重庆交通大学 道路建筑材料
成人高等教育专业课教学
2012.No10 3摘 要 通过对自然班级学生情况调查，了解学生基本组成情况，以专业课程《道路建筑材料》中矿料配合比设计为例，详细剖析该部分内容的知识点组成，提出更好达到教学效果的教学方法，包括调整原有知识点讲解顺序，教会学生根据自己情况有针对性地预习从而有选择地听课，开展课后的教学内容辅导和教学活动专题讲座，帮助不同层次的学生达到相应的学习目的。
关键词 成人高等教育 专业课 教学 改革多层次、多形式的成人高等教育，为我国社会主义建设输送了大批工作在一线的高级专门人才，成为新时期新阶段推动经济建设，服务社会发展，加快学习型社会建立的有效途径，已成为我国高等教育体系中的重要组成部分，在我国终身教育体系中的作用和地位越来越突出。
当前成人高等教育面临学生生源素质不高、基础较差、教学质量下滑，社会口碑欠佳等问题，改变传统的教学模式与教学方法，适合各个层次学生的需求，是提高教学效果的根本途径。
本文以调查学生的基本情况为基础，以《道路建筑材料》中矿料配合比设计为例，探讨成人高等教育专业课的教学新模式[1][2][3]。
1 学生样本调查该调查样本为路桥专业学生，一个教学自然班，学生人数为110人，生源结构比较复杂；其中应届高中毕业生占20%，往届高中生毕业生占10%、中专毕业生占20%、待业青年占15%、还有参加工作多年的在职人员占35%。
在这些学生中，年龄跨度也比较大，从十几岁到四十几岁不等；文化基础参差不齐，有高中起点，大专起点，中专起点，有的甚至是初中文化基础的学生，学习目的和动机也呈现出多样性，有的是自觉学习，渴求知识增长，为将来继续深造做准备的，有的是为提高工作业务素质和理论水平的，有的干脆就是因晋级晋职需要奔文凭而来的。
这些特征给教学增加了较大的复杂性和难度，多年传统的教学模式或者是普通高等教育模式很难适应这样的要求，必须针对新形势下成教学生的特点创新教学模式[4]。
2 教学内容介绍对于土木专业学生，道路建筑材料是道路、桥梁、隧道等工程结构的物质基础，材料的性质对结构物的使用性能、坚固性和耐久性起决定性作用，是土木工程中一个重要的专业 基础课，该门课程掌握程度直接影响学生的专业业务水平。
路桥施工技术案例(重庆交通大学)
一、某高速公路设计车速120km／h，路面面层为三层式沥青混凝土结构。
施工企业为公路交通大型企业专业施工队伍，设施精良。
为保证工程施工质量，防止沥青路面施工中沥青混合料摊铺时发生离析、沥青混凝土路面压实度不够、平整度及接缝明显，施工单位在施工准备，沥青混合料的拌合，沥青混合料的运输，沥青混合料的摊铺，沥青混合料的压实，接缝的处理等方面，做了如下工作：1．选用经试验合格的石料进行备料，严格对下承层进行清扫，并在开工前进行试验段铺筑；2．沥青混合料的拌合站设置试验层，对沥青混合料及原材料及时进行检验，拌合中严格控制集料加热温度和混合料的出厂温度；3．根据拌合站的产量，运距合理安排运输车辆，确保运输过程中混合料的质量；4．设置两台具有自动调节摊铺厚度及找平装置的高精度沥青混凝土摊铺机梯进式施工，严格控制相邻两机的间距，以保证接缝的相关要求；5，压路机采用2台双轮双振压路机及2台16t胶轮压路机组成，严格控制碾压温度及碾压重叠宽度。
6．纵缝采用热接缝，梯进式摊铺，后摊铺部分完成，立即骑缝碾压，以除缝迹，并对接缝作了严格控制。
问题：1．施工准备中，控制石料除了规格和试验外，堆放应注意哪几点?2．沥青混合料铺筑试验段的主要目的是什么?3．混合料的运输中应注意的主要问题是什么?4．沥青混合料摊铺过程中，为什么应对摊铺温度随时检查并作好记录?5．沥青混凝土路面的碾压过程中，除了应严格控制碾压温度和碾压重叠宽度外，还应注意哪些问题?6．请简述横接缝的处理方法。
3、若出厂的混合料出现白花料，请问在混合料拌和中可能存在什么问题？答案：1．石料应分类堆放；石料堆放场地最好作硬化处理；石料堆放场地四周做好排水。
2．试验段铺筑的主要目的有两类。
一是为控制指标确定相关数据，如：松铺系数、机械配备、压实遍数、人员组织、施工工艺等；二是检验相关技术指标，如：沥青含量、矿料级配、沥青混合料马歇尔试验、压实度等。
3．沥青混合料运输应注意的问题是：保持车箱干净并涂防粘薄膜剂，运输时必须覆盖棚布以防雨和热量损失。
无机结合料稳定基层
硅酸盐类水泥较好，铝酸盐水泥较差，优先选用终凝时间较长 (6h以上)的低强度水泥。水泥稳定土的强度随水泥剂量的增加而增 长，但过多的水泥用量，不经济，易开裂，水泥剂量为4%～8% 较为合理。
（3）施工及养生
达到最佳密实度的含水量，满足完全水化和水解作用的需要。 混合料须拌和均匀并充分压实。水泥土从开始加水拌和到完成压 实的延迟时间要尽可能的短，一般要在6h以内。 湿法养生；养生温度愈高，强度增长得愈快。
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第10章 无机结合料稳定基层
影响石灰土强度的因素
（5）拌和及压实
土的粉碎程度和拌和的均匀性；压实度（每增加2%，抗压 强度平均增加14.1%）。
（6）养生条件与龄期
温度高可使反应过程加快，一定的湿度为结晶和火山灰反 应提供了必要的水。强度随龄期而缓慢增长，（28d－30%强 度），强度增长期可达8～10年以上。
温缩特性：石灰土砂砾（16.7×10-6）>悬浮式石灰粉煤灰粒料 （15.3×10-6）>密实式石灰粉煤灰粒料（12.4×10-6）和水泥砂砾 （5%~7%水泥剂量为10~10-6~15×10-6）。
修建初期： 温缩+干缩→养生保护
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第10章 无机结合料稳定基层
水泥稳定土混合料设计
水泥土的强度标准－混合料设计指标
水泥土的强度标准根据相应的公路等级和在路面结构中的 层位而定，7d无侧限抗压强度标准：。
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重庆交通大学道路建筑材料课件
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7.1.1 石灰稳定土
1、石灰稳定土强度及影响因素
（1）石灰稳定土的强度形成机理
离子交换作用→ Ca2+→Na+、H+、K+ 碳酸化作用 → 火山灰作用 →
结晶作用 →
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7.1.1 石灰稳定土
（2）石灰稳定土强度的影响因素
（1）土质
塑性指数为15～20的粘性土较好；粒料和砂性土不宜；有 机质含量大不宜。
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建筑密封材料按其形态分为：
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建筑密封材料应具备以下特性：
（1）具有优良的粘结性、施工性、抗下垂性，使被 粘结物之间形成连续防水体；
强度及影响因素 混合料组成设计
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7.1.2 水泥稳定土
1、水泥稳定土强度及影响因素
（1）强度形成机理
水泥的水化作用→
离子交换作用 → 化学激发作用 → 碳酸化作用 →
硅酸三钙：2C3S+6H20→C3S2H3+3CH 硅酸二钙：2C2S+4H20→C3S2H3+CH 铝酸三钙：C3A+6H2O→C3AH6 铁铝酸四钙：C4AF+7H20→C4AFH7
硅酸盐类水泥较好，铝酸盐水泥较差，优先选用终凝时间较长
(6h以上)的低强度水泥。水泥稳定土的强度随水泥剂量的增加而增
长，但过多的水泥用量，不经济，易开裂，水泥剂量为4%～8%
较为合理。
（3）含水量
达到最佳密实度的含水量，满足完全水化和水解作用的需要。
（4）施工工艺
混合料须拌和均匀并充分压实。水泥土从开始加水拌和到完成压
重庆交通大学材料科学与工程学院
重庆交通大学2015年大类招生所含专业表重庆交通大学2015年土木工程等27个本科专业按照专业大类进行招生，实施“按大类招生，宽口径培养”的“2+2”（“2+3”）或“1+3”人才培养模式。
学生入学后按照规定修读完成招生大类规定的通识教育与基础平台课程，并达到专业分流相关要求，可在招生大类所属本科专业内选择专业。
重庆交通大学2015年招生专业介绍重庆交通大学材料科学与工程学院材料科学与工程学院由重庆交通大学原土木建筑学院材料系、理学院化学系和理学院物理教学部共同组建而成，现有专任教师58名，师资力量雄厚，其中教授11名，副教授18名，本科生700余名，研究生90余名。
学院开设有材料科学与工程、材料物理、应用化学三个本科专业，同时承担全校大学物理、大学化学公共课程的教学，拥有材料科学与工程重庆市一级重点学科、材料科学与工程一级学科硕士点，拥有交通土建工程材料国家地方联合工程实验室等国家级科研平台（与土木工程学院共建）。
学院立足工程材料研究与应用，以材料科学与工程省部级重点学科和国家实验研究平台为依托，以材料学科基础理论和工程素质教育为重点，重视多学科的交叉融合，适应工程领域对材料类专业人才的需求，培养能在交通土木建设行业、工程材料相关领域的科研院所或企业从事材料科学与工程基础理论研究，新材料、新工艺和新技术开发，企业管理、生产技术管理等高素质创新型人才。
学院未来加强材料科学基础研究，开辟绿色环保材料、功能材料、微~纳米材料等新材料研究领域和方向，加强产学研和国际交流与合作，促进学科紧跟前沿，推进成果转化应用和人才培养质量的不断提升。
■材料科学与工程专业定位：本专业立足工程材料应用，以材料科学与工程学科为依托，以材料科学基础理论和工程素质教育为重点，加强多学科的交叉融合，适应工程领域对材料类专业人才需求。
逐步将本专业建设成西部地区有一定影响力并具工程应用特色的本科专业。
培养目标:本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，较系统掌握材料科学与工程的基础理论和专业技能，具备土木工程材料及相关行业的基础知识和基本技能，能在材料学科及相关领域从事新产品研究、开发、工艺设计、技术改造、工程应用等方面工作的工程技术人才。
重庆交通大学路基路面工程路面设计
沥青混凝土路面设计计算书设计资料1）新建二级公路； 2）双车道平均日交通量；车型 解放CA-10B 黄河JN150 跃进NJ130后轴轴载<20KN 的车型交通量 1700 140 150 1083)公路路线经过石灰岩地区，沿线公路边有采石场和石灰场多处。
轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。
序号 车 型 前轴重(kN) 后轴重(kN)后轴数后轴轮组数 交通量 1 黄河JN15049 101.6 1双轮组 140 2 解放CA10B19.4 60.85 1双轮组 1700 3 跃进NJ131 16.2 38.2 1双轮组 1501、当以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力时各级轴载换算采用35.4211)(PP n C C N i i k i ⋅⋅⋅∑==计算（小于25kN 的轴载不计），计算结果如下表： 轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准时）车型)(kN P i 1C 2C )(1-日次⋅i n )/()/(1-35.421日次⋅⋅⋅P P n C C i i B CA 10-解放 后轴 60.90 1.00 1.00 1700.00 196.58150JN 黄河 前轴 49.00 1.00 6.40 140.00 40.24 后轴 101.60 1.00 1.00 140.00 150.01130NJ 跃进 后轴 38.30 1.00 1.00 150.00 2.3135.42111)(PP n C C N i i k i ⋅⋅⋅∑==合计： 398.13 二级公路沥青混凝土路面的设计年限为10年，四车道的车道系数是0.6~0.7，取0.65，则设计使用期累计当量轴次为：()[]()[]次65.007.013.398365107.0136511101⨯⨯⨯-+=⋅⋅⨯-+=ηγγN N t e = 1305051 次 2、当验算半刚性基层层底拉应力时各级轴载采用公式8'2'11')(PP n C C N i i k i ⋅⋅⋅∑==计算（小于50kN 轴载不计），计算结果如下表所列。
桥面沥青混凝土铺装技术
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典型铺装结构反应性树脂防水层铺装结构
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典型铺装结构浇注式沥青混凝土防水层铺装结构
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典型铺装结构沥青类防水层铺装结构
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典型铺装结构环氧沥青混凝土铺装结构
钢桥面铺装国内研究发展
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建立钢桥面铺装研究体系，初步掌握桥面铺装的使用条件 。
引进、吸收、消化国外环氧沥青铺装、浇注式沥青砼铺装等技术。
钢桥面板对防腐要求极高
钢桥面铺装特性
正交异性钢桥面板
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钢桥面铺装基本性能要求
优良的使用性能，包括安全性和行车舒适性。 优良的防锈、防水性能，保护桥面板。 优良的层间结合状态。 优良的抗疲劳开裂性能 优良的抗车辙性能。 对桥面变形有良好的追从性。 优良的抗老化能力。 优良的抗水损害能力。 重庆交通大学
粘接及防水有极大的关系； 桥面系刚度不足，铺装易产生开裂（及推移）病害； 施工控制与桥面铺装病害有关； 超载严重易导致铺装产生纵向开裂，且发生时间较早，也较严重。
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病害调查交异性钢桥面铺装受力模式独特
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钢桥面铺装的使用条件往往更加恶劣 重庆交通大学
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桥面铺装结构层位及功能
二 水泥混凝土桥桥面铺装
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二 水泥混凝土桥桥面铺装
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调查：190座混凝土桥梁桥面铺装 收集：铺装病害类型、铺装设计与施工资料 结论: 铺装病害主要表现形式：坑凼松散、车辙推拥、开裂 对桥梁结构的保护作用: 保护作用较差，结构钢筋锈蚀 引起桥面铺装破坏的主要原因： 除桥梁结构、桥梁平纵线型、交通气候原因外， (1)桥面 铺装结构及材料原因： 厚度不当；材料性能不良；层间粘接差；铺装结构渗水; (2)施工控制的原因： 界面处理不良，施工各环节控制不当.
重庆交通大学《路基路面工程》课程设计计算说明书
挡土墙设计一、路线范围本设计为 K5+150～K5+285 路段的挡土墙设计。
二、水文地质资料本路段为山岭重丘区二级公路改建工程，路基宽12米，中桩在原有旧路附近，地表为1-2米亚粘土覆盖层，其下为砂页互岩。
设计荷载：汽-20 ，挂-100.三、平曲线要素1JD ：（K4+）=h L 35 m =R 56 m =θ 83º38'59" (左)=-=232402R L L q h h m =+∆+=q Tan R R T 2)(θ m =+=h L R L θπ180m =-∆+=R R R E 2sec )(θm=-=∆342268824RL R L R hh m =-=L T J 2 m =-=h y L L L 2 m桩号+=-=4K T JD ZH 桩号+=+=4K L ZH HY h 桩号+=+=4K L HY YH y 桩号+=+=4K L YH HZ h 桩号+=-=42K L HZ QZ 桩号+=+=42K JQZ JD 2JD ：（K5+）=h L 35 m =R 65 m =θ 62º10'10" （右）=-=232402R L L q hh m=+∆+=q Tan R R T 2)(θ m=+=h L R L θπ180 m =-∆+=R R R E 2sec )(θm=-=∆342268824R L R L R hh m =-=L T J 2 m =-=h y L L L 2 m桩号+=-=4K T JD ZH 桩号+=+=5K L ZH HY h 桩号+=+=5K L HY YH y 桩号+=+=5K L YH HZ h 桩号+=-=52K L HZ QZ 桩号+=+=52K JQZ JD 3JD ：（K5+）=h L 35 m =R 60 m =θ 87º30'15" （右）=-=232402R L L q hh m =+∆+=q Tan R R T 2)(θ m =+=h L R L θπ180 m =-∆+=R R R E 2sec )(θm=-=∆342268824R L R L R hh m =-=L T J 2 m =-=h y L L L 2 m桩号+=-=5K T JD ZH 桩号+=+=5K L ZH HY h 桩号+=+=5K L HY YH y 桩号+=+=5K L YH HZ h 桩号+=-=52K L HZ QZ 桩号+=+=52K JQZ JD 4JD ：（K5+） =h L 35 m =R 61 m =θ 83º41'39" （左）=-=232402R L L q hh m =+∆+=q Tan R R T 2)(θ m =+=h L R L θπ180m =-∆+=R R R E 2sec )(θm=-=∆342268824R L R L R hh m =-=L T J 2 m=-=h y L L L 2 m桩号+=-=5K T JD ZH 桩号+=+=5K L ZH HY h 桩号+=+=5K L HY YH y 桩号+=+=5K L YH HZ h 桩号+=-=52K L HZ QZ 桩号+=+=52K JQZ JD 四、竖曲线要素%.%..i 078010050455335851476076477=⨯--=因该段纵坡太小，故只设置变坡点，不设置竖曲线。
沥青和沥青混合料课程设计概要
《沥青与沥青混合料》课程设计学校：重庆交通大学学院：土木建筑学院专业：2012级材料科学与工程班级：1班学号：631201030102姓名：黄峰指导老师：黄维蓉赵可目录1. 引言 (1)2. 国内外研究现状 (1)2.1 柔性基层路面 (1)2.2 国外研究状况 (1)2.3 国内研究现状 (2)2.4 目的及意义 (3)3. 设计内容 (3)4. 实施方案及结果 (3)4.1 原材料的选择及检测结果 (4)4.1.1 胶结材料 (4)4.1.2 集料 (4)4.2 确定矿料级配 (5)4.2.1集料密度 (5)4.2.2级配 (6)4.3大马歇尔方法 (7)4.4 GTM设计方法 (8)4.4.1 GTM压实原理 (8)4.4.2 GTM试验机的参数 (8)4.4.3 GTM沥青混合料配合比设计技术要求 (11)4.4.4 GTM法确定最佳油石比 (11)4.4.5 GTM法下的高温稳定性 (10)5.实验结果分析及结论 (11)5.1 油石比及参数指标比较 (11)5.2 分析 (11)5.3 结论 (12)6. 参考文献 (12)ATB-25不同设计方法下的高温稳定性的比较1.引言在国内，由于经济基础及技术基础的特点所限，长期以来，各级公路大多是用半刚性材料修筑路面基层和底基层。
据统计，我国沥青路面结构在高速公路路面结构中占据了主导地位，建成的高速公路路面约75％采用了沥青混凝土路面，而90％以上的高等级公路沥青路面的基层均采用了半刚性材料，半刚性基层沥青路面是我国目前高等级公路沥青路面的主要结构类型。
随着国民经济的发展，在高等级公路交通量、超载、重载的增加，半刚性基层沥青路面的早期破坏日益突出。
其病害主要表现为以下几方面【1】：（1）半刚性基层收缩开裂，引起沥青路面裂缝；（2）水分沿裂缝下渗、给水，在车辆荷载作用下，导致唧浆、面层松散等水损害。
（3）半刚性基层与沥青面层之间结合薄弱，在行车荷载作用下，结合面上产生较大的剪应力，致使面层沿界面滑移，形成流动性车辙。
道路建筑材料
细集料 fine aggregate 在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人 工砂及石屑。 在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于5mm的天然砂、人工砂。
混凝土结构等的组成材料，木材主要用于拱架、模板
二、道路与桥梁常用建筑材料的作 用和应具备的性质：
1）力学性质： 2）物理性质： 3）化学性质： 4）工艺性质 ：
三、道路与桥梁常用建筑材料的 一般检测方法和技术标准：
可采用试验室内原材料性能检定、试验室内模拟结构 检定及室外现场修筑试验性结构物检定等方法。
较好
粉煤碳硅 酸盐水泥
慢 低 低 差 较差 较小
较好
水泥试验
一、适用范围和试样准备方法 （一）适用范围 （二）试样准备方法 二、标准稠度用水量试验 三、凝结时间试验 四、安定性试验 五、强度试验方法
普通水泥混凝土
一、定义 二、分类
混凝土的分类（一）
各类方法
水泥类
石灰类
无
机
胶
按
结 料
胶
结
料
分
类
石膏类 硫磺
以及经常受高水压的工程；
度要求高的
抗水性较好；
2．耐冻性较差；
2．大体积混凝土工程；
工程；
2．耐热性好； 3．干缩性大，有泌水现象
3．蒸汽养护的工程；
2．低温环境
3．水化热低；
4．受热工程；
中施工而无
矿 渣 水 泥
4．在蒸汽养护中 强度发展较快； 5．在潮湿环境中 后期强度增进率 较大