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沥青混合料用粗集料质量技术要求
指 石料压碎值 洛杉矶磨耗损失 表观相对密度 吸水率 坚固性 标 单位 ％ ％ t/m3 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ 高速公路及一级公路 表面层 26 28 2.60 2.0 12 15 12 18 1 3 其他层次 28 30 2.50 3.0 12 18 15 20 1 5
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绪论
道路工程材料的主要类型
主要研究内容和研究方法
学习要求
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一、道路工程材料的主要类型
• 桥梁工程结构用材料 • 构造物用材料 • 道路工程结构（面层、基层、垫层）用材料
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路基路面结构示意图
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道路路表
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沥青路面的结构层次
我国 路面 面层 上面层 中面层 下面层 基层 底基层 垫层 路基 路基 国外 磨耗层 面层 路面 联结层 基层 底基层 路基改善层 路基 填土或天然土
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路面加速加载试验（APT）
APT－Accelerated Pavement Testing
即（足尺）路面加速加载试验，是指：将可控 制的轮载在大于或等于规范限定的极限标准下， 施加到实际的多层路面结构，在可控的、加速 的变形累积条件下的路面响应和路面使用性能 变化的试验。
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加速加载试验APT 试验场地：
3. 材料组成设计
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1. 道路工程材料的组成与结构
物质的微观组成与结构决定了其宏观性能 道路工程材料所具有的各项性能取决于材料的组分、 结构与构造等因素。
材料组成对性能的影响 • 钢材（元素）：加入铬、镍可以提高防锈能力 • 岩石（矿物）：花岗岩主要成分为石英、长石
石灰岩主要成分为方解石
• 沥青（元素）：主要由碳氢元素组成 • 水泥（矿物）：提高硅酸三钙含量，硬化速度、强度提高
室内环道、直道或结构试槽 室外足尺试验场
试验移动设备
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室内直道或环道
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室内结构试槽
APT——Asphalt pavement tester
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室内结构试槽
丹麦室内小型直道试验系统
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美国室外试验地理位置分布
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WesTrack
44
WesTrack
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MnRoad(2/2)
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MnRoad
表4.8.2
其他等级 公路 30 35 2.45 3.0 － 20 － － 1 5 试验方法 T 0316 T 0317 T 0304 T 0304 T 0314
不大于 不大于 不小于 不大于 不大于
针片状颗粒含量（混合料）不大于 其中粒径大于9.5mm 不大于 其中粒径小于9.5mm 不大于 水洗法<0.075mm颗粒含量 不大于 软石含量 不大于
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本课程的主要内容和教学安排
总学时：34学时 理论课：26学时 石料与集料（4） 沥青材料（聚合物）（5~6) 沥青混合料（5~6) 水泥（2） 水泥混凝土（2~3） 无机结合料稳定混合料（2~3） 复习（2） 实验课：6学时
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教材的主要内容



三、性能检测与技术标准
1. 材料性能检测

实验室材料性能测定：原材料、混合料图
实验室模拟结构物的性能测定：小尺寸模拟图
足尺结构的性能测定：加速加载试验图
试验路
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2. 技术标准
规定内容：技术性质、质量规格、测试方法 依据：材料的性能研究、生产、设计和施工 标准： 标准： 中国 — 国家标准、行业标准、地方标准、企业标准 ① 国家标准：代号 GB（如GB 50092－96） ② 行业标准：如交通部颁标准，代号 美国 — ASTM 美国材料试验学会标准 JTJ、JTG ③ 企业标准：代号QB AASHTO 美国各州公路与运输工作者协会标准 ④ 国际上较有影响的技术标准： 国际标准 英国— BS标准 ISO 美国材料试验学会标准 ASTM（AASHTO） 日本— JIS标准 日本工业标准 JIS 英国标准BS
（2）20世纪60～70年代 渣油路面
随着大庆油田的开发，道路渣油这种不合格的沥青 材料登上了历史舞台。在这个阶段，渣油表处加石灰土 基层成了最主要的路面结构。
（3）20世纪70年代
普通（低等级）路面
随着胜利油田923原油和孤岛原油的开发，使胜利炼 油厂开始生产符合一定规格的沥青。这种沥青中蜡含量很 高，质量很差。胜利沥青铺筑到天安门广场四周道路上， 获得优质产品银奖。与此同时，沥青碎石结构、贯入式路 面或上拌下贯式沥青路面得到了发展，基层的石灰土已经 考虑掺加了碎石，成为这个时期公路干线的主要形式。 （4）20世纪80年代后期 高速公路沥青路面
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3. 道路工程材料的设计
根据道路交通量、车辆特征、结构类型、气候条件 等实际需要，设计各种道路工程材料组成、配比、 生产及施工工艺。
•交通量大 •重载集装箱车辆
SMA沥青混凝土 浇注式混凝土 防水层 混凝土桥面
•桥面铺装
•海洋气候
东海大桥
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沥青混合料设计工作流程
1. 粗、细集料
原材料选择
1. 组配设计
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石料
砂 岩 石 灰 岩
辉 绿 岩
花 岗 岩
方解石
—影响粘附性的矿物成分
2. 基本技术性质
基本物理性能：常用的物理指标为物理常数 （密度、空隙率、孔隙率）与吸水率等。 基本力学性能：强度、变形、磨耗率、压碎值等 路用性能：温度稳定性、抗裂性、抗滑性等 耐久性：道路工程材料在行车荷载及自然因素的作用 下，其使用性能将发生衰减。 工艺性：工艺性是指材料适合于按一定工艺要求加工 的性能。工艺性是选择材料和确定设计参数时必须考 虑的重要因素。
Texas Mobile Load Simulator
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FHWA ALF
51
中国交通部公路科学研究所
美国联邦公路局TFRC公路研究中心
澳大利亚道路研究所
美国路易斯安那公路研究中心
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加速加载试验系统
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2. 油石比确定 3. 路用性能检验
2. 填充料 3. 沥青
目标配合比设计
1. 拌和楼调试
生产配合比设计
1. 拌和楼工艺 2. 现场工艺 3. 质量检测
2. 油石比确定
试验段铺设验证 正常施工
材料结构对性能的影响
• 微观结构（纳米级）：原子、分子、离子等在空间的 分布情况。 • 亚微观结构（微米级）：细观结构，岩石的矿物组织， 金属的晶体颗粒等。 • 宏观结构（毫米级）：肉眼、放大镜可以观测的结构
以我国高速公路建设为契机，我国进入了高等级公路 建设的新时期。交通部制定了“重交通道路沥青标准”， 开始大量进口国外高质量沥青。石化部门也开始研制生产 重交通沥青。沥青混凝土路面成为高等级公路路面主要结 构形式，基层也采用了水泥、石灰稳定碎石等形式。
二、道路工程材料的研究内容
1. 基本组成与结构 2. 基本技术性质
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
石料与集料 沥青材料 沥青混合料 水泥与石灰 水泥混凝土与砂浆 无机结合料稳定类混合料
建筑钢材 工程聚合物
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实验课安排

砂石材料 沥青材料 沥青混合料
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我国高速公路里程增长情况
60000 50000 40000 • 2007 年底，我国公路总里程为358.37km，高速公路建
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室外足尺加速试验设备


Heavy Vehicle Simulator FHWA ALF NCAT TEST TRACK MnRoad WesTrack Texas Mobile Load Simulator
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南非 Heavy Vehicle Simulator(HVS)
49
42
40
38
36
T 0321
5 4
4 4
4 3
3 3 T 0616 T 0663
《道路工程材料》学习方法
《道路工程材料》是一门专业基础课，它一方面 为学习其他专业课程提供必要的基础知识，另一 方面为在实际工程中解决道路材料的相关问题提 供一定的基本理论知识和基本试验技能。 （1）重点掌握和理解概念性问题 （2）与实际工程相结合 （3）试验环节
成里程 5.36万km，东部地区已初具高速公路网。等级 20000
10000 公路254km ，农村公路达到313.44万公里。 0
30000
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
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室内材料试验
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室内材料试验
35
室内材料试验
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室内小型模拟试验
道路工程材料的主要原材料
⑴ 砂石材料 轧制碎石、天然砂砾石 工业冶金矿渣（如煤渣、高炉渣和钢渣等） 胶结料类 水泥、石灰、沥青 工程聚合物（塑料、橡胶） 建筑钢材 钢材与钢筋
8
⑵
⑶
道路工程材料的主要混合料
⑷ 沥青混合料 由沥青、砂石材料等组成
⑸ 水泥混凝土
由水泥、砂石材料等组成
⑹ 半刚性材料
由少量水泥、石灰（粉煤灰）等组成
道路工程材料
交通运输工程学院 李立寒 杨群 嘉定校区办公室：625室 Email:lhli@
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学习《道路工程材料》目的与意义
道路材料是道路工程建设的物质基础。 道路材料费用在整个道路工程的造价中占很大比重， 一般为40～70％。 道路材料的性能在很大的程度上决定了道路工程的 使用性能和耐久性。 道路建筑材料的种类决定了道路路面结构组合设计 以及施工工艺。 随着高等级公路建设的快速发展，需要各种高性能 的道路材料。