道路建筑材料（王福军）

进入21世纪以来,我国城镇建筑、道路交通等领域快速发展,对道路建筑材料的性能及施工应用提出了新的要求与挑战。传统道路建筑材料虽在基础工程中广泛应用,但难以满足快速发展的基础建设对高标准工程的要求。在当代工程建设中,水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土、沥青和沥青混凝土虽是不可替代的结构材料,但新型合金材料、有机材料、新型土工合成材料、化学材料及各种复合材料等已占有相当重要的地位。为此,了解道路建筑材料的基本原理、基本知识和新型工程材料及施工技术标准,把握工程材料发展趋势显得尤为重要。

道路建筑材料课程是土木工程、交通工程、桥梁隧道、工程管理、地质测绘、地下空间、城市规划、材料科学与工程等各专业必修的一门专业基础课程。通过学习本教材,可使学生了解和掌握道路建筑材料的知识、原理、材料技术标准、施工规范,为后续专业课程及课程设计、毕业设计等教学环节打下坚实基础。

本教材依据本科教育对人才培养目标、规格定位,以及与之相适应的知识、能力、素质要求进行编写,教材中所阐述的内容反映了建筑工程领域的前沿知识。教材详细阐述了道路建筑材料及其制品的技术性能,剖析了化学组成、结构、性能、应用之间的内在联系,技术质量要求和试验方法体现了全新国家标准或技术规范。书中每章明确三维目标,即知识目标、能力目标、情感目标;着重指出本章重点、难点教学内容;并建议教法,采用案例法、模拟仿真教学法,模拟真实材料检测环境,有利于加深学生对于知识的理解与掌握。

本书是编者结合多年从事教学、科研、工程实践的经验而编写,全面讲述了道路建筑材料的相关知识。本书总体上分为七章,前六章分别讲述了砂石材料、石灰和水泥、水泥混凝土和砂浆、沥青材料、沥青混合料、建筑钢材等道路工程常用材料的基础知识,第七章以现行标准规范为依据详细列举了常用建筑材料的常规试验方法。

本书由吉林建筑大学王福军、关国英以及长春建筑学院李静瑶主编,吉林建筑大学朱会荣、罗晶及中铁十六局集团有限公司费立勇参编,由吉林建筑大学赵洪凯教授主审。其中,李静瑶编写*章、第二章,朱会荣参编;关国英编写第三章、第四章,费立勇参编;王福军编写第五章、第六章、第七章,罗晶、费立勇参编。

由于时间仓促、编者水平所限,书中不完善之处在所难免,敬请同行和读者批评指正。

编 者

2020年8月

《道路建筑材料》根据高等学校土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业及其相关专业应用型本科层次的教学要求而编写,全面讲述了有关道路建筑材料的相关知识。本书总体上共分为七章,前六章分别讲述了砂石材料、石灰和水泥、水泥混凝土和砂浆、沥青材料、沥青混合料、建筑钢材等道路工程常用材料的基础知识,第七章以现行标准规范为依据详细列举了常用建筑材料的常规试验方法。

《道路建筑材料》可供高等学校土木工程、道路桥梁与渡河工程、交通工程、工程管理、地下空间、材料科学与工程、地质测绘等专业的本科生作为教材使用,还可供相关专业工程技术人员参考阅读。

王福军，吉林建筑大学材料学院，副教授，1988年6月毕业于武汉工业大学无机非金属材料与工程专业。参加工作以来，一直担任土工程材料和道路建筑材料的授课任务，有着丰富的实践教学经验。

绪论 1

一、道路建筑材料在道路工程中的重要性 1

二、道路建筑材料的未来发展方向 1

三、道路材料的分类和本课程研究的内容 2

四、材料的组成与技术性质的关系 3

五、道路材料应具备的技术性质 3

六、道路材料质量评价和技术标准 4

七、本课程的地位及其学习方法 4

本章小结 5

复习思考题 5

*章　砂石材料 6

*节 砂石材料的技术性质 6

一、砂石材料的岩石学特征 7

二、岩石的技术性质 9

三、集料的技术性质 14

第二节 矿质混合料的组成设计 19

一、矿质混合料的级配理论 19

二、级配曲线范围的绘制 22

三、矿质混合料的组成设计方法 24

本章小结 29

复习思考题 30

习题 30

第二章　石灰和水泥 32

*节 石灰 33

一、石灰的消化和硬化 33

二、石灰的技术要求和技术标准 34

三、石灰及其制品的技术性质 37

四、石灰的应用和储存 37

第二节 硅酸盐水泥 38

一、概述 38

二、硅酸盐水泥矿物组成及特性 39

三、硅酸盐水泥的凝结硬化理论 41

四、硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 43

五、硅酸盐水泥石的腐蚀与防止 47

第三节 掺混合材料水泥 48

一、混合材料的品种及性质 48

二、普通硅酸盐水泥 49

三、掺混合材料水泥 50

第四节 常用水泥的选用与贮存 53

一、水泥的选用 53

二、水泥的验收 54

三、水泥的运输及贮存 54

第五节 其他品种水泥 54

一、道路硅酸盐水泥 54

二、快硬硅酸盐水泥 55

三、膨胀水泥及自应力水泥 56

本章小结 57

复习思考题 58

习题 59

第三章　水泥混凝土和砂浆 60

*节 普通水泥混凝土 61

一、普通水泥混凝土的组成材料 61

二、普通水泥混凝土的技术性质 71

三、普通水泥混凝土以抗压强度为指标的配合比设计 83

四、路面水泥混凝土配合比设计 93

五、普通水泥混凝土的质量控制 97

第二节 其他功能混凝土 99

一、高强混凝土 99

二、流态混凝土 101

三、纤维增强混凝土 102

四、碾压式水泥混凝土 103

五、仿生裂缝自愈合混凝土 104

第三节 建筑砂浆 107

一、砌筑砂浆 107

二、抹面砂浆 113

三、防水砂浆 115

本章小结 115

复习思考题 116

习题 116

第四章　沥青材料 119

*节 石油沥青 120

一、石油沥青的生产和分类 120

二、石油沥青的化学组成和结构 122

三、石油沥青的技术性质 125

四、石油沥青的技术要求 136

五、改性石油沥青 139

第二节 煤沥青 142

一、煤沥青的化学组成和结构特点 142

二、煤沥青的技术性质与技术标准 144

三、煤沥青与石油沥青的鉴别 145

笫三节 乳化沥青 146

一、乳化沥青的组成材料 146

二、乳化沥青的形成机理与分裂机理 148

三、乳化沥青的制备 150

四、乳化沥青的技术标准 151

本章小结 152

复习思考题 153

第五章　沥青混合料 155

*节 概述 155

一、沥青混合料的定义 156

二、沥青混合料的分类 156

第二节 热拌沥青混合料 157

一、沥青混合料的组成结构和强度理论 157

二、沥青混合料的组成材料 160

三、沥青混合料的技术性质和技术标准 164

四、沥青混合料配合比设计 170

第三节 其他沥青混合料 182

一、冷拌沥青混合料 182

二、煤沥青混合料 185

三、桥面铺装材料 186

四、水泥混凝土路面接缝材料——沥青胶黏剂 186

五、多孔隙沥青混凝土表面层 187

六、多碎石沥青混凝土 188

七、再生沥青混合料 188

八、其他新型沥青混合料简介 189

本章小结 190

复习思考题 191

习题 191

第六章　建筑钢材 193

*节 钢材的分类及技术性能 194

一、钢材的分类 194

二、建筑钢材的技术性质 195

第二节 化学成分对钢材技术性能的影响 198

第三节 桥梁结构钢的技术要求 199

第四节 桥梁结构用钢材 201

一、碳素结构钢 201

二、优质碳素结构钢 203

三、低合金结构钢 204

四、钢筋混凝土和预应力混凝土用钢筋和钢丝 205

本章小结 214

复习思考题 214

习题 215

第七章　道路建筑材料试验 216

试验一 砂石常规试验 216

一、岩石的密度、毛体积密度试验 216

二、岩石单轴抗压强度试验 219

三、粗集料及集料混合料筛分试验 221

四、粗集料密度及吸水率试验(网篮法) 224

五、粗集料堆积密度及空隙率试验 226

六、粗集料压碎值试验 228

七、粗集料磨耗试验(洛杉矶法) 229

八、细集料筛分试验 231

九、细集料表观密度试验(容量瓶法) 233

十、细集料堆积密度及紧装密度试验 234

十一、细集料泥块含量、有机质含量、云母含量试验 236

试验二 水泥常规试验 238

一、水泥细度检验方法 238

二、水泥标准稠度、凝结时间、安定性检验方法 240

三、水泥胶砂强度检验方法(ISO法) 243

试验三 水泥混凝土试验 246

一、水泥混凝土拌和物的拌和与现场取样方法 246

二、水泥混凝土拌和物稠度试验(坍落度法) 248

三、水泥混凝土立方体抗压强度试验 249

四、水泥混凝土抗弯拉强度试验 251

试验四 沥青试验 252

一、沥青试验概述 252

二、沥青针入度、延度、软化点试验 255

三、沥青与粗集料的黏附性试验 260

参考文献 263

1《道路建筑材料》根据高等学校土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业及其相关专业应用型本科层次的教学要求而编写，全面讲述了有关道路建筑材料的相关知识。

2《道路建筑材料》详细阐述了道路建筑材料及其制品的技术性能，剖析了化学组成、结构、性能、应用之间的内在联系，技术质量要求和试验方法体现了现行国家标准或技术规范。

3《道路建筑材料》结合编者多年从事教学、科研、工程实践而编写，全面讲述了有关道路建筑材料的相关知识。编写团队在建筑材料相关方面的研究和工程实践经验丰富。