影響(3)瀝青混合料礦料間隙率（4）瀝青混合料試件的瀝青飽和度 2）馬歇爾試驗技術(shù)標準普通熱拌瀝青混合料采用馬歇爾試驗方法進行配合比設(shè)計，在進行配合比設(shè)計時，瀝青混合料馬歇爾試件的體積特征參數(shù)、穩(wěn)定度與流值試驗結(jié)果應(yīng)符合表3-16與表3-17的技術(shù)要求。3瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性指標4瀝青混合料的低溫抗裂性指標5瀝青混合料的水穩(wěn)定性指標瀝青混合料水穩(wěn)定性技術(shù)要求 密級配熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計方法 全過程配合比設(shè)計過程：三個階段：目標配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段和生產(chǎn)配合比驗證，即試驗路試鋪階段。 四、密級配熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計方法配合比階段設(shè)計區(qū)別單元七 鋼材本單元教

16、學(xué)目的：讓學(xué)生了解鋼材的分類，掌握鋼材的技術(shù)要求及相關(guān)試驗，熟悉鋼材的應(yīng)用儲存一、鋼的冶煉按有害雜質(zhì)含量分類按鋼中有害雜質(zhì)磷（P）和硫（S）含量的多少，鋼材可分為以下四類：(1)普通鋼。磷含量不大于0.045%；硫含量不大于0.050%。(2)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.035%；硫含量不大于0.035%。(3)高級優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.030%；硫含量不大于0.030%。(4)特級優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.020%。按用途分類(1)結(jié)構(gòu)鋼。主要用作工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機械零件的鋼。(2)工具鋼。主要用于各種刀具、量具及模具的鋼。(3)特殊鋼。具有特殊物理、化學(xué)或機械性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、