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--膨脹土路基處理 一問題的提出膨脹土是指粘粒成份主要由強條水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。在我省陜南地區(qū)分布較為廣泛。在XX生物科技工業(yè)園區(qū)道路施工圖設(shè)計中，通過對該地區(qū)進展地質(zhì)勘測，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)出露的地層主要為膨脹土，該土具有吸水膨脹.失水收縮并往復(fù)變形的性質(zhì)，對路基的破壞作用不可低估，并且構(gòu)成的破壞是不易修復(fù)的。為了保證道路在較長時間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度，到達平安.舒適行車的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。所以，膨脹土的處理是本工程的重要課題。二膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)分析膨脹土按粘土礦物分類，可以歸納為兩大類：一類以蒙脫石為主，另一類以伊力土和高嶺土為主。蒙脫石粘土在含水量增加時出現(xiàn)膨脹，而伊力土和高嶺土那么發(fā)生有限的膨脹，引起膨脹土發(fā)生變化的條件，分析概述如下：1．含水量膨脹土具有很高的膨脹潛勢，這與它含水量的大小及變化有關(guān)。如果其含水量保持不變，那么不會有體積變化。在工程施工中，建造在含水量保持不變的粘土上的構(gòu)造物不會遭受由膨脹而引起的破壞。當粘土的含水量發(fā)生變化，立即就會產(chǎn)生垂直和水平兩個方向的體積膨脹。含水量的輕微變化，僅1%∽2%的量值，就足以引起有害的膨脹。在XX地區(qū)，膨脹土對人們的危害較大，建造在膨脹土上的地板，在雨季降臨時，土中含水量增加引起的地板翹起開裂屢見不鮮。一般來講，很干的粘土表示有危險。這類粘土能吸收很多的水，其結(jié)果是對構(gòu)造物發(fā)生破壞性膨脹。反之，比擬潮濕的粘土，由于大局部膨脹已經(jīng)完成，進一步膨脹將不會很大。但應(yīng)注意的是，潮濕的粘土，在水位下降或其它的條件變化時，可能變干，顯示的收縮性也不可低估。2．干容重粘土的干容重與其天然含水量是息息相關(guān)的，干容重是膨脹土的另一重要指標。γ=18.0KN/m3的粘土，通常顯示很高的膨脹潛勢。在XX地區(qū)，人們對這種土的評語是“硬的象石頭〞。這說明著粘土將不可防止地出現(xiàn)膨脹問題。3．力學(xué)性質(zhì)在工程地質(zhì)中，這種粘土的膨脹現(xiàn)象很普遍，我們通過土工實驗，得出粘土的力學(xué)指標，以供土質(zhì)力學(xué)上的計算。通常對膨脹土的力學(xué)分析，主要是對其膨脹潛勢和膨脹壓力的研究后得出的。-.word.zl-
1--Ⅰ.膨脹潛勢膨脹潛勢：簡單的講，就是在室內(nèi)按AASHO標準壓密實驗，把試樣在最正確含水量時壓密到最大容重后，使有側(cè)限的試樣在一定的附加荷載下，浸水后測定的膨脹百分率。膨脹率可以用來預(yù)測構(gòu)造物的最大潛在的膨脹量。膨脹量的大小主要取決于環(huán)境條件，如潤濕程度.潤濕的持續(xù)時間和水分的轉(zhuǎn)移方式等。因此，在工程施工中，改造膨脹土周圍的環(huán)境條件，是解決膨脹土工程問題的一個出發(fā)點。Ⅱ.膨脹力膨脹力，也就是膨脹壓力。通俗的講，就是試樣膨脹到最大限度以后，再加荷載直到回復(fù)到其初始體積為止所需的壓力。對某種給定的粘土來說，其膨脹壓力是常數(shù)，它僅隨干容重而變化。因此，膨脹力可以方便的用作衡量粘土的膨脹特性的一種尺度。對于未擾動的粘土來講，干容重是土的原位特征。所以在原位干容重時土的膨脹壓力可以直接用來論述膨脹特性。4．土工實驗為了全面的了解膨脹土的物理及力學(xué)特性，指導(dǎo)XX生物科技工業(yè)園區(qū)道路路基的施工設(shè)計，特對該地區(qū)進展了地質(zhì)勘察，并進展了一系列土工實驗。從實驗的數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)含水量.干容重等外部及內(nèi)部因素對膨脹土所產(chǎn)生的力學(xué)變化。以下土工實驗由中國有色金屬工業(yè)XX勘察設(shè)計研究院完成.土工實驗報告表一試驗編號土樣編號鉆孔取土深度〔m〕含水量ω%天然容重γKN/m3干容重γKN/m孔隙比e孔隙度n%塑性指數(shù)Ip%液性指數(shù)IL壓縮系數(shù)aMpa壓縮模量EMpa383Ⅰ?11.025.719.415.50.73942.517.70.040.1511.8384Ⅰ?22.029.018.114.00.92147.917.50.250.434.5385Ⅰ?33.023.819.015.40.74642.817.5<00.208.9386Ⅰ?44.326.118.614.80.81845.018.10.030.1314.3387Ⅰ?56.025.619.115.20.76543.318.10.010.266.9388Ⅰ?68.021.520.416.80.60137.516.9<00.0917.4土工實驗報告表二試驗編號土樣編號鉆孔取土深度〔m〕各級壓力下的膨脹率δe0δe50δe100δe200%自由膨脹率δef%膨脹力PeKpa收縮系數(shù)λn-.word.zl-
2--383Ⅰ?11.0-0.78-0.090.571.5464560.48384Ⅰ?22.0-0.271.272.053.335680.46385Ⅰ?33.0-2.960.000.581.0046500.35386Ⅰ?44.3-10.80?5.80?3.01?0.42702180.37387Ⅰ?56.0-2.150.671.251.7869310.47388Ⅰ?68.0-3.90-0.670.100.6063940.49綜上所述，膨脹土的變化除了土的膨脹與收縮特性這兩個內(nèi)在的因素外，壓力與含水量的變化那么是兩個非常重要的外在因素。準確地了解膨脹土的特性及變化的條件，就有可能估計到建造在這個地基上的路基及構(gòu)造物將會產(chǎn)生怎樣的變形，從而采取相應(yīng)的地基處理措施。三膨脹土路基處理在對XX生物科技工業(yè)園區(qū)的道路工程設(shè)計中，針對膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)，根據(jù)地質(zhì)勘測的詳實報告及有關(guān)處理膨脹土的經(jīng)歷，設(shè)計中采用了綜合處理的思想，并進展了針對性的研究，提出如下措施：〔1〕填高缺乏1米的路堤，必須換填非膨脹土，并按規(guī)定壓實?！?〕使用膨脹土作填料時，為增加其穩(wěn)定性，采用石灰處治，石灰劑量X圍10%∽12%，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳?！?〕路堤兩邊邊坡局部及路堤頂面要用非膨脹土作封層，必要時須鋪一層土工布，從而形成包心填方。〔4〕路塹邊坡不要一次挖到設(shè)計線，沿邊坡予留厚度30∽50cm一層，待路塹挖完后，再削去予留局部，并以漿砌花格網(wǎng)護坡封閉?！?〕路堤與路塹分界處，即填挖交界處，兩者土內(nèi)的含水量不一定一樣，原有的密實度也不禁一樣，壓實時應(yīng)使其壓實的均勻.嚴密，防止發(fā)生不均勻沉陷。因此，填挖交界處2米X圍內(nèi)的挖方地基外表上的土應(yīng)挖成臺階，翻松，并檢查其含水量是否與填土含水量相近，同時采用適宜的壓實機具，將其壓實到規(guī)定的壓實度?！?〕施工時應(yīng)避開雨季作業(yè)，加強現(xiàn)場排水。路基開挖后各道工序要嚴密銜接，連續(xù)施工，時間不宜間隔太久。路堤.路塹邊坡按設(shè)計修整后，應(yīng)立即漿砌護墻.護坡，防止雨水直接侵蝕?！?〕膨脹土地區(qū)路床的強度及壓實標準應(yīng)嚴格遵守國家有關(guān)規(guī)定.規(guī)X。四結(jié)束語-.word.zl-
3--膨脹土是影響道路及其它構(gòu)造物建立的一種特殊土質(zhì)，在實際工程中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理.力學(xué)性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，從而通過改變土的力學(xué)性質(zhì)到達處理的目的。一個工程有其自身的特點及建立條件，在XX生物科技工業(yè)園區(qū)道路設(shè)計中，處理膨脹土的措施正在施工中應(yīng)用，有的措施已顯示出良好效果，有些對其成效尚需進一步實踐證明。參考文獻：〔1〕?XX生物科技工業(yè)園區(qū)道路施工圖?〔XX省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院〕〔2〕?膨脹土上的根底?陳孚華著〔3〕?巖土工程勘察報告書?(中國有色金屬工業(yè)XX勘察設(shè)計研究院)-bennygg20082004年12月4日,星期六15:02 回復(fù)〔3〕| 引用〔0〕半剛性基層瀝青路面典型構(gòu)造設(shè)計黃 曉 明【東南大學(xué)交通學(xué)院 XX210018】摘要：通過對XX、XX、XX三省高等級公路假設(shè)干線段及滬寧高速公路XX試驗段的調(diào)查、測試和分析，提出了高等級公路半剛性基層瀝青路面典型構(gòu)造圖式及其考前須知，對半剛性基層瀝青路面的構(gòu)造設(shè)計具有較好的參考價值。?關(guān)鍵詞：半剛性 基層 瀝青路面 構(gòu)造設(shè)計1 概述??-.word.zl-
4-- 我國90%以上的高等級公路瀝青路面基層和底基層采用半剛性材料。半剛性基層瀝青路面已經(jīng)成為我國高等級公路瀝青路面的主要構(gòu)造類型。? 在七?五期間，國家組織開展了“高等級公路半剛性基層、重交通道路瀝青面層和抗滑表層的研究〞的研究工作，對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，瀝青面層的開裂機理、車轍和疲勞、抗滑表層設(shè)計和應(yīng)用、半剛性基層材料的強度特性和收縮特性，組成設(shè)計要求等進展了深入的研究工作，提出了較為完整的研究報告，為高等級公路半剛性基層瀝青路面的設(shè)計和施工提供了理論依據(jù)和技術(shù)保證。? 由于現(xiàn)行的?柔性路面設(shè)計規(guī)X?公布于1986年，隨著國家對交通運輸業(yè)的日益重視和人們筑路經(jīng)歷的不斷提高，一致認為1986年版的?柔性路面設(shè)計規(guī)X?已不能滿足高等級公路半剛性基層瀝青路面的需要。由于對半剛性基層認識缺乏，使得設(shè)計結(jié)果具有一定的盲目性，設(shè)計結(jié)果要么過分保守，要么因路面構(gòu)造設(shè)計不當而產(chǎn)生早期破壞，造成很大的經(jīng)濟損失。因此，如何利用七?五國家攻關(guān)工程取得的成果，結(jié)合近十年來半剛性基層瀝青路面的設(shè)計和施工經(jīng)歷，根據(jù)實際使用效果，提出適合本地區(qū)特點的路面構(gòu)造，對路面構(gòu)造設(shè)計方法的更新和路面實際使用效果的改善具有重要的意義。根據(jù)XX、XX、XX高等級公路的實際，XX在XX、XX、XX、XX、XX共計4線10段進展調(diào)查，XX在XX、馬XX、XX三市調(diào)查了3線8段，XX在XX和XX調(diào)查了2線5段共計9線23段。調(diào)查的路面構(gòu)造具有一定的典型性。??2 國內(nèi)外研究概況??2.1 國外國道主干線基層的構(gòu)造特點 國外國道主干線基層構(gòu)造有以下特點：? (1)多數(shù)采用結(jié)合料穩(wěn)定的粒料(包括各種細粒土和中粒土)及穩(wěn)定細粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基層，有的國家只用作路基改善層。法國和西班牙在重交通的高速公路上，要求路面底基層也用結(jié)合料處治材料。? (2)使用最廣泛的結(jié)合料是水泥和瀝青，石灰使用得較少。此外，還使用當?shù)氐牡突钚月牧虾凸I(yè)廢渣，如粉煤灰、粒狀礦渣等。? (3)有的國家用瀝青穩(wěn)定碎石做基層的上層，而且用瀝青做結(jié)合料的構(gòu)造層的總厚度(面層+基層的上層)常大于20cm。? 經(jīng)過幾十年的總結(jié)，國外在半剛性基層瀝青路面構(gòu)造組合上雖有所改良，但半剛性材料仍是常采用的基層和底基層材料。?2.2 國外典型構(gòu)造例如? 國外瀝青路面構(gòu)造設(shè)計方法經(jīng)過幾十年的完善，已經(jīng)提出了比擬成熟的設(shè)計方法，并且許多國家提出了典型構(gòu)造設(shè)計方法，表1給出了法國典型構(gòu)造一個X例。?表1?土的等級交通等級PF1PF2PF3To(750-2000)7BB+7BB+25GC+25GC7BB+7BB+25GC+20GC7BB+7BB+25GC+25GCT1(300-750)8BB+25GC+25GC8BB+25GC+20GC8BB+20GC+20GCT2(150-300)6BB+25GC+22GC6BB+22GC+20GC6BB+20GC+18GCT3(50-150)6BB+22GC+20GC6BB+18GC+18GC6BB+15GC+15GC-.word.zl-
5-- 注：(1)交通等級欄下括號內(nèi)的數(shù)值指一個車道上的日交通量，以載重5t以上的車計；? (2)PF1，PF2和PF3指土的種類和土基的潮濕狀態(tài)，PF1相當于一般的土基；? (3)BB指瀝青混凝土，GC指水泥粒料；?(4)表中數(shù)字單位為cm。?? 一些國家在高等級公路上實際采用過的半剛性基層瀝青路面構(gòu)造見表2。?一些國家在高等級公路上實際采用過的半剛性基層瀝青構(gòu)造表 表2國家瀝青層厚度(cm)半剛性材料層厚度(cm)備注日本20～30水泥碎石，30～20荷蘭20～26水泥碎石，40～15西德30貧混凝土，15另有防凍層英國9.5～16.9貧混凝土，15另有底基層瑞典12.5水泥粒料南非17.5水泥砂礫，30西班牙8水泥粒料當前的規(guī)定2.3 其它高速公路路面構(gòu)造??????瀝青路面典型構(gòu)造設(shè)計??????表3?道路名稱長度(km)路面構(gòu)造面層(cm)基層(cm)底基層(cm)廣佛路15.74 中粒式5 細粒式25 水泥碎石或31水泥石屑25-28水泥土沈大路37525 水泥碎石-.word.zl-
6--4 中粒式5 細粒式6 瀝青碎石京津塘142.55 中粒式6 細粒式12 瀝青碎石25 水泥碎石30 石灰土京石144 中粒式8 瀝青碎石15 二灰碎石40 石灰土濟青路15-18開級配中粒式38-40二灰碎石42 石灰土 正在建立的滬寧高速公路路面構(gòu)造如表4。?表4標段構(gòu)造層A1B4B5B7C1C4C5C2D1D6D7D9E1E5F1F6F7G1G2G4G5G6面層16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC基層30LFA30LFA25LFA25LFA40LFA38LFA30LFA20LFA18LFA20LFA20LFA底基層-.word.zl-
7--30LF30LFS33LS33LFS18LF20LFS33LFS40LFS36FS40LFS40LFD注：AC-瀝青面層(4cm中粒式，6cm粗粒式，6cm中粒式)；? LFA-二灰碎石，LF-二灰，LS-石灰土；? LFS-二灰土，LFD-二灰砂。?? 國內(nèi)七?五期間修筑的主要幾條試驗路的構(gòu)造、實體工程及正在建立的一些高等級公路的構(gòu)造說明，半剛性基層是瀝青路面最主要的構(gòu)造類型，同時，不同設(shè)計人員所提出的構(gòu)造組合相差較大，甚至，對同一條路，不同設(shè)計單位設(shè)計的路面構(gòu)造相差也很大。因此，根據(jù)設(shè)計與施工經(jīng)歷提出的適應(yīng)不同地區(qū)的典型構(gòu)造具有一定的理論意義和實踐意義。??3 路面構(gòu)造調(diào)查?? 典型構(gòu)造調(diào)查要求選擇的路線及路段具有典型性，公路等級要求是二級或二級以上的半剛性基層瀝青路面，施工質(zhì)量到達一定的水平，或者由專業(yè)隊伍承當施工任務(wù)。施工質(zhì)量檢查比擬嚴格，如有相應(yīng)的試驗路段，盡可能根據(jù)當時試驗?zāi)康募霸紲y試數(shù)據(jù)進展跟蹤調(diào)查。? 選擇的調(diào)查路段使用年限應(yīng)到達三年以上，并有一定的交通量。路段應(yīng)包括不同的路基構(gòu)造(即填控情況)不同的地帶類型，不同的路面構(gòu)造(含不同材料和不同厚度)，不同的使用狀態(tài)(如完好，臨界和破壞)和不同的交通量。被選擇的路段的基層構(gòu)造應(yīng)符合?公路路面基層施工技術(shù)規(guī)X?的規(guī)定，即不是用穩(wěn)定細粒土或懸浮式石灰土粒料做的基層。路段長度在100～500m之間。為此，XX、XX和XX分別選擇320國道XX段，104國道蕭山段，206國道XX段，205國道馬XX段，合蚌路，312國道XX、XX、XX段，310國道新墟段、徐豐線進展全面的調(diào)查和測試。? 根據(jù)選擇路段的根本情況，本次典型構(gòu)造調(diào)查路段選擇具有以下特點：? (1)反映了不同地區(qū)，不同的道路修建水平；? (2)反映了不同地區(qū)，不同的路面構(gòu)造組合類型；? (3)包括了表處，貫入式等一般二級公路采用的構(gòu)造，也包括了高速公路采用的構(gòu)造；? (4)包括中間夾有級配碎石連結(jié)層的路面構(gòu)造；? (5)反映了經(jīng)濟和地區(qū)水平的差異；? (6)包括了不同地區(qū)主要使用的半剛性基層材料。?3.1 路段測試內(nèi)容及測試方法 本次路況測試主要包括：外觀、平整度、車轍、彎沉、摩擦系數(shù)及構(gòu)造深度。外觀測試是裂縫、松散、變形等破壞的定量描述；彎沉由標準黃河車(后軸重10t)及5.4m(或3.6m)彎沉儀測試；摩擦系數(shù)由擺式摩擦系數(shù)測定儀測試；構(gòu)造深度由25ml標準砂(粒徑0.15～0.3mm)攤鋪得；平整度為3m直尺每100m路段連續(xù)測10尺所得統(tǒng)計結(jié)果；車轍是3m直尺在輪跡帶上所測沉陷深度。?3.2 數(shù)據(jù)采集方法-.word.zl-
8-- (1)合理性檢驗。由于實測數(shù)據(jù)存在偶然誤差，因此，在進展誤差分析之前，須去除觀測數(shù)據(jù)中那些不合理的數(shù)據(jù)，代之以較合理的數(shù)據(jù)，進展合理性檢驗。? 實際工作中常用3σ原那么和戈氏準那么，3σ原那么較近似，戈氏準那么較合理。? (2)代表值確實定。代表值是在最不利情況下可能取得的值：X=x±as ?、攀街校害翞楸ＷC率系數(shù)； x為均值；s為標準差。? 97.7%的保證率，α取2.0；95%的保證率，α取1.645。?在后面計算中，代表值確定如下：彎沉?。黄秸?、車轍為；摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度為X= -1645S。3.3 路面使用品質(zhì)分析3.3.1平整度 根據(jù)公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)X，不的道路等級對平整度有不同的要求。但本次調(diào)查結(jié)果說明：各路段的平整度與構(gòu)造層組合與施工組織狀況有關(guān)。由于選擇路段路面構(gòu)造使用了瀝青貫入式，瀝青貫入式是一種多孔隙構(gòu)造，整體性較差，在行車荷載的重復(fù)作用下被再壓實，導(dǎo)致縱向出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。同時施工時各層縱向平整度的嚴格控制對路面外表平整度控制有十分重要的意義。?3.3.2 車轍 瀝青路面車轍是高等級公路重要病害之一。國外設(shè)計方法中AⅠ法以控制土基頂面壓應(yīng)變?yōu)橹笜?，shell設(shè)計方法那么通過分層總和法直接從瀝青面層厚度及面層材料諸方面控制車轍。我國還沒有采用車轍指標，作為設(shè)計控制值，而是通過材料動穩(wěn)定度或其它指標到達減少車轍的目的。對半剛性基層瀝青路面，由于土基頂面壓應(yīng)力較小，在重復(fù)荷載作用下土基產(chǎn)生的再壓實的剪切流動引起的。在調(diào)查路段，瀝青貫入式構(gòu)造由于其級配較差，在重復(fù)荷載作用下極易產(chǎn)生剪切流動和再壓實，同時其高溫穩(wěn)定性較差，調(diào)查路段車轍量較大。3.3.3 抗滑能力 瀝青路面抗滑性能評價方法主要是測定面層的摩擦系數(shù)和紋理(構(gòu)造)深度。瀝青面層紋理深度與礦料的抗磨能力(磨光值指標)和瀝青混合料高溫時的內(nèi)摩阻力和粘聚力有關(guān)。紋理深度到達要求必須合理選定礦料級配、瀝青材料滿足高等級道路石油瀝青技術(shù)標準。? 調(diào)查路段面層礦質(zhì)材料為石灰?guī)r，磨光值只有37左右，達不到高等級公路和大于42的要求。 面層磨擦系數(shù)普遍較小，不滿足抗滑性要求。?3.4 路面構(gòu)造強度分析 調(diào)查路段經(jīng)過兩年的彎沉及交通量實測，結(jié)果說明：不同調(diào)查路段由于承受的交通量不同，雖然路面構(gòu)造一樣，但強度系數(shù)不同。因此，只有根據(jù)強度系數(shù)才能判別路面構(gòu)造是否到達使用壽命。同時，有些路段其路面構(gòu)造組合及厚度明顯不符合設(shè)計要求或施工質(zhì)量較差，因此必須調(diào)整設(shè)計厚度及構(gòu)造組合。?3.5 滬寧高速公路XX試驗路綜合調(diào)查 滬寧高速公路XX試驗路段是本次調(diào)查唯一針對高速公路特點的路面構(gòu)造，通過近三年的運行和觀察，對高速公路設(shè)計與施工提出了許多有益的結(jié)論。? (1)半剛性基層路段彎沉在(2.13～8.25)(1/100mm)X圍，級配碎石段(X、XⅠ)彎沉為0.122mm和0.135mm-.word.zl-
9--，但在裂縫邊緣彎沉值明顯大于沒有裂縫處的彎沉，裂縫邊緣彎沉最大達20(1/100mm)。因此，在試驗路段彎沉絕對值能滿足高速公路強度要求，但必須注意裂縫對半剛性路面構(gòu)造強度影響。? (2)路面平整度根本沒有改變，并能滿足要求。? (3)1994年夏季高溫持續(xù)時間長，對瀝青路面高溫穩(wěn)定性提出了嚴峻的考驗。1994年觀測結(jié)果說明，試驗路段車轍較1993年根本沒有變化。? (4)路外表在行車碾壓作用下，行車帶滲水很小或根本不滲水。? (5)從路面構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)二方面分析，面層摩擦系數(shù)較1993年減少約(9～14)，在1993年新鋪路段，摩擦系數(shù)從65.4(LK-15A)，61.9(LH-20Ⅰ’)分別減少到35.4和32.0，減少約30。對同一級配來說，LH-20Ⅰ’玄武巖徑一年行車碾壓后的摩擦系數(shù)值比行車碾壓二年后砂巖(LH-20Ⅰ’)的摩擦系數(shù)值還要小，說明玄武巖的抗摩擦能力小于砂巖。對LK-15A加鋪層段，LK-15A段的摩擦系數(shù)LH-20Ⅰ’加鋪層路段摩擦系數(shù)大。? (6)比照英國產(chǎn)摩擦系數(shù)儀，英國產(chǎn)摩擦儀測試結(jié)果較國產(chǎn)摩擦儀增大X圍是：(16.6～23.65)平均約21.0，其回歸關(guān)系式為?f上=1.13×f東+16.9。?式中：f上為XX測試值；f東為東南大學(xué)測試值。? (7)半剛性路面裂縫較為嚴重，經(jīng)二年運行，裂縫間距寬約為70～90m，窄的約為15～25m。裂縫寬度在1～10mm之間。而在'層的開裂是面層開裂的主要原因。?3.6 調(diào)查路段綜合結(jié)論 (1)本次調(diào)查涉及高速公路構(gòu)造，一級公路、二級公路，因此，調(diào)查工作可靠，對提出典型構(gòu)造具有指導(dǎo)意義。? (2)調(diào)查路段路面構(gòu)造有許多貫入式構(gòu)造。雖然這種構(gòu)造整體穩(wěn)定性不好，但調(diào)查結(jié)果說明，由半剛性材料引起的反射裂縫也相應(yīng)減少。? (3)對高速公路路面構(gòu)造，面層厚度12～16cm，基層底基層厚度50～60cm?！?4)對一級公路路面構(gòu)造，面層厚度8～12cm，基層底基層總厚度40～55cm1。? (5)對二級公路路面構(gòu)造，面層厚度6～10cm，基層底基層厚度35～45cm。??4 土基等級劃分?? 土基是影響瀝青路面構(gòu)造承載能力、構(gòu)造層厚度和使用性能的重要因素。土基的強弱直接影響路表彎沉值的大小和瀝青路面使用壽命的長短。路面力學(xué)計算結(jié)果說明，瀝青路面的回彈彎沉值絕大局部是由土基引起的。合理劃分土基等級，保證土基施工質(zhì)量對路面彎沉控制有重要的意義。? ?柔規(guī)?規(guī)定土基必須處于中濕狀態(tài)以上，Eo的建議值根據(jù)土的相對含水量及土質(zhì)確定。實際上，土基的回彈模量(Eo)值隨土的特性、密實度、含水量、路基所處的干濕狀態(tài)以及加荷方式和受力狀態(tài)的變化而變化。土基回彈模量Eo值規(guī)定以30徑剛性承載板在不利季節(jié)測定、在現(xiàn)場測定。柔性路面設(shè)計規(guī)X中的Eo建議表，就是根據(jù)全國各地舊路上不利季節(jié)在路面完好處，分層得出E1，E0，并在土基測點中心鉆孔取土測ρd、W WP，同時用手鉆在板旁取W校正，得出80cmX圍內(nèi)的平均值，整理得出EP的建議值。該表采用6g錘的液限值，現(xiàn)改用100g-.word.zl-
10--錘測定液限。? 如果用相對含水量確定土基的回彈模量，對重型擊實標準，可將原建議值提高30%。如華東地區(qū)中濕狀態(tài)土基加強彈模量最小值23MPa。那么高等級公路路基的回彈模量最小值為23×1.3=30MPa這再一次證明土基回彈模量低限取30MPa是合理的。如果路基回彈模量最小值達不到要求，要求采取某種處治方法進展處治?！?第二種確定土基回彈模量的方法是通過壓實度和土的稠度來計算土基的回彈模量?！ ”日胀恋南鄬颗c稠度的關(guān)系曲線，當Wc=1.0，0.75和0.50時，相當于地下水對路基濕度影響有關(guān)的臨界高度的分界相對含水量W1、W2、W3，即當W?c＜0.5時，相當于過濕狀態(tài)，W?c=0.5～0.75時，相當于潮濕狀態(tài)，Wc=0.75～1.00時，相當于中濕狀態(tài)，Wc＞1.00時，相當于處于枯燥狀態(tài)。? 土基強度等級劃分結(jié)果說明：必須使土基處中濕成枯燥狀態(tài)，否那么要作適當處理。如果根據(jù)CBR確定土基回彈模量，那么第三種方法根據(jù)室內(nèi)試驗，用E0=6.~4CBR確定土基回彈模量值?！ 【C上所述，土基強度等級劃分為S1、S2、S3三個等級與各參數(shù)間相互關(guān)系見表5土基強度等級 表5土基強度等級回彈模量X圍(MPa)承載比X圍(CBR)S130～454.5～7.0S245～657.0～10.0S3＞65＞10.05 交通量等級的劃分?? 影響一條公路的交通量的因素既多又復(fù)雜，每個因素的不確定性又較大。因此，不可能較準確地知道公路開放時的平均日交通量，也不可能較可靠地確定交通組成和各自的平均年增長率。其結(jié)果是實際交通量與路面構(gòu)造設(shè)計時預(yù)估的交通量有很大差異。?5.1 高等級公路交通量取值X圍 高等級公路泛指二級汽車專用道以上的公路，二級汽車專用道第一年日平均當量次最小值一般為500，如以8%的增長率增長，15年累計作用次，對于小于該作用次數(shù)的公路將不作高等級公路處理。對高速公路而言，通行能力(混合交通)應(yīng)大于25000輛/日，標準軸次一般為6000～8000輛/日，因而，假設(shè)以5%的增長率增長，5年最大累計作用次數(shù)一般為15～1806次左右。?5.2 劃分方法及具體結(jié)果 交通等級劃分將以累計標準軸載作用次數(shù)對容許彎沉的均等影響為依據(jù)進展劃分。交通量等級劃分結(jié)果見表6。?-.word.zl-
11--交通等級劃分結(jié)果 表6等級標準T1T2T3T4累計標準軸次(次)第一年日平均當量軸次(次)＜500500～800800～1200＞1200注：第一年日平均當量軸次由標準累計作用次數(shù)計算得，設(shè)計年限取為15年，增長率取為8%， 且以單車道計。??6 典型構(gòu)造圖式??6.1 典型構(gòu)造推薦的根本原那么 結(jié)合調(diào)查路段的路面構(gòu)造和實際的使用狀況，以及國內(nèi)外半剛性基層瀝青路面實體工程設(shè)計成果，半剛性基層瀝青路面的承載能力主要依靠半剛性基層。因此承載能力改變時主要通過改變基層的厚度來實現(xiàn)。瀝青面層的厚薄主要考慮道路等級(交通量)的影響，為此，可得出半剛性基層瀝青路面典型構(gòu)造瀝青面層、基層、底基層厚度改變的根本原那么。? (1)瀝青面層總厚度控制在6～16cm。對一樣交通等級，不同的路基等級，基層(或底基層)厚度不同，不同的交通等級，一樣的土基等級改變?yōu)r青面層的厚度。? (2)基層(或底基層)厚度變化盡可能考慮施工因素，即施工作業(yè)次數(shù)最小。? (3)不同的交通等級，主要改變基層或底基層的厚度，并且綜合考慮造價因素。? (4)材料選擇應(yīng)結(jié)合華東片區(qū)實際，基層采用二灰碎石和水泥穩(wěn)定粒料，底基層那么采用石灰土和二灰土(二灰) (5)為減少面層開裂，推薦構(gòu)造提出采用級配碎石過渡層。?6.2 半剛性基層瀝青路面典型構(gòu)造 根據(jù)參數(shù)分析，推薦的根本原那么及國內(nèi)外路面構(gòu)造設(shè)計原那么，對半剛性基層瀝青路面共推薦60種典型構(gòu)造，供有關(guān)單位設(shè)計時直接選用，表7是其中之一。重交通道路瀝青路面典型構(gòu)造圖 表7?-.word.zl-
12--交通量土基強度等級T1T2T3T4S18～10AC20LFGA30LFS10～12AC20LFGA35LFS12～14AC20LFGA37LFS14～16AC20LFGA40LFSS28～10AC18LFGA30LFS10～12AC20LFGA30LFS12～14AC20LFGA32LFS14～16AC20LFGA35LFSS38～10AC20LFGA20LFS10～12AC18LFGA30LFS12～14AC18LFGA32LFS14～16AC20LFGA32LFS??? 注：AC??瀝青混凝土；LFGA??二灰碎石；LFS??二灰土。6.3構(gòu)推薦和驗算的幾點說明 典型結(jié) (1)瀝青面層厚度在8～15cm之間，這主要根據(jù)調(diào)查結(jié)果及我國道路建立的現(xiàn)狀和水平。? (2)基層和底基層的厚度充分反映了構(gòu)造的受力特性和構(gòu)造層的經(jīng)濟合理性要求?！ ?3)推薦的底基層厚度在三種驗算方法計算厚度之間，并反映了當前我國路面構(gòu)造的現(xiàn)狀和水平。? (4)基層采用二灰碎石或水泥穩(wěn)定粒料。由材料的變形特性的分析(見第8節(jié))可知，水泥穩(wěn)定粒料干縮、溫縮系數(shù)均大于二灰碎石，從減少開裂的角度以而言，建議優(yōu)先選用二灰碎石。 (5)從施工最小工序數(shù)，公路投資最小的角度，盡可能通過改變底基層厚度來滿足構(gòu)造強度要求。??7 結(jié)論?? 本課題通過對3省9線22段及滬寧高速公路XX試驗段(11000m-.word.zl-
13--)的調(diào)查、測試、分析和總結(jié)，提出高等級公路半剛性基層瀝青路面典型圖及其它考前須知。主要結(jié)論如下：? (1)詳細、全面地分析了國內(nèi)外高等級公路瀝青路面采用半剛性材料作基層或底基層的經(jīng)歷，進一步說明在現(xiàn)階段半剛性基層瀝青路面仍是高等級公路路面的主要構(gòu)造類型。? (2)調(diào)查路段構(gòu)造及功能狀況說明：瀝青貫入式構(gòu)造不宜作為高等級公路瀝青路面的某一構(gòu)造層，但瀝青貫入式構(gòu)造對減少反射裂縫有益；石灰?guī)r不能用作高等級公路瀝青路面上面層，否那么不能保證抗滑要求；必須采用中粒式瀝青混凝土作為瀝青路面上面層，且其孔隙率應(yīng)在3～6%的X圍之內(nèi)；裂縫問題是半剛性基層瀝青路面十分重要的問題，它直接影響路面構(gòu)造強度、使用性能及滲水狀況；級配碎石有利于延緩反射裂縫的產(chǎn)生；南方地區(qū)，半剛性基層的收縮與溫縮而形成的反射裂縫是瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要原因。? (3)結(jié)合調(diào)查結(jié)果、室內(nèi)試驗及理論分析提出了土基模量分級及土基模量的三種確定方法，即野外承載板、CBR及現(xiàn)瀝青路面設(shè)計規(guī)X取值放大30%。? (4)室內(nèi)通過CBR試驗及彈性模量試驗，提出了CBR與E0的關(guān)系，即E0=6.~4CBR (5)根據(jù)調(diào)查結(jié)果及強度驗算，提出了瀝青路面典型構(gòu)造圖，選擇典型構(gòu)造時應(yīng)根據(jù)土基、交通量狀況及路面使用材料確定典型構(gòu)造。? (6)對典型構(gòu)造的實際使用提出了原那么要求：瀝青面層材料及基層、底基層材料要求，排水要求，路基高度要求具體設(shè)計或取值應(yīng)根據(jù)當?shù)厍闆r確定?！ ?7)根據(jù)調(diào)查結(jié)果，面層宜用中粒式瀝青混凝土，基層優(yōu)先采用二灰碎石底基層優(yōu)先采用二灰土。??參 考 文 獻?1 方福森.路面工程.：人民交通.1990，122 沙慶林.高等級道路半剛性路面.：.1993，23 李小強.高等級公路半剛性基層瀝青路面典型構(gòu)造的研究.東南大學(xué)碩士學(xué)位論文.1994，124 XX省交通廳公路局.高等級公路半剛性基層瀝青路面合理構(gòu)造的研究.1994，125 林繡賢.柔性路面構(gòu)造設(shè)計方法.人民交通.1988，46 公路土工試驗規(guī)程.JTJ051-93.人民交通.19937 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)X(JTJ034-93).人民交通.1993，128 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)X.人民交通-bennygg20082004年11月30日,星期二11:18 回復(fù)〔0〕| 引用〔0〕舊水泥混凝土路面的瀝青加鋪層構(gòu)造設(shè)計初探摘要]在進展舊水泥混凝土路面的瀝青加鋪層構(gòu)造設(shè)計時，對經(jīng)過破碎和固定處理后的舊路面的工作機理的分析是加鋪層構(gòu)造設(shè)計的重點，也是當前急需解決的難點。通過不同設(shè)計方案，在不同的舊路面當量模量時的構(gòu)造分析，可對舊路面的工作機理進展初步判斷，從而使加鋪層構(gòu)造設(shè)計更加符合實際工作狀態(tài)。[關(guān)鍵詞]舊路面當量模量；瀝青加鋪層；構(gòu)造設(shè)計；路面設(shè)計彎沉；容許拉應(yīng)力-.word.zl-
14--?自上世紀八十年代以來，水泥混凝土路面在我國得到了迅猛開展。近年來，我國現(xiàn)有的水泥混凝土路面，有相當一局部已接近或超過設(shè)計年限。有的雖未到達設(shè)計年限，但由于交通量劇增，重載、超載或設(shè)計、施工等方面的原因，而使路面損壞、使用性能下降。舊水泥混凝土路面行車舒適性差，行車速度緩慢的現(xiàn)狀急待解決，然而至今仍沒有成熟而有效的改造設(shè)計理論與實踐經(jīng)歷。本文結(jié)合我省合寧〔XX～XX〕高速公路改建工程，對舊水泥混凝土路面的瀝青加鋪層構(gòu)造設(shè)計，以及經(jīng)過破碎和固定的舊水泥混凝土路面的工作機理進展初步探索，以期起到拋磚引玉的作用。1.合寧高速公路現(xiàn)狀[1]合寧高速公路是我省通向XX、XX等經(jīng)濟興旺地區(qū)的主要快速通道，也是我省高速公路網(wǎng)中的交通大動脈。原設(shè)計標準為雙向四車道，路面和硬路肩均采用水泥混凝土路面形式，路面構(gòu)造為：24?厚水泥混凝土面層＋15?厚水泥穩(wěn)定基層＋20?厚石灰土底基層，于1989年建成通車。目前，合寧路路面養(yǎng)護維修的工作量大，嚴重影響了行車的速度和舒適性，道路通行能力大大下降。至2002年，合寧路的日交通流量達10406輛/日，其中以大中型貨車、拖掛車為主。其中，XX至大墅路段24小時交通量統(tǒng)計如表1所示。表1?XX至大墅路段24小時交通量〔單位：輛/日〕車型小客中客大客小貨中貨大貨拖掛總計交通量89568881313673874179697310406考慮日、月不均勻系數(shù)，車型開展趨勢，以及經(jīng)濟開展、重車超載對交通量增長率的影響，取交通量年平均增長率3.95%，將各級軸載換算為標準軸載100kN，使用年限內(nèi)一個車道上標準軸載BZZ-100kN累計軸次為2000萬次。2.瀝青加鋪層構(gòu)造設(shè)計[2，3]2.1路面設(shè)計彎沉值路面設(shè)計彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標，按下式計算確定。??????????????????????????????????????(1)式中：ld??路面設(shè)計彎沉值〔0.01mm〕；?????Ne??設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次；-.word.zl-
15--Ac??公路等級系數(shù)，高速、一級公路為1.0；As??面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；Ab??基層類型系數(shù)，按下述情況選取：①對半剛性材料基層厚度≥20cm時，Ab=1.0，h＜20cm時，Ab=1.6；②路面構(gòu)造為柔性構(gòu)造時，或半剛性構(gòu)造層上有大于30?的柔性構(gòu)造層時，Ab=1.6；③半剛性構(gòu)造層上的柔性構(gòu)造層厚度≤20cm時，Ab=1.0；④半剛性構(gòu)造層上的柔性構(gòu)造層厚度為21～30cm時，Ab=1.3。2.2容許拉應(yīng)力???高速、一級、二級公路的瀝青混凝土面層或半剛性基層、底基層，在進展層底拉應(yīng)力驗算時，構(gòu)造層底面計算點的拉應(yīng)力sm應(yīng)小于或等于該層材料的容許拉應(yīng)力sR，即：sm≤sR，容許拉應(yīng)力sR按式進展計算。3.合寧路改建工程的瀝青加鋪層構(gòu)造設(shè)計瀝青加鋪層設(shè)計目前仍沒有統(tǒng)一的方法。采用厚加鋪層方案時，通常應(yīng)用經(jīng)歷法確定厚度，如美國瀝青協(xié)會〔AI〕的彎沉法[4]，或美國陸軍工程師部隊〔COE〕的補足厚度缺額法[5]。采用將舊水泥混凝土路面破碎和固定的方案時，可將破碎的舊路面當作基層，通過彎沉測定反算破碎層的模量，按瀝青路面設(shè)計方法確定瀝青加鋪層的厚度。應(yīng)變和應(yīng)力分析，通常采用二維〔溫度作用時〕和三維〔荷載作用時〕有限元分析模型進展[6]。合寧路改建工程采用了將舊水泥混凝土路面破碎和固定后當作基層，按瀝青路面設(shè)計方法確定瀝青加鋪層的厚度。在此針對破碎固定的舊混凝土路面可能的不同工作機理，主要討論三種不同的瀝青加鋪層構(gòu)造設(shè)計方案，即：①在破碎固定的舊路面上直接加鋪4層式瀝青混凝土〔總厚度22?〕；②在破碎固定的舊路面上直接加鋪3層式瀝青混凝土〔總厚度18?〕；③在破碎固定的舊路面上先加鋪20?厚水泥穩(wěn)定碎石基層，再加鋪3層式瀝青混凝土〔總厚度16?〕。各構(gòu)造層的材料和級配類型，以及構(gòu)造參數(shù)參見表2。3.1路面設(shè)計彎沉值計算路面設(shè)計彎沉值根據(jù)公路等級、設(shè)計年限內(nèi)累計標準當量軸次、面層和基層類型按式(1)計算確定，針對破碎固定的舊路面的不同工作機理，分別計算如下。①當半剛性構(gòu)造層上的柔性構(gòu)造層厚度≤20cm時，ld=20.79(1/100?)；②當半剛性構(gòu)造層上的柔性構(gòu)造層厚度為21～30cm時，ld=27.03(1/100?)；-.word.zl-
16--③當破碎固定的路面構(gòu)造為柔性構(gòu)造時，ld=33.27(1/100?)。3.2各構(gòu)造層層頂彎沉及層底拉應(yīng)力計算采用交通部推薦瀝青路面設(shè)計專用計算程序〔APDS97〕對各構(gòu)造層層頂彎沉控制指標及層底拉應(yīng)力進展計算，計算所采用的材料和構(gòu)造參數(shù)如表2所示[1]。表2?各構(gòu)造層的材料和構(gòu)造參數(shù)層位構(gòu)造層材料和級配類型20℃模量〔Mpa〕15℃模量〔Mpa〕極限強度〔Mpa〕容許拉應(yīng)力〔Mpa〕①AC-16I中粒式瀝青混凝土120018001.00.275②AC-20I中粒式瀝青混凝土120018001.00.275③AC-25I粗粒式瀝青混凝土100014000.80.200④AC-10I細粒式瀝青混凝土140020001.40.385⑤水泥穩(wěn)定碎石基層150015000.450.202根據(jù)合寧路改建工程的已有經(jīng)歷，取經(jīng)過破碎固定處理后的原路面當量回彈模量分別為：100Mpa～600Mpa進展構(gòu)造計算分析。3.2.1方案一各構(gòu)造層層頂彎沉及層底拉應(yīng)力計算方案一的構(gòu)造設(shè)計為：破碎固定處理的舊路面＋4?AC-10I瀝青混凝土整平層＋8?AC-25I瀝青混凝土下面層＋6?AC-20I瀝青混凝土中面層＋4?AC-16I瀝青混凝土上面層，計算結(jié)果見表3。表3?方案一各構(gòu)造層層頂彎沉及層底應(yīng)力計算結(jié)果-.word.zl-
17--舊路面處理后的回彈模量〔Mpa〕195270420600層位構(gòu)造層設(shè)計控制彎沉(0.01mm)應(yīng)力(Mpa)控制彎沉(0.01mm)應(yīng)力(Mpa)控制彎沉(0.01mm)應(yīng)力(Mpa)控制彎沉(0.01mm)應(yīng)力(Mpa)14cmAC-16I33.3-0.25426.9-0.21920.7-0.18116.8-0.15226cmAC-20I39.5-0.006531.1-0.005723.1-0.004518.1-0.003238cmAC-25I53.30.14539.90.11127.60.07320.20.044844cmAC-10I69.40.31348.40.23310.15721.40.0987?3.2.2方案二各構(gòu)造層層頂彎沉及層底拉應(yīng)力計算方案二的構(gòu)造設(shè)計為：破碎固定處理的舊路面＋1?稀漿封層＋8?AC-25I瀝青混凝土下面層＋6?AC-20I瀝青混凝土中面層＋4?AC-16I瀝青混凝土上面層，計算結(jié)果見表4。表4?方案二各構(gòu)造層層頂彎沉及層底應(yīng)力計算結(jié)果舊路面處理后的回彈模量〔Mpa〕195260510600 18--?-bennygg20082004年11月29日,星期一18:05 回復(fù)〔0〕| 引用〔0〕瀝青路面厚度計算程序的設(shè)計和應(yīng)用楊桂新【XX省交通科學(xué)研究院 XX 210017】摘 要：路面質(zhì)量的好壞直接影響到車輛的行駛速度、運輸本錢、平安和舒適。為了方便廣闊工程技術(shù)人員進展路面設(shè)計方案比選和路面厚度計算，根據(jù)JTJ014-97?公路瀝青路面設(shè)計規(guī)X?的設(shè)計理論和方法，以及路面構(gòu)造厚度計算的有關(guān)要求，本文作者編制了應(yīng)用程序APJS。并詳細介紹了該程序的應(yīng)用方法和計算實例，計算結(jié)果準確，能夠滿足設(shè)計精度要求。關(guān)鍵詞：瀝青路面 厚度 計算程序 設(shè)計 應(yīng)用 路面質(zhì)量的好壞直接影響車輛的行駛速度、運輸本錢、平安和舒適，同時它在公路造價中占有很大比重，一般高級路面要占道路總投資的60%～70%，因此路面質(zhì)量對發(fā)揮整個公路運輸?shù)慕?jīng)濟、社會效益具有十分重要的意義。 路面設(shè)計應(yīng)滿足在設(shè)計年限內(nèi)路面具有相應(yīng)的承載力、耐久性、舒適性和平安性要求。隨著近年來高等級公路的建立，公路交通量迅速增長，載重車輛軸重加大，對路面工程提出了更高的要求。為適應(yīng)交通開展的需要，交通部批準發(fā)布了?公路瀝青路面設(shè)計規(guī)X?(JTJ014－97)，自1997年10月1日起施行。新規(guī)X中路面設(shè)計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值為路面整體剛度的設(shè)計指標，計算路面構(gòu)造厚度，同時應(yīng)進展瀝青混凝土面層和半剛性材料基層、底基層層底拉應(yīng)力驗算。路面材料設(shè)計參數(shù)確實定也與老規(guī)X不同，其彎沉、拉應(yīng)力指標均推薦用抗壓回彈模量計算，抗拉度不用梁試件而用圓柱體劈裂試驗測定抗拉強度，防止了兩種模量的混淆，同時測試方法比原規(guī)X簡單。為了方便廣闊工程技術(shù)人員進展路面方案比選和路面厚度的計算，根據(jù)新規(guī)X設(shè)計理論與方法，以及路面構(gòu)造厚度計算的有關(guān)要求，特編制了本程序APJS。1 路面構(gòu)造厚度確實定 路面構(gòu)造厚度是根據(jù)多層彈性理論、層間接觸條件為完全連接體系時，在雙圓均布荷載作用下，輪隙中心處實測路表彎沉值ls等于設(shè)計彎沉值ld的原那么進展計算，即：? 式中：ls?路面實測彎沉值，0.01mm； ld?路面設(shè)計彎沉值，0.01mm；按?瀝規(guī)?式7.0.2-.word.zl- 19--計算； p?標準車型的輪胎接地壓強，MPa； δ?標準車型的輪胎當量圓半徑，cm； F?彎沉綜合修正系數(shù)； αc?理論彎沉系數(shù)。 根據(jù)工可報告或?qū)崪y的交通量，得出車道上累計軸載次數(shù)Ne,即可求得設(shè)計彎沉值ld,進而求出ls=ld狀態(tài)時理論彎沉系數(shù)αc?！ ∮謸?jù)擬定的構(gòu)造各層回彈模量、構(gòu)造層厚度、土基回彈模量，運用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論進展應(yīng)力應(yīng)變分析，確定相應(yīng)的邊界條件與層間連續(xù)條件，建立方程式，從而得出應(yīng)力位移方程中的積分常數(shù)Aj,Bj,Cj,Dj,通過對貝塞爾函數(shù)無窮積分計算，求解出理論彎沉系數(shù)： αc′=f(h1/δ,h2/δ……h(huán)n/δ,E2/E1,E3/E2,……E0/En-1) 比擬(αc-αc′)/αc大小，不斷調(diào)整擬定構(gòu)造層的厚度值，直至│(αc-αc′)/αc│≤0.0101，滿足精度要求，從而得出擬定層的厚度?！ ◎炈銟?gòu)造層層底拉應(yīng)力是根據(jù)多層彈性理論，層間接觸條件為完全體系，以雙圓落載作用下，計算層底最大拉應(yīng)力σm： σm=p×σmσm=f′(h1/δ,h2/δ……h(huán)n/δ,E2/E1,E3/E2,……E0/En-1) 根據(jù)應(yīng)力函數(shù)及邊界條件，層間連續(xù)條件確定的積分常數(shù)分別計算單圓中心、半圓半徑二分之一、單圓內(nèi)側(cè)邊緣點、雙圓間隙中心點的應(yīng)力值，計算得出的σm的最大值需小于等于容許拉應(yīng)力σr，否那么重新調(diào)整構(gòu)造層厚度，直至滿足強度要求。 整個程序設(shè)計按圖1進展：圖12 計算實例和輸入輸出介紹 程序APJS在UCDOS狀態(tài)下鍵入APJS即可運行，為方便技術(shù)人員設(shè)計計算，輸入數(shù)據(jù)采用對話式，運行后輸出的結(jié)果可在屏幕上直接讀取，也可翻開APOUT文件讀取?！ ∧陈访鏄?gòu)造初步擬定設(shè)計方案如圖2，設(shè)計落載以BZZ－100標準軸計，設(shè)計年限為15年，其累計軸載次數(shù)Ne=0.52×107，試計算二灰碎石層厚度?！ ?gòu)造 厚度〔cm〕 中粒式瀝青混凝土 H1=4 中粒式瀝青混凝土 H2=4 粗粒式瀝青混凝土 H3=5 二灰碎石 H4=？ 石灰土 H5=20 土基-.word.zl- 20--圖2 計算中采用的土基回彈橫量及材料設(shè)計參數(shù)見表1、表2。土基回彈橫量 表1自然區(qū)劃土干濕狀態(tài)土基回彈橫量〔MPa〕IV1亞粘土潮濕-中濕28材料設(shè)計參數(shù) 表2材料名稱抗壓回彈模量〔MPa〕劈裂強度〔MPa〕中粒式瀝青混凝土11001.00中粒式瀝青混凝土10000.75二灰碎石13000.60石灰土3500.25 輸入數(shù)據(jù)〔屏幕提示〕如下： 輸入路面構(gòu)造方案數(shù),計算類型(1-彎沉控制,2-彎沉控制彎拉驗算)：1，2 輸入荷載類型(1-BZZ-60,2-BZZ-100),累計軸次：2，5200000 輸入瀝青砼級配類型系數(shù),-.word.zl- 21--公路等級系數(shù),面層類型系數(shù),基層類型系數(shù)：1，1，1，1 輸入構(gòu)造層數(shù),待計算層位,該層最小厚度：6，4，20 輸入與上層間結(jié)合條件,與下層間結(jié)合條件(0-滑動,1-連續(xù))：1，1 輸入各層抗壓模量(MP) 1100，1100，1000，1300，350，28 輸入各層厚度(CM) 4，4，5，20，20 輸入各層材料代號(1-瀝青,2-穩(wěn)定集料,3-穩(wěn)定土),劈裂強度(MPa) 1，1.0 1，1.0 1，0.75 2，0.6 3，0.25 經(jīng)APJS程序運行計算的結(jié)果〔APOUT〕： 瀝青路面設(shè)計 按設(shè)計彎沉計算路面厚度 設(shè)計彎沉系數(shù)=.105E+00 H(4)=20.0cm 實際彎沉系數(shù)=.132E+00 H(4)=25.0cm 實際彎沉系數(shù)=.120E+00 H(4)=29.9cm 實際彎沉系數(shù)=.111E+00 H(4)=34.9cm 實際彎沉系數(shù)=.103E+00 H(4)=33.8cm(Ld) 校核(1)層應(yīng)力: H(4)=33.8cm(SL(1)) 第1層應(yīng)力=-.322E+00MPa 校核(2)層應(yīng)力: H(4)=33.8cm(SL(2) 第2層應(yīng)力=-.979E-01MPa 校核(3)層應(yīng)力: H(4)=33.8cm(SL(3)) 第3層應(yīng)力=-.836E-01MPa 校核(4)層應(yīng)力: H(4)=33.8cm(SL(4)) 第4層應(yīng)力=.144E+00MPa 校核(5)層應(yīng)力: H(4)=33.8cm(SL(5) 第5層應(yīng)力=.560E-01MPa 計算得出最終H(4)=33.8cm3 完畢語 對本程序計算得出的構(gòu)造層厚度值與運用?公路瀝青路面設(shè)計規(guī)X?(JTJ014－97)所提供的專用設(shè)計程序APDS97計算得出的結(jié)果進展比照，相差幅度均在4%之內(nèi)，本程序APJS的計算結(jié)果準確，并能滿足精度要求?！ PJS程序數(shù)據(jù)輸入的術(shù)語和符號，完全與?公路瀝青路面設(shè)計規(guī)X?(JTJ014－97)一樣，便于工程技術(shù)人員參照執(zhí)行規(guī)X內(nèi)容，輸出的數(shù)據(jù)存放于APOUT文件中，可以翻開核對輸入數(shù)據(jù)的正確性，并打印出所需的構(gòu)造厚度值。-bennygg20082004年11月29日,星期一17:54 回復(fù)〔0〕| 引用〔0〕-.word.zl- 22--我國高速公路瀝青路面厚度現(xiàn)狀調(diào)查分析XX省交通廳?X曉冰程日盛汪麗娟? 提要本文通過對我國幾條高速公路路面構(gòu)造及其使用情況的調(diào)查，進展了分析，并提出了建議。? 關(guān)鍵詞高速公路瀝青路面構(gòu)造現(xiàn)狀調(diào)查? 隨著我國經(jīng)濟的迅速開展，高速公路的里程不斷增加。瀝青混凝土路面由于它平整性好，行車平穩(wěn)舒適，噪音低，許多國家在建立高速公路時都優(yōu)先采用。而半剛性基層具有強度大，穩(wěn)定性好及剛度大等特點，被廣泛用于修建高等級公路瀝青路面的基層或底基層。在我國已建成的高速公路路面，90％以上是半剛性基層瀝青路面，在今后的國道主干線建立中，半剛性基層瀝青路面仍將是主要的路面構(gòu)造形式。? 半剛性瀝青路面用于高速公路的路面構(gòu)造具有其合理性，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：具有較高的強度和承載能力。一般來說，半剛性基層材料具有較高的抗壓強度和抗壓彈性模量，并具有一定的抗彎拉強度，且它們都具有隨齡期而不斷增長的特性，因此半剛性瀝青路面通常具有較小的彎沉和較強的荷載分布能力。由于半剛性基層的剛度大，使得其上的瀝青層彎拉應(yīng)力值較小，從而提高了瀝青面層抵抗行車疲勞破壞的能力，甚至可認為半剛性基層上的瀝青面層不會產(chǎn)生疲勞破壞，這就鼓勵人們?nèi)p薄面層。并且以多層體系彈性理論為根底的現(xiàn)行規(guī)X計算出的這種路面構(gòu)造面層受到的彎拉應(yīng)力很小，已不起控制作用，因此得出的路面厚度也偏小。? 隨著半剛性瀝青路面的大量使用，工程實踐證明，如果面層不夠厚，路外表會很快產(chǎn)生裂縫，初期產(chǎn)生的裂縫對行車無明顯影響，但隨著外表雨水或雪水的浸入，在大量行車荷載反復(fù)作用下，會導(dǎo)致路面強度明顯下降，產(chǎn)生沖刷和唧泥現(xiàn)象，使裂縫兩測的瀝青路面碎裂，加速瀝青路面的破壞，影響瀝青路面的使用性能。所以路面究競要多厚，還沒有一個確定的觀念。不同高速公路的路面構(gòu)造存在很大差異，甚至不同單位設(shè)計的同一條高速公路的路面構(gòu)造也有顯著差異。目前我國高速公路瀝青面層的厚度差異很大，薄的僅10cm左右，厚的20cm左右，最厚達32cm，路面構(gòu)造組合的厚度上的這些顯著差異既反映了我國高速公路的半剛性基層瀝青路面設(shè)計還沒有成熟，也反映了設(shè)計方法的隨意性和一定程度上的盲目性，使路面構(gòu)造設(shè)計要么過分保守，造成較大的材料和資金浪費，要么路面構(gòu)造過薄，造成早破壞，也將造成經(jīng)濟損失。? 國外瀝青路面構(gòu)造設(shè)計方法經(jīng)過幾十年的完善，已經(jīng)提出了比擬成熟的設(shè)計方法，許多國家提出了典型構(gòu)造設(shè)計方法。第十八屆世界道路會議上，認為瀝青面層厚度取20cm或20cm以上，那么可很少出現(xiàn)外表裂縫。殼牌瀝青路面設(shè)計方法在概括各國的觀點和使用經(jīng)歷時指出，水泥底基層上瀝青路面面層厚度取決于允許產(chǎn)生裂縫的程度，常變化在15～25cm之間。在德、法、英、比利時、西班牙、奧地利等國家是采用典型構(gòu)造法，并通過適當增加面層的厚度等措施來減少反射裂縫。? 為了研究半剛性瀝青路面的合理厚度X圍，為設(shè)計路面厚度提供依據(jù)，我們對我國XX、XX、XX、XX等省區(qū)的高速公路的路面構(gòu)造及使用情況作了調(diào)查，下面將調(diào)查情況介紹如下：?-.word.zl- 23-- XX?。篨X省全境位于北緯20°09′～25°31′和東經(jīng)109°45′～117°20′之間。大局部地區(qū)為南亞熱帶和熱帶季風(fēng)氣候類型，是全國光、熱、水資源最為豐富的地區(qū)，溫度沿緯度的變化顯著，年平均氣溫自粵北而南為9℃～16℃，盛夏7月平均氣溫為28℃～29℃。全省多數(shù)地區(qū)年平均降雨量為1500～2000mm，年蒸發(fā)量為1000～1200mm，屬濕潤地區(qū)，降雨量的季節(jié)變化明顯，全省土質(zhì)以紅壤土為主。我們此次調(diào)查的路段有：XX?XX高速公路、XX?XX高速公路、XX?花都高速公路和XX深南大道一級公路。四條路的路面構(gòu)造形式見表1。調(diào)查路段路面構(gòu)造形式 表1名稱路段面層聯(lián)結(jié)層基層廣深4cm瀝青混凝土磨耗層10cm瀝青碎石23cm水泥碎石上基層8cm瀝青混凝土上面層25cm級配碎石底基層10cm瀝青碎石下面層?廣佛4cm瀝青混凝土上面層6cm瀝青碎石25cm6%水泥石屑上基層5cm瀝青下面層25~28cm4%水泥土〔石粉砂礫〕底基層廣花3cm瀝青混凝土上面層?20cm6%水泥穩(wěn)定碎石上基層，30cm4%水泥穩(wěn)定碎石、石粉底基層4cm瀝青混凝土下面層-.word.zl- 24--深南5cm瀝青混凝土上面層?40cm6%水泥石屑上基層8cm瀝青貫入下面層15cm4%水泥石屑底基層 從表中的路面構(gòu)造來看，廣深高速公路是最厚的，包括聯(lián)結(jié)層其面層厚度為32cm，路面總厚為100～110cm，這個構(gòu)造是當時外商出于商業(yè)目的，自己定的，不是從技術(shù)角度考慮的，所以受到了專家的批評，被認為是不合理不經(jīng)濟的構(gòu)造，尤其不適用于高溫多雨的XX地區(qū)。從現(xiàn)在的情況來看，外表車轍嚴重，由于孔隙較大的LHII型在XX多雨地區(qū)不適應(yīng)，下雨后唧水，出現(xiàn)大面積松散，翻修率高。從車轍調(diào)查來看，這條路上車轍最大深度達17mm，平均車轍深度為10mm。然而對其縱橫縫調(diào)查結(jié)果來看，這條路上的裂縫率和裂縫度均為零，裂縫率的計算公式為：?Ck＝(CA＋L×0.3)／A? 裂縫度的計算公式為：Cd＝(∑L1＋∑L2)／A? 其中：Ck?瀝青路面總裂縫率(m2／1000m2)；? L?單根裂縫的總長度(m)；? CA?龜裂及塊裂的總面積(m2)；? A?測試路段路面面積，以千平方米計。? 從這段路的調(diào)查情況分析看，車轍較大，是因為瀝青層太厚影響其高溫穩(wěn)定性所致，而從另一方面來看，瀝青層厚度增加對控制裂縫是非常有效的。? 廣佛路是XX省第一條高速公路，1989年通車，瀝青路面厚度為15cm，由于XX盛產(chǎn)磁磚，所以XX到XX方向重車多，破壞嚴重。其中一段于1993年加鋪的4cm的奧地利改性瀝青SMA罩面。從調(diào)查結(jié)果來看，加鋪罩面后路面最大車轍深度為14mm，平均車轍深為4.8mm；裂縫為15.8m／千m2，裂縫率為8.0m2／千m2，未加鋪路段的最大車轍深度為21mm，平均車轍深度為6.8mm，裂縫度為28.1m／千m2，裂縫率為21.2m2／千m2。? 廣花路建成于1992年，瀝青路面厚7cm，是高速公路中路面厚度最小的，當時就是依照強基薄面的思路設(shè)計的，建成后出現(xiàn)問題較多，現(xiàn)已全部加鋪了4cm的磨耗層。這段路上的最大車轍深度為14mm，平均車轍深為7.3mm，裂縫度為83.3m／千m2，裂縫率為29.2m2／千m2。? 深南大道是1990年建成通車的汽一級專用路，瀝青面層13cm厚，瀝青下面層是8cm-.word.zl- 25--的瀝青貫入式，從使用情況來看，這段路構(gòu)造較合理，開場使用前3年沒有裂縫和車轍，3年后出現(xiàn)裂縫，目前裂縫較多，但并不影響行車，到現(xiàn)在沒有大修，其最大車轍深度為15mm，平均車轍深為5.4mm，裂縫度為99.1m／千m2，裂縫率為30.2m2／千m2。從調(diào)查結(jié)果來看，雖然目前裂縫還未影響行車，但裂縫已成為該路段的主要病害，這段路之所以使用情況較好，主要是因為其上沒有重車通過。? XX?。涸赬X省我們主要考察了杭甬高速公路的情況，這條路始建于1992年，完工于1995年，路面構(gòu)造為：方案后續(xù)3～4cm細粒式瀝青混凝土? 中粒式瀝青混凝土4～6cm 瀝青碎石5～8cm 二灰碎石或水泥穩(wěn)定碎石28～34cm 級配碎石20cm 杭甬路所經(jīng)地帶的軟土深度在全國是最嚴重的，深達60m，含水量70～80％，沉降量到達填一半陷一半，全線145km，有94.5km為軟土，占杭甬路總長的65.2％，考慮到深層特厚軟土通車后必定會出現(xiàn)較大的不均勻沉降，方案采用過渡路面，分二期鋪筑，一期面層厚度為12cm左右，二期路面間隔5年，鋪筑后為12～18cm。全線路基平均高度為3.8m。由于當時工期緊，預(yù)壓期沒到達要求，提前1年完工。通車1年半以后，局部路段不同程度地出現(xiàn)了瀝青混凝土路面裂縫、斷裂、貧油、松散、龜裂，上基層、底基層開裂、變形、破損、唧漿等病害。由于破壞嚴重，有些數(shù)據(jù)已無法統(tǒng)計。從工程實踐來看，采用超載預(yù)壓效果比擬好，但有些路段穩(wěn)定性不夠，沒方法加載。穩(wěn)定性計算夠時，應(yīng)采用盡量大的超載，實際說明，實際沉降量遠大于計算的沉降量。假設(shè)采用等載預(yù)壓，那么消耗時間較長。施工時在中間設(shè)置了排水溝，但實際看來，因路基變形而排水溝斷裂，在江南多雨地區(qū)，水都滲下去了，沒起到作用，造成的危害較大。分析其路面結(jié)構(gòu)方面的原因可能是：所采用的過渡路面將原設(shè)計的路面面層的4cm中粒式瀝青混凝土＋6cm粗粒式瀝青混凝土＋7cm瀝青碎石＋1cm瀝青砂下封層構(gòu)造，改為5cmIA型半密實式中粒式瀝青混凝土＋7cm半開級配瀝青碎石混合料＋乳化瀝青透層油構(gòu)造似有不妥，其一是高速公路路面構(gòu)造設(shè)計中為加強防水抗?jié)B功能明確要求應(yīng)有一層及一層以上是I型級配瀝青混凝土混合料?，F(xiàn)場修補說明，當半剛性基層損壞后，此時瀝青碎石混合料浸水、松散，并導(dǎo)致瀝青混凝土面層間的結(jié)合不良，就有可能降低路面構(gòu)造層的整體受力、抗彎拉應(yīng)力降低，面層開裂。改變后的路面厚度為12cm，也有些偏薄。? 調(diào)查路上我們又對正在建立的滬杭高速公路進展了了解，滬杭高速屬于世行工程，開工于1994年7月，方案1998年底通車。全線102km，所經(jīng)地區(qū)大局部為軟土，平均300多米一個構(gòu)造物，因此解決軟土地基上的橋頭跳車問題將成為此條路上的關(guān)鍵技術(shù)。該路路基設(shè)計為6車道，一期路面4車道，所有橋梁均為6車道，路基平均填高為3.05m，軟土路段主要是采用預(yù)壓，打插板樁，局部橋頭是粉噴樁，局部換土。路面構(gòu)造如下：?4cm中粒式瀝青混凝土上面層?6cm粗粒式瀝青混凝土中面層?-.word.zl- 26--7cm粗粒式瀝青混凝土下面層?37cm二灰碎石(分兩層攤鋪)?20cm水泥碎石土 XX?。簻麑幐咚俟肥荴X省的第一條高速公路，XX段長248.21km，1994年6月開工，1996年9月竣工，歷時2年3個月。沿線水網(wǎng)密布，地質(zhì)復(fù)雜，有軟土分布的路段長約92km，軟土層厚薄不勻，厚的達幾十米。全線平均路基填土高3.73m，軟土處理根本上是采用了堆載預(yù)壓、砂墊層＋土工布、噴粉攪拌樁3種方法。對于路面構(gòu)造，滬寧路進展了大量的試驗研究，從1992年至1994年，歷時3年的研究內(nèi)容包括：瀝青混凝土、基層、底基層根本材料與混合料試驗研究；路面構(gòu)造組合與構(gòu)造厚度研究；路面外表使用品質(zhì)研究；路面構(gòu)造環(huán)道試驗研究；試驗路面工程研究；經(jīng)濟調(diào)查與分析等。最后提出了符合XX省實際的優(yōu)化路面構(gòu)造組合： 上面層：4cm厚AC?16B多碎石級配類型? 中面層：6cm厚AC?25I級配類型? 下面層：6cm厚AC?25II級配類型? 瀝青下封層：不計入構(gòu)造厚度? 基層：20cm厚二灰碎石? 底基層：40cm厚二灰土、二灰及石灰土總厚度76cm。? 由于這條路經(jīng)過了室內(nèi)試驗和試驗路鋪筑，所以使用情況良好。經(jīng)過2年運營，面層出現(xiàn)少量橫縫和松散，在少數(shù)丘嶺地帶仍有沉降發(fā)生，造成了路面縱縫發(fā)生。從工程實踐的體會中了解到，16cm厚的面層仍感覺有點薄，18cm可能會較適宜。如果中間加瀝青碎石層反射裂縫會少，但疲勞裂縫可能會成為主要問題。? XX機場高速公路北起XX繞城公路，南至XX祿口機場，全長28.75km。1995年6月28日開工建立，1997年6月28日建成通車。在總結(jié)現(xiàn)有國內(nèi)高速公路瀝青面層使用情況的根底上，確定了如下路面構(gòu)造： 上面層：4.5cm厚AC?16B級配類型? 中面層：6cm厚AC?25I級配類型? 下面層：6cm厚AC?25II級配類型? 基層：34cm厚二灰碎石?-.word.zl- 27-- 底基層：20cm厚二灰土 從通車1年的使用情況來看，效果良好。路面各方面都滿足要求，唯一出現(xiàn)的是滲水問題，這可能一個是因為級配造成，另一個是當時壓實不夠，使用1年出現(xiàn)了壓密現(xiàn)象，但沒有泛油現(xiàn)象，路面平整度均方差通車時為0.549mm，1年后為0.68mm。? XX省：XX省地處中原，即黃河中下游、淮河上游地帶，自然氣候大局部屬暖溫帶半濕潤半干旱區(qū)，南部跨亞熱帶濕潤半濕潤區(qū)。目前，XX省已建成高速公路467km，其主要路面構(gòu)造如表4。? 我們重點調(diào)查了X許高速公路的機場段和安新高速公路。X許高速公路XX至機場段全長25km，建成于1994年12月，通車3年多來，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)主要有以下3種破壞類型：XX省高速公路路面構(gòu)造一覽表 表4公路名稱面層〔cm〕基層〔cm〕底基層〔cm〕總厚〔cm〕開X路5AC+22RCC15水泥穩(wěn)定碎石15石灰〔水泥或綜合〕土57X洛路4AC+5粗粒式+6熱拌瀝青碎石15水泥〔二灰穩(wěn)定碎石〕40石灰土70安新路4AC+5粗粒式+7熱拌瀝青碎石20水泥穩(wěn)定碎石35二灰土71X許路1．XX至機場1.5AC+25RCC1.120水泥穩(wěn)定碎石1.35石灰土1．852．機場至XX段2.5AC+22RCC2.15水泥穩(wěn)定碎石2.15石灰土2．57許漯路4AC35石灰土76-.word.zl- 28--+6粗粒式瀝混凝土+6粗粒式25水泥穩(wěn)定碎石 1)AC層剝落，RCC層完好。調(diào)查了解到，這種情況可能是因為當時RCC層施工平整度較差，受設(shè)計標高控制，局部路面的AC層攤鋪未到達設(shè)計厚度，采用雷達測厚儀測量后，從數(shù)據(jù)可以看出，面層太薄的地方容易剝落。? 2)AC層與RCC層全部破壞，形成坑槽。這種情況大都出現(xiàn)在切縫處，這是由于在通車初期，RCC切縫處的瀝青成層很快出現(xiàn)反射裂縫，縫寬逐漸加大(大都在2～4mm之間)滲水后RCC層縫隙處出現(xiàn)唧泥、斷裂，然后破碎。 3)面層擁包。從現(xiàn)場情況看，發(fā)現(xiàn)路面局部標線扭曲變形，有些出現(xiàn)擁包，這可能是由于瀝青混合料配比不當或拌和設(shè)備計量不準造成。? 安新高速公路全長120.704km，1994年9月14日開工，1997年11月28日完工，通車運營10個月，現(xiàn)出現(xiàn)的病害主要表現(xiàn)為局部泛油，不均勻沉降、路面車轍，橋面鋪裝局部脫落，橋涵兩頭沉陷引起的橋頭跳車等。? 從調(diào)查分析可得出如下結(jié)論：? ●半剛性基層瀝青路面是我國高速公路的主要路面構(gòu)造形式，常用的半剛性基層有水泥穩(wěn)定粒料和二灰穩(wěn)定粒料；? ●為了保證公路的使用性能，必須保證半剛性基層有足夠的強度，適宜的剛度和耐久性，較小的變形，良好的抗裂性能。? ●裂縫是半剛性瀝青路面最主要的缺陷之一，由于裂縫的出現(xiàn)會導(dǎo)致一系列病害的產(chǎn)生。為了防止裂縫過早出現(xiàn)，即使基層有足夠的強度，瀝青面層也要有一定的厚度?！ 窀鶕?jù)所調(diào)查路段的使用情況，高速公路的瀝青面層厚度在15～18cm之間較為合適，終究多厚最正確，還需要做進一步的理論研究和試驗。-bennygg20082004年11月25日,星期四11:58 回復(fù)〔1〕| 引用〔0〕路面用碾壓混凝土配合比設(shè)計的研究關(guān) 磊 李建才? (XX省交通高等?？茖W(xué)校)-.word.zl- 29-- 李文軒? (XX金帝建立集團股份XX)〔提 要〕本文闡述了碾壓混凝土配合比設(shè)計的方法，通過大量的室內(nèi)試驗、施工現(xiàn)場檢測，證實了本設(shè)計方法即采用經(jīng)歷公式確定水膠比，土工擊實法確定單位用水量是較適宜的。指出碾壓混凝土中摻入適量粉煤灰的可行性和必要性。〔關(guān)鍵詞〕碾壓混凝土 配合比 粉煤灰摻量 我國國民經(jīng)濟正以穩(wěn)健的增長速度開展，公路建立作為根底產(chǎn)業(yè)倍受各級部門及全國人民的關(guān)注，高等級公路建立方興未艾。由于瀝青資源短缺，及強力筑路機械的開展，導(dǎo)致水泥混凝土路面，特別是碾壓混凝土路面的競爭能力增強。碾壓混凝土路面(RollerpactedConcrete,簡稱RCC)是利用瀝青混凝土路面攤鋪、碾壓技術(shù)施工的一種水泥混凝土路面。由于碾壓混凝土路面與普通混凝土路面及瀝青路面相比具有技術(shù)經(jīng)濟上的諸多優(yōu)勢，將其應(yīng)用于高等級公路已成為公路工程技術(shù)人員義不容辭的責(zé)任。我國先后有十多個省修筑了碾壓混凝土試驗路。本文重點探討路面碾壓混凝土配合比設(shè)計方法，及在102線北寧段一級公路施工中的應(yīng)用情況。? 1 組成材料 ?(1)水泥：XX425普通水泥，經(jīng)檢測各項技術(shù)指標符合要求。? (2)粉煤灰：XX熱電廠干排灰，理化參數(shù)如表1。 表1SO3(%)SiO2(%)Al2O3(%)Fe2O3(%)CaO(%)MgO(%)K2O(%)密度?(g/cm3)含水量(%)細度80μm篩余量(%)0.6961.819.59.392.702.862.731.900.3725.2 (3)粗集料：北寧市石廠產(chǎn)碎石?！ ?4)砂：北寧市產(chǎn)河砂(粗砂)。? (5)外加劑：緩凝型木質(zhì)素磺酸鈣減水劑。? 2 配合比設(shè)計方法 ?(1)根據(jù)設(shè)計要求，采用經(jīng)歷公式法確定水膠比和初步用水量。-.word.zl- 30-- ?配制強度fcf,0=1.10fcf,k=1.15×5.0=5.75MPa? fcf,k：設(shè)計抗彎拉強度(MPa)?(C+F)/W=(fcf,o+1?0079-0.3485fce,f/1.5684 ?fce,f：水泥的實際抗彎拉強度7.7(MPa)? 計算得W/(C+F)=0.4?規(guī)X推薦用水量是120～140kg/m3? (2)采用土工擊實法確定最正確含水量?！?按規(guī)定的工作性要求，維勃稠度20～42S，根據(jù)體積法計算配合組成，制備幾組試件，測定它們的濕密度，干密度從而確定最正確含水量。? 例：W/(C+F)=0.4，W=135(kg/m3)?得C+F=338(kg/m3) 取Sp=35%?體積法：? 粉煤灰的摻入對提高抗折強度有利，規(guī)X建議摻量為10%～40%。在此我們?nèi)?0%和25%等量代替水泥。計算得G=1329kg/m3 S=725kg/m3? 外加劑：緩凝型木質(zhì)素磺酸鈣，用量為0.25×Ckg/m3。? 按上述計算得到的幾組配合比進展土工擊實試驗，試驗結(jié)果如表2?！?通過擊實試驗結(jié)果，初步確定W=130kg/m3或W=135kg/m3?！?上述兩種用水量的新拌混凝土進展維勃稠度試驗分別為39s和34s均符合要求。?(3)正交試驗確定最正確配合比?采用正交表，因素與水平如表3，試驗方案及混凝土配合比方表4。? 表2-.word.zl- 31--配合比?與?材?料?用?量序?號水膠比W/(C+F)粉煤灰摻量(%)砂率Sp(%)水W?kg/m3水泥?C?kg/m3粉煤灰?F?kg/m3砂?kg/m3碎石?G?kg/m3干表觀密度?kg/cm3濕密度?kg/cm310.420351102205572513292.412.4520.420351202406072513292.442.5530.420351252506272513292.502.5740.420351302606572513292.512.6050.420351352706872513292.492.6260.420351402807072513292.412.5570.425331102066967813762.402.4380.425331202257567813762.432.5490.425331252347867813762.492.56100.425331302448167813762.522.60110.425331352538567813762.502.62120.425331402628867813762.422.56?-.word.zl- 32-- 表3 因素與水平水平12345因素W/(C+F)0.4用水量kg/m3130135粉煤灰摻量(%)015202535 成型方法：壓振法，混凝土拌合物裝模后于振動臺上，在其上外表施加作用力30g/cm2，與此同時開動振動臺，振動2～3分鐘。?成型后在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)生，到達相應(yīng)齡期測定強度等技術(shù)指標。?試驗結(jié)果如表4?！”?配合比?序號W/(C+F)粉煤灰摻量?(%)水泥+粉煤(kg/cm3)用水量(kg/cm3)改良VC值(s)抗壓強度7天(MPa)抗壓強度28天(MPa)抗折強度7(MPa)抗折強度28天(MPa)10.40340+01355028.238.94.96.220.415296+441354229.134.64.65.930.420283+571353527.332.84.55.740.425272+681353425.232.04.55.7-.word.zl- 33--50.435252+881354823.230.14.25.560.40340+01305627.939.04.86.170.415296+441304528.834.04.65.980.420283+571303927.032.64.45.790.425272+681304025.132.24.45.6100.435252+881305023.029.54.15.2 綜上所述得如下理論配合組成：每m3RCC材料用量(kg)：?水泥272；粉煤灰68；水135；細集料725；粗集料1329；外加劑：0.90。? 3 實際應(yīng)用情況 ?按照所得理論材料組成，在102線北寧段一級公路施工現(xiàn)場采用，對RCC路面1100m3拌合物現(xiàn)場隨機取樣，測定稠度和強度等指標如表5。結(jié)果說明，符合設(shè)計要求。? 4 技術(shù)經(jīng)濟效果 ?由于碾壓混凝土的用水量較普通混凝土低得多，因此碾壓混凝土的強度增長速度比普通混凝土快，不摻粉煤灰的情況下，碾壓混凝土3d抗折強度可以到達28d的70%以上，在摻20%粉煤灰的情況下，碾壓混凝土3d抗折強度可以到達28d的60%以上。由此可見，碾壓混凝土特別適用于路面工程，可縮短養(yǎng)護期而提前開放交通。碾壓混凝土路面施工技術(shù)可加快施工進度，就此與普通混凝土路面比可降低工程總造價10%以上。碾壓混凝土中摻入適量的粉煤灰很有必要，可大幅度降低工程本錢，一般每立方米RCC可節(jié)約水泥用量50kg/m3以上，而且對增大其密實度，減小收縮，提高耐久性起積極作用。值得注意的是，在施工時要及時養(yǎng)護，使路面在7d以內(nèi)保持濕潤，早期養(yǎng)護非常重要。? 參考文獻?1?中華人民XX國行業(yè)標準(JTJ012?94)，公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)X.? 2?日本道路協(xié)會水泥混凝土路面推廣小組，水泥混凝土路面設(shè)計、施工與養(yǎng)護，1991.-.word.zl- 34--?3?碾壓混凝土材料組成設(shè)計方法的研究.王秉剛等?4?碾壓混凝土路面施工技術(shù).楊金泉-bennygg20082004年11月25日,星期四11:47 回復(fù)〔0〕| 引用〔0〕混凝土配合比參考表水泥強度等級混凝土強度等級每立方米混凝土材料用量〔kg/m3〕配比適用于配制的混凝土類別水泥水砂子石子32.5C152521606501520〔礫石〕一般工業(yè)與民用建筑及道路、橋涵等工程〔礫石粒徑1?4〕〔碎石粒徑1?3〕??C203001606451480〔礫石〕C253301605701470〔礫石〕C303701604801450〔碎石〕?42.5C202601606501480〔礫石〕C252901605701470〔礫石〕C303201605801420〔碎石〕C353501605701430〔碎石〕C403901604801450〔碎石〕C454151604701420〔碎石〕-bennygg20082004年11月24日,星期三11:18 回復(fù)〔0〕| 引用〔0〕高性能瀝青路面在XX至戶縣高速公路上的應(yīng)用高性能瀝青路面在XX至戶縣高速公路上的應(yīng)??????????????用田慧楓〔XX市公路工程管理處??????XX?-.word.zl- 35--710003〕摘????要：本文結(jié)合實際，分析了現(xiàn)行路面構(gòu)造的缺乏，介紹了高性能瀝青路面的先進性以及在XX至戶縣高速公路的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：高性能瀝青路面????高速公路????應(yīng)用XX至戶縣高速公路〔以下簡稱西戶高速公路〕是國道主干線〔GZ40〕二連浩特至河口的一段，同時也是XX省米字公路主骨架的重要組成路段。它既是華北、西北通往祖國西南的大通道，也是XX通往XX地區(qū)最便捷、最重要的交通干線，對實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略和加快根底建立具有重要意義。因此，為了延長瀝青路面的使用壽命、改善瀝青路面的使用性能并減少瀝青路面的后期維修費用，西戶高速公路工程部(以下簡稱工程部)與長安大學(xué)合作，采用美國公路戰(zhàn)略研究方案〔SHRP〕的重要研究成果??高性能瀝青路面〔superpave〕技術(shù)對瀝青上面層重新進展了設(shè)計，從施工的結(jié)果看到達了改善路面使用性能的目的，使上面層即粗糙防滑又密實防水，受到了專家的好評。一、現(xiàn)行AC、AK型路面的缺乏及高性能瀝青路面的先進性????????1、AC、AK型路面的缺乏????????我國從建立高速公路以來，瀝青路面的設(shè)計一直采用馬歇爾設(shè)計方法，其混合料類型的選擇一般是：中、下面層采用空隙率小、不透水的連續(xù)級配瀝青混凝土AC型，上面層那么采用外表比擬粗糙的AK型作為抗滑表層。AC型是一種密實型瀝青混凝土構(gòu)造，其礦料級配按最大密實原那么設(shè)計，屬于連續(xù)性級配，強度和穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力和內(nèi)摩阻力，因為構(gòu)造密實、空隙率小，所以AC型路面的水穩(wěn)定性較好。但是，由于其外表不夠粗糙，耐磨、抗滑、高溫抗車轍等性能明顯缺乏，并且礦料間隙率也難以滿足要求，通常采用減少瀝青用量的方法來滿足間隙率的要求，這樣使瀝青路面的耐久性能降低，因此，AC型在高等級公路的上面層已很少采用，主要用于中、下面層。由于防滑性能好，AK構(gòu)造是高速公路上面層最常采用的構(gòu)造。但是，AK構(gòu)造的設(shè)計空隙率大，下雨后，水分容易滲入面層內(nèi)，如果中、下面層比擬密實，水分那么聚集在上面層和中面層之間，并使上面層長期浸泡在水中，導(dǎo)致路面發(fā)生松散、坑洞等破壞；反之，水分會直接滲入基層，基層長期浸泡在水中，會發(fā)生松散、唧漿，從而使整個路面構(gòu)造破壞，危害更大。????????2、高性能瀝青路面〔superpave〕的先進性高性能瀝青路面〔superpave〕是美國公路戰(zhàn)略研究方案〔SHRP〕最重要的研究成果之一。高性能瀝青路面作為SHRP研究成果的專有名稱，它包含了瀝青標準和集料標準、礦料級配曲線的組成規(guī)定和混合料的體積設(shè)計方法三大內(nèi)容，提出了控制點和限制區(qū)的概念。高性能瀝青路面的先進性在于它開發(fā)了一套全新的實驗設(shè)備和方法，從根本上改變了現(xiàn)行試驗方法和規(guī)X的純經(jīng)歷性質(zhì)，從而防止了由此帶來的局限性，高性能瀝青路面瀝青結(jié)合料與混合料規(guī)X的新體系將試驗方法與指標同瀝青路面的路用性能建立起直接關(guān)系，通過控制高溫車轍、低溫開裂和疲勞開裂，來到達全面改良路面性能的目的，形成了一個基于路用性能根底上的瀝青??瀝青混合料設(shè)計新體系。3、西戶高速公路采用了高性能瀝青路面西戶高速公路瀝青路面構(gòu)造原設(shè)計沿用了馬歇爾設(shè)計方法設(shè)計的方案，上面層為4cm中粒式瀝青砼抗滑表層〔AK16-A〕，中面層為5cm中粒式瀝青砼面層〔AC-20I〕，下面層為6cm-.word.zl- 36--粗粒式瀝青砼面層〔AC-25I〕。工程部組織人員對此方案進展了大量的調(diào)查、研究和論證，發(fā)現(xiàn)在我國已建成的采用此方法設(shè)計的高等級公路中，絕大多數(shù)瀝青路面達不到路面使用壽命的一半，有的僅建成2~3年，甚至通車僅幾個月，瀝青路面就出現(xiàn)大面積破壞，造成了巨大的損失。為了改變這一狀況，工程部和長安大學(xué)公路學(xué)院組成課題組，決定采用高性能瀝青路面的設(shè)計思想，對瀝青面層重新進展設(shè)計。二、西戶高速公路高性能瀝青路面的設(shè)計與施工1、高性能瀝青路面的設(shè)計課題組經(jīng)過認真分析，決定維持中、下面層設(shè)計方案不變，只對上面層采用高性能瀝青路面的設(shè)計方法重新進展設(shè)計，級配類型為super-19型?？傮w思路是：在減少極大顆粒含量的同時，控制細集料的含量，并且避開高性能瀝青路面細集料限制區(qū)，使級配曲線向密實方向開展，以增加混合料的抗滑和防水能力。設(shè)計的主要步驟是:〔1〕原材料選擇?①瀝青西戶高速公路高性能瀝青路面瀝青采用美國科氏AH-90瀝青，其各項指標如表1所示：??????????????????????????????????????????瀝青試驗結(jié)果??????????????????????????表1AH-90檢測結(jié)果針入度(25℃，100g,5s)?(0.1mm)87軟化點〔環(huán)球法〕????????????????????(℃)46閃點????????????????????????????????????????????(℃)290返度〔15℃，5cm/mm〕????????????(cm)＞150溶解度??????????????????????????????????????????(%)＞99.9旋轉(zhuǎn)粘度〔60℃〕????????????????(pa.s)15.9蠟含量〔蒸餾法〕??????????????????????(%)1.8密度〔15℃〕????????????????????〔g/cm3〕1.027薄膜烘箱后殘留物〔TFOT,163℃,5h〕質(zhì)量損失??????????????????????????????????????(%)-0.03返度(15℃,5cm/mm)????????????????????cm＞150針入厚比(25℃)??????????????????????????????%67由表1中可以看出,科氏重交瀝青符合規(guī)X“重交通道路石油瀝青技術(shù)要求〞的規(guī)定以及美國SHRP的PG64-28規(guī)定。PG64_28規(guī)定如表2所示,其中PG代表考慮路用性能的瀝青結(jié)合料等級,即PG64-28表示該種瀝青結(jié)合料可滿足最高路面設(shè)計溫度為64℃,最低溫度為-28℃地區(qū)使用.????????????????????????????美國SHRP瀝青路用性能規(guī)XPG64-28規(guī)定????????????????表2瀝青使用性能等級PG64-28平均7d最高路面設(shè)計溫度??????〔℃〕<64最低路面設(shè)計溫度????????????????????〔℃〕>-28原????樣????瀝????清閃點〔COC,ASTM,D92〕,min????〔℃〕230粘度ASTM4402,max,2pa?s?試驗溫度????????????????????????????????????〔℃〕135動態(tài)剪切〔SHRP?B-003〕G*/sinδ,min,2.0?kPa試驗溫度10rad/s????????????????????〔℃〕64RTFTO(ASTM?D2872)??????殘?留?瀝?青質(zhì)量損失,max??????????????????????????????(%)1.00動態(tài)剪切〔SHRP?B-003〕G*/sinδ,min,2.OkPa試驗溫度10rad/s????????????????????〔℃〕64PAV????殘?留?瀝?青(SHRP????B-005)PAV?老化溫度????????????????????????????〔℃〕100動態(tài)剪切〔SHRP?B-003〕G*/sinδ,max,3OMPa試驗溫度10rad/s????????????????????〔℃〕22物理老化實測記錄蠕變勁度,(SHRP?B-002)S,max,200Mpa??????m值.min,0.35試驗溫度60s????????????????????????????〔℃〕-18直接拉伸,(SHRP?B-006)破壞應(yīng)變,min,1.0%試驗溫度1.0mm/min????????????????〔℃〕-18-.word.zl- 37--②粗集料粗集料采用XX市小峪料場生產(chǎn)的石料,根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,小峪石料干凈、枯燥，沒有風(fēng)化和雜質(zhì)現(xiàn)象，并且具有足夠的強度和耐磨性。由于本次設(shè)計級配類型為Super-19型，因此，課題組采用了10~15、10~20、5~10三檔粗集料。集料篩分結(jié)果如表３所示：??????????????????????????????????????????集料篩分結(jié)果表????????????????????????表３規(guī)????格公稱粒徑〔mm〕孔????徑〔mm〕26.5????19.0????12.5????9.5????4.75????2.36S910~20100??????100??????19.5????0.3????0S1010~15????????????100??????98.2????18.3????0.4????0S125~10????????????????????????100??????100??????8.4????0粗集料質(zhì)量技術(shù)指標如表４所示??????????????????????????????????????????粗集料質(zhì)量檢驗表??????????????????????????????????????表４??????????????工程規(guī)格壓碎值(%)針片狀含量(%)含泥量(%)視密度吸水率(%)10~2015.814.20.612.7470.1110~1515.811.00.702.7420.365~1015.813.90.792.7350.48經(jīng)試驗檢測，小峪料場的石料為中性石料,與瀝青的粘附性較差,其粘附性指標只能到達3級,因此,本次設(shè)計中采取了抗剝離措施,添加抗剝落劑,使用劑量為0.4%.③細集料及填料細集料采用XX市灃河的天然砂和涇陽料場的石屑,其篩分結(jié)果如表５所示:??????????????????????????????????????????集細料篩分結(jié)果表????????????????????????????表５公稱粒徑(mm)孔??????????徑(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075砂10095.885.564.139.316.89.82.7石屑10095.750.032.223.115.511.47.5天然砂和石屑的視密度分別為2.875g/cm3和2.6９１g/cm3,符合規(guī)X中“瀝青面層用細集料質(zhì)量技術(shù)要求〞的規(guī)定，并且從表５的結(jié)果可以看出，工程中所用天然砂和石屑符合規(guī)X“瀝青面層用天然砂礫〞，“瀝青面層用石屑規(guī)格〞的要求。填料采用石灰?guī)r經(jīng)磨細得到的礦粉，其視密度為2.787?-.word.zl- 38--g/cm3，含水量為0.87，無團粒結(jié)塊現(xiàn)象?！?〕級配控制高性能瀝青路面混合料設(shè)計引入了限制區(qū)和控制點的概念，并且級配X圍不固定。控制點是級配曲線必須通過的一個X圍，也就是說，按高性能瀝青路面規(guī)定組成礦料級配曲線時，曲線粗集料的一端必須通過規(guī)定的幾個控制點，限制接近最大粒徑的顆粒數(shù)量。而限制區(qū)是級配曲線不能通過的區(qū)域，即曲線的細集料不能通過的區(qū)域，它的目的主要是為了限制混合料中的砂礫的含量，以防止混合料在鋪筑過程中發(fā)生壓實問題或抗永久變形能力缺乏。對于不同級配類型的控制點和限制區(qū)如表６所示：礦料級配的控制點和限制區(qū)????????????????????????????????????????????表６通過以下篩孔〔mm〕的質(zhì)量百分率〔%〕5037.5251912.59.54.752.361.180.600.300.150.07510090~10073.264.753.647.434.734.725.323.3~27.315~4118.515.5~21.513.711.7~15.710.010.07.35.40~610090~10073.661.053.939.539.528.826.8~30.819~4521.118.1~24.115.613.6~17.611.411.48.36.11~710090~10073.264.747.434.634.623~4925.322.3~28.318.716.7~20.713.713.710.07.32~810090~10073.253.639.139.128~5828.625.6~31.621.119.1~23.115.515.511.38.32~1010090~10064.747.247.232~6734.631.6~37.625.523.5~27.518.718.713.7102~10?注：表中通過量下有橫線者表示控制點位置，級配線需在其中間通過；框內(nèi)的數(shù)字表示限制區(qū)。????從表６中我們可以看出，對于super-25而言，要求25.0mm通過率為90%~100%，2.36mm通過率為19%~45%，0.075mm通過率為1%~7%，其控制點少〔只有6個〕，并且?控制點處X圍較寬，這樣就突破了以往級配應(yīng)用中大家普遍采用的走中值的思路，給級配設(shè)計提供了相當大的靈活性，可以針對不同性質(zhì)的集料設(shè)計出不同的級配曲線，同一種集料也可設(shè)計出不同的級配曲線，從中選擇滿足各項技術(shù)標準的最正確曲線。由于高性能瀝青路面瀝青混合料設(shè)計級配是受控制點和限制區(qū)制約的，因此課題組對super-19型瀝青混合料設(shè)計了3個控制點和一處限制區(qū)，3個控制點分別位于標稱最大公稱尺寸、中等尺寸〔2.36mm〕和最小尺寸(0.075mm)處,限制區(qū)那么沿最大密實度級配線存在于中等尺寸與0.3mm尺寸之間，這樣就有效的限制了混合料中含砂過多或總砂量中細砂過多情況的發(fā)生，并且提高了路面的抗高溫車轍、抗水損害的能力及耐久性。本次設(shè)計Super-19型級配控制點X圍和限制區(qū)邊界分別見表7和表8所示。??????????????????????????????????????集料最大公稱尺寸19mm????????表7篩子尺寸控制點〔%〕最?小最?大0.075282.36234912.5-90最大公稱尺寸〔19mm〕90100最大集料尺寸〔25mm〕100-??????????????????????????????????????????集料限制區(qū)邊界????????????????表8禁區(qū)內(nèi)篩孔尺寸〔mm〕最大公稱尺寸、最大最小邊界〔最小/最大通過百分率〕19.0mm4.75--2.3634.6/34.61.1822.3/28.30.6-.word.zl- 39--16.7/20.70.313.7/13.7〔3〕Super-19型瀝青混凝土配合比設(shè)計????高性能瀝青路面在室內(nèi)用旋轉(zhuǎn)擊實儀做瀝青混合料設(shè)計，按規(guī)定的體積設(shè)計法確定設(shè)計瀝青含量，并將瀝青混合料壓實到實際路面在當?shù)貧夂蚝秃奢d條件下所到達的密實度。高性能瀝青路面室內(nèi)混合料設(shè)計的幾個主要體積指標及其規(guī)定值如下：①設(shè)計旋轉(zhuǎn)擊實次數(shù)時，混合料的空氣率〔Va〕為4%。②Va為4%時的礦料間隙率〔VMA〕隨標稱最大集料尺寸而異。標稱最大集料尺寸〔mm〕????9.5????12.5????19.0????25.0????37.5????最????小????VMA????〔%〕????????15??????14????????13????????12????????11③Va為4%時，混合料的飽和度〔VFA〕隨設(shè)計當量標準軸次〔ESAL〕而異，如表9所示，飽和度的標準隨設(shè)計當量標準軸次增加而減少。????????????????????????????????????????飽和度〔VFA〕的標準????????????????????表9交通量ESAL(×106)設(shè)計VFA(%)<0.375-80<165-78<365-783-100以上65-75????????課題組對Super-19型瀝青混凝土配合比設(shè)計采用混合料體積設(shè)計的方法進展設(shè)計?；旌狭象w積設(shè)計是建立在經(jīng)歷根底上的且與集料和混合料性質(zhì)有關(guān)的〔包括集料破碎面與級配、空隙率和礦物集料骨架空隙率等〕一種設(shè)計方法，混合料體積設(shè)計所用的瀝青混合料空隙率為4%。課題組的設(shè)計過程主要分為兩個階段：第一階段：確定初始瀝青用量和設(shè)計級配。首先，課題組根據(jù)Super-19集料級配X圍的要求選擇了3個試驗級配，如表10所示，分別測定出細集料、粗集料、礦粉的毛體積密度和視密度，以及級配混合料總的毛體積密度和視密度，并估計出全部集料的有效密度；????????????????????????????????????????????試驗級配表??????????????????????????????????????????表10孔?徑1913.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配Ⅰ10085.267.747.229.921.415.911.08.76.8級配Ⅱ10085.166.345.330.322.316.511.39.07.0級配Ⅲ10082.065.947.233.525.419.113.210.78.6????????其次，根據(jù)公式-1估計吸入瀝青體積〔Vbe〕??????Vbe?=Ws×(1/Gsb-1/Gse)???????????????????????????????????????????????? 公式-1Ws?--混合料重量百分比Gsb?--全部集料的毛體積率Gse?--全部集料的有效密度????????再次，按照經(jīng)歷回歸方程〔公式-2〕估計有效的瀝青用量〔Vba〕Vba?=0.176-(0.0675)lg(Sn)????????????????????????????????????????????公式-2Sn?-.word.zl- 40----集料粒徑最大公稱尺寸????????然后，按照公式-3，根據(jù)吸入瀝青體積Vba和有效瀝青體積Vbe計算出初始瀝青量Pbj。Pbj?=?Gb×(Vbe?+?Vba)/Gb×(Vbe?+?Vba)+Ws?????????????????????? 公式-3Gb--瀝青密度經(jīng)過計算，級配Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的初始瀝青用量分別為4.4%?、4.4%和4.3%。最后，課題組根據(jù)交通量等級和平均設(shè)計氣溫選擇壓實力，按照選擇的試驗級配和計算出的相應(yīng)初始瀝青用量壓實試件，確定設(shè)計集料級配為級配I。第二階段：設(shè)計瀝青用量的選擇????????設(shè)計集料級配確定以后，就要選擇設(shè)計瀝青用量。設(shè)計瀝青用量是指在設(shè)計旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)條件下產(chǎn)生空隙率為4%的瀝青用量，因此，需要在幾個不同瀝青用量下壓實瀝青試件，然后進展選擇。對于級配I，課題組選擇了4.2%、4.4%、4.7%、5.2%、5.7%五個不同的瀝青用量，按照集料級配壓實試件，根據(jù)壓實結(jié)果，通過瀝青用量和空隙率、密度、VMA和VFA的關(guān)系，選擇空隙率為4%的瀝青用量即4.5%做為設(shè)計用量。2、高性能瀝青路面的施工〔1〕攤鋪連續(xù)穩(wěn)定的攤鋪是提高路面平整度的主要措施。Super-19型瀝青混凝土在施工中用一臺攤鋪機攤鋪，根據(jù)拌和機的產(chǎn)量、施工機械配套情況及攤鋪厚度課題組將攤鋪機的攤鋪速度定為2~2.5m/min，容許放慢到1~2m/min，并且要求均勻、不連續(xù)地攤鋪。攤鋪機應(yīng)調(diào)整到最正確狀態(tài)，調(diào)試好螺旋布料器兩端的自動料位器，并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速相匹配。螺旋布料器的料位應(yīng)高于螺旋布料器中心，使熨平板的檔料板前混合料在全寬X圍內(nèi)均勻分布，并在起步前將料位整好，然后實施攤鋪，防止攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。Super-19瀝青混凝土出料溫度控制在150~165℃，前場的攤鋪溫度控制在150℃以上，混合料超過190℃就必須廢棄。課題組根據(jù)每天的氣溫確定混合料出料溫度采用上限還是下限?！?〕壓實????????Super-19瀝青混凝土的壓實程序與普通瀝青混凝土一樣，也分為初壓、復(fù)壓和終壓三個步驟。初壓緊跟在混合料攤鋪后進展，溫度不低于150℃，采用12~13T雙鋼輪壓路機靜壓1~2遍，其線壓力不宜低于35N/mm，速度為2~3km/h，并不得產(chǎn)生推移和發(fā)裂現(xiàn)象。復(fù)壓時先用25T左右重型輪胎壓路機進展揉搓碾壓2遍，輪胎充氣壓力不少于0.55Mpa，然后用12~15T雙鋼輪振動壓路機碾壓1遍，前進時關(guān)閉振動，后退時翻開振動，振動頻率宜為35~50HZ，振幅為0.3~0.8mm。終壓在復(fù)壓后進展，用12~15T雙鋼輪壓路機靜壓2遍，使瀝青砼外表無明顯輪跡。終壓后，外表溫度不能低于90℃，當路面溫度低于50℃時允許開放交通。三、結(jié)論?-.word.zl- 41--1、高性能瀝青路面是一種考慮路用性能的瀝青混合料設(shè)計方法，該方法從材料體系入手，系統(tǒng)地分析瀝青混合料性質(zhì)，通過瀝青混合料配比設(shè)計，從材料組成方面控制和減少路面產(chǎn)生永久變形、疲勞開裂和低溫開裂。它與馬歇爾設(shè)計方法的不同點在于：一是課題組根據(jù)不同的交通量等級選擇不同的壓實參數(shù)，使荷載條件反映到瀝青混合料的設(shè)計當中；二是課題組采用了旋轉(zhuǎn)壓實成型試件，使試件中集料分布更接近于工地現(xiàn)場壓實情況，具有代表性；三是課題組采用了大尺寸試件，試件直徑150mm，大粒徑的集料可以在試件中均勻分布，減少了馬歇爾試件由于尺寸小而產(chǎn)生的實驗結(jié)果的變異性；四是課題組在試件成型過程中增加了混合料的短期老化，使混合料性質(zhì)與實際生產(chǎn)使用的混合料一致。2、高性能瀝青路面Super-19試驗路馬歇爾試驗結(jié)果如表11所示：??????????????????????????????????????????????????????試驗路馬歇爾試驗結(jié)果????????????????????????????表11油石比穩(wěn)定度流值空隙率飽和度瀝青體積百分率粒料空隙率壓實度室內(nèi)配料4．711．5521．34．3870．910．615．0??現(xiàn)場取料4．717．6928．23．774．310．714．498%由試驗結(jié)果可以看出，Super-19瀝青混凝土上面層滿足高性能瀝青路面的各項標術(shù)指標要求，并完全到達和滿足現(xiàn)行規(guī)X馬歇爾技術(shù)指標要求，高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性以及外表抗滑性能等技術(shù)指標都有很大提高。3、西戶高速公路于2002年12月正式通車，這是XX省第一次采用這種方法對瀝青上面層進展設(shè)計和施工，改善了路面的使用性能，也為高性能瀝青路面的推廣提供了第一手資料。-bennygg20082004年11月16日,星期二18:03 回復(fù)〔0〕| 引用〔0〕土質(zhì)學(xué)資料軟土資料l????????土粒密度：干土粒的質(zhì)量與體積之比土粒密度的一般數(shù)值土名砂土砂質(zhì)粉土粘質(zhì)粉土粉質(zhì)粘土粘土土粒密度〔g/cm3〕2.65-2.692.72.712.72-2.732.74-2.76l????????塑性指數(shù)：液限和塑限的差值〔無％號〕反響在可塑狀態(tài)的含水量變化X圍-.word.zl- 42--粘性土按塑性指數(shù)分類土的名稱粉質(zhì)黏土黏土塑性指數(shù)10 43--各種地基土的容許承載力表土壤名稱土壤狀態(tài)容許承載力〔KN/m2〕土壤名稱土壤狀態(tài)容許承載力〔KN/m2〕雜有砂的礫石各種含水量中密至密實400亞砂土密實250含粘土礫石各種含水量中密至密實300亞砂土中密200礫、砂、粗砂各種含水量中密至密實400亞粘土硬塑250中砂各種含水量中密至密實350亞粘土軟塑200細砂水上、密實350含砂礫石的粘土密實250細砂水上、中等密實250粘土軟塑150粉砂水上、密實300粘土硬塑300粉砂水上、中等密實200粘土干硬至堅硬350l????????軟土按物理狀態(tài)的分類：1〕?淤泥：天然含水量大于液限，天然空隙比大于等于1.5的土2〕?淤泥質(zhì)土：天然含水量大于液限，天然空隙比大于1小于1.5的土具體可按塑性指數(shù)分為淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土l????????軟土按有機質(zhì)含量分為泥炭質(zhì)土和泥炭。軟土定義：軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑狀態(tài)的粘性土。它一般是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物、化學(xué)作用形成的。但含水量多少才謂之高、承載力多少才謂之低，目前尚沒有一個統(tǒng)一標準。比方，日本采用標準貫入擊數(shù)、無側(cè)限抗壓強度、荷蘭式貫入指數(shù)等三項指標來劃分軟土。德國那么用“很容易搓捏的土〞來劃分軟土。在國內(nèi)，鐵道部建議以天然含水量接近或大于液限、孔隙比大于1、壓縮模量小于4000kPa、標準貫入擊數(shù)小于2擊，靜力觸探結(jié)入阻力小于700kPa、不排水強度小于25kPa等6項指標來劃分軟土；建立部頒?軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)X?〔JGJ83-91-.word.zl- 44--〕規(guī)定，凡符合外觀以灰色為主的細粘土、天然含水量大于等液限、天然孔隙比大于等于1等3項指標來劃分軟土；交通部?公路土載試驗規(guī)X?〔JTJ051-85〕那么以天然含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)、飽和度和內(nèi)摩擦角等5項指標來劃分軟土。從上述部門的規(guī)定或規(guī)X可以看出建立部頒規(guī)X比擬簡單，使用起來不方便。為了有個統(tǒng)一簡便的判別標準，交通部最近公布?公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)X?〔JTJ017-96〕，在總結(jié)經(jīng)歷的根底上，軟土的劃分標準采用天然含水量大于等于35%或液限、天然孔隙比大于等于1.0、十字板剪切強度小于35kPa等3項指標。凡符合以上3項指標的粘性土均為軟土。珠江三角洲地區(qū)軟土一般指淤泥、淤泥質(zhì)土。淤泥和淤泥質(zhì)土的定量劃分指標為：當土的天然孔隙比大于1.5時，為淤泥；天然孔隙比1小于等于e小于等于1.5時為淤泥質(zhì)土。-bennygg20082004年11月12日,星期五15:53 回復(fù)〔4〕| 引用〔0〕混凝土教材混凝土是以膠凝材料與骨料按適當比例配合，經(jīng)攪拌、成型、硬化而成的一種人造石材。按所用膠凝材料分為水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土等，本章主要介紹廣為應(yīng)用的水泥混凝土。本章是全書的重點。本章主要內(nèi)容：-.word.zl- 45--主要掌握：掌握混凝土的四項根本要求、骨料顆粒級配的評定、細骨料的細度模數(shù)和粗骨料最大粒徑確實定、混凝土拌合物和易性的涵義、調(diào)整和易性的原那么、合理砂率對配制混凝土的重要意義、立方體抗壓強度、立方抗壓強度標準值及強度等級確實定、影響混凝土強度的諸因素特別是水灰比對強度影響的規(guī)律、強度經(jīng)歷公式的運用、提高混凝土強度的主要措施、提高耐久性的主要措施特別是掌握控制水會比及保證足夠水泥用量對保證混凝土耐久性的重要作用、掌握混凝土配制強度確實定、混凝土配合比設(shè)計方法〔包括混凝土配合比三個參數(shù)用水量、水灰比、砂率確實定原那么和方法、混凝土配合比設(shè)計的整個步驟〕。著重了解：和易性對混凝土質(zhì)量的影響、影響混凝土拌合物和易性的主要因素〔用水量、水會比和砂率等與混凝土配合比有關(guān)的參數(shù)〕、混凝土干縮變形的特點、影響因素及其危害、抗?jié)B性與抗凍性的意義、指標及其影響因素、混凝土抗壓強度的涵義、減水劑的作用機理、效果及常用品種。一般了解：混凝土的組成概況及混凝土的特點、水泥品種及標號的選擇依據(jù)、混凝土對粗細骨料的質(zhì)量要求、混凝土對拌合用水的要求、水灰比的適宜X圍、混凝土變形的類型及產(chǎn)生原因、混凝土徐變的概念、早強劑的種類及其作用、輕骨料混凝土的特點。學(xué)習(xí)指導(dǎo)：名詞解釋：1、和易性：和易性是指混凝土是否易于施工操作和均勻密實的性能。主要表現(xiàn)為：是否易于攪拌和卸出；運輸過程中是否分層、泌水；澆灌時是否離析；振搗時是否易于填滿模型?？梢?，和易性是一項綜合性能，包括流動性、粘聚性和保水性。2、水灰比：指混凝土中水與水泥用量的質(zhì)量比。水灰比影響著水泥漿的稠稀。3、砂率：指混凝土中砂的用量占砂、石總量的質(zhì)量百分率。4、立方抗壓強度：按照國家規(guī)定，以邊長為150?的混凝土立方體試塊，在標準養(yǎng)護條件下〔溫度為20度左右，相對濕度大于90%〕養(yǎng)護28天，測得的抗壓強度值，稱為立方抗壓強度fcu.5、化學(xué)收縮：混凝土在硬化過程中，水泥水化后的體積小于水化前的體積，致使混凝土產(chǎn)生收縮，這種收縮叫化學(xué)收縮。-.word.zl- 46--6、混凝土的干縮：當混凝土在枯燥空氣中硬化時，會引起體積的收縮，叫干縮。干縮變形對混凝土危害較大，它可使混凝土外表開裂，是混凝土的耐久性嚴重降低。7、溫度變形：溫度升降1度，每米脹縮0.01毫米。溫度變形對大體積混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，放出較多的水化熱，當混凝土較厚時，散熱緩慢，致使內(nèi)外溫差較大，因而變形較大。8、徐變：混凝土在持續(xù)荷載作用下，隨時間增長的變形稱為徐變。徐變變形初期增長較快，然后逐漸減慢，一般持續(xù)2-3年才逐漸趨于穩(wěn)定。9、混凝土配合比：是指混凝土中各組成材料〔水泥、水、砂、石〕之間的比例關(guān)系。有兩種表示方法：一種是以1立方米混凝土中各種材料用量表示；另一種是用單位質(zhì)量的水泥與各種材料用量的比值及混凝土的水灰比表示??。10、輕骨料混凝土：它是用輕的粗、細骨料和水泥配制成的混凝土。由于自重輕，彈性模量低，因而抗震性能好。與普通燒結(jié)磚相比，不僅強度高、整體性好，而且保溫性能好。由于構(gòu)造自重小，特別適合高層和大跨度構(gòu)造。。11、合理砂率：保持混凝土拌合物具有良好粘聚性和保水性的最小砂率。12、混凝土外加劑：在混凝土拌合物中，摻入量一般不大于水泥質(zhì)量的5%，能改善混凝土拌合物或硬化后混凝土性質(zhì)的材料，稱為外加劑。重點與難點：一、混凝土的組成混凝土是由水泥、水、砂和石子組成。水和水泥成為水泥漿，砂和石子為混凝土的骨料。在混凝土的組成中，骨料一般占總體積的70%-80%；水泥石約占20%-30%，其余是少量的空氣。二、混凝土的根本要求1、混凝土拌合物的和易性：混凝土拌合物必須具有與施工條件相適應(yīng)的和易性。2、強度：混凝土經(jīng)養(yǎng)護至規(guī)定天數(shù)，應(yīng)到達設(shè)計要求的強度。3、耐久性：硬化后的混凝土，應(yīng)具有適應(yīng)所處環(huán)境條件下的耐久性，如抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性-.word.zl- 47--等，使混凝土經(jīng)久耐用。4、???????????????????????????經(jīng)濟性：在保證上述三種要求的前提下，混凝土中各種材料的組成應(yīng)經(jīng)濟合理，盡量節(jié)省水泥，降低本錢。三、對普通混凝土組成材料的根本要求〔一〕?水泥水泥標號的選擇，根據(jù)混凝土的強度要求確定，使水泥標號與混凝土強度相適應(yīng)。水泥的強度約為混凝土強度的1.5-2.0倍為好?！捕?細骨料粒徑為5?以下的骨料稱為細骨料，一般采用天然砂?；炷劣蒙暗馁|(zhì)量要求，主要有以下幾項：1、?砂的粗細程度及顆粒級配〔1〕?????????????????砂的粗細程度對混凝土的影響砂的粒徑越小，總外表積越大。在混凝土中，砂的外表由水泥漿包裹，砂的總外表積越大，需要的水泥漿越多。當混凝土拌合物的流動性要求一定時，顯然用粗砂比用細砂所需水泥漿為省，且硬化后水泥石含量少，可提高混凝土的密實性，但砂粒過粗，又使混凝土拌合物容易產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象，影響混凝土的均勻性，所以，拌制混凝土的砂，不宜過細，也不宜過粗。那么，怎樣確定砂的粗細呢？評定砂的粗細，通常用篩分析法。該法是用一套孔徑為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160?的標準篩，將預(yù)先通過孔徑為10.0?篩的干砂試樣500克由粗到細依次過篩，然后稱量各篩上余留砂樣的質(zhì)量，計算出各篩上的“分計篩余百分率〞和“累計篩余百分率〞，計算如下：篩孔尺寸/?分計篩余〔克〕分計篩余百分率〔%〕累計篩余百分率〔%〕5.00m1a1=m1/m?1=a12.50m2a2=m2/m?2=a1+a2-.word.zl- 48--1.25m3a3=m3/m?3=a1+a3+a30.630m4a4=m4/m?4=a1+a2+a3+a40.315m5a5=m5/m?5=a1+a2+a3+a4+a50.160m6a6=m6/m?6=a1+a2+a3+a4+a5+a6砂的粗細程度，，工程上常用細度模數(shù)μf表示，其定義為：μf=〔?2+?3+?4+?5+?6〕-5?1/100-?1細度模數(shù)越大，表示砂越粗。細度模數(shù)在3.7-3.1為粗砂，在3.0-2.3為中砂，在2.2-1.6為細砂。普通混凝土用砂的細度模數(shù)X圍在3.7-1.6，以中砂為宜。〔2〕砂的顆粒級配對混凝土的影響砂的顆粒級配是指粒徑大小不同的砂相互搭配的情況。級配好的砂應(yīng)該是粗砂空隙被細砂所填充，使砂的空隙到達盡可能小。這樣不僅可以減少水泥漿量，即節(jié)約水泥，而且水泥石含量少，混凝土密實度提高，強度和耐久性加強。可見，要想減少砂粒間的空隙，就必須有良好的級配。2、?泥、泥塊及有害物質(zhì)〔1〕泥及泥塊泥黏附在骨料的外表，防礙水泥石與骨料的黏結(jié)，降低混凝土強度，還會加大混凝土的干縮，降低混凝土的抗?jié)B性和抗凍性。泥塊在攪拌時不宜散開，對混凝土性質(zhì)的影響更為嚴重?！?〕有害物質(zhì)砂中的有害物質(zhì)主要包括硫化物、硫酸鹽、有機物及云母等，能降低混凝土的強度和耐久性。3、?????????鞏固性必須選鞏固性好的砂，不用已風(fēng)化的砂。〔三〕????粗骨料-.word.zl- 49--最大粒徑的大小表示粗骨料的粗細程度。粗骨料最大粒徑增大時，骨料總外表積減少，可減少水泥漿用量，節(jié)約水泥，且有助于提高混凝土密實度，因此，當配制中等強度以下的混凝土?xí)r，盡量采用粒徑大的粗骨料。但粗骨料的最大粒徑，不得大于構(gòu)造截面最小尺寸的1/4，并不得大于鋼筋最小凈距的3/4；對混凝土實心板，最大粒徑不得大于板厚的1/2，并不得超過50?。〔四〕????混凝土拌合及養(yǎng)護用水凡能飲用的自來水及清潔的天然水都能用來養(yǎng)護和拌制混凝土。污水、酸性水、含硫酸鹽超過1%的水均不得使用。海水一般不用來拌制混凝土。四、影響混凝土拌合物和易性的因素1、???????????????用水量混凝土拌合物中，水泥漿應(yīng)填充骨料顆粒間的空隙，并在顆粒外表形成潤滑層，以降低摩擦，可見，為了獲得要求的流動性，必須要有足夠的水泥漿。當增加水泥漿中的用水量時，流動性增大，否那么，那么減小。增加用水量雖然可提高流動性，但用水量過多，使拌合物的粘聚性和保水性變差，產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象，影響混凝土的強度和耐久性。所以，在增加用水量的同時，增加水泥的用量，保持水灰比不變。2、???????????????水灰比水灰比決定著水泥漿的稠稀。為獲得密實的混凝土，水灰比不宜過小；為獲得要求的粘聚性和保水性，水灰比值不宜過大，一般約為0.5?0.8之間。3、???????????????砂率合理砂率實際就是保持混凝土拌合物具有良好黏聚性和保水性的最小砂率。合理砂率的選擇，要根據(jù)所選材料及施工條件是否有利于保持混凝土拌合物的黏聚系和保水性而定，如有利于保持黏聚性和保水性，那么采用較小砂率，否那么，采用較大砂率。如施工要求的流動性較大，那么須采用較大砂率。4、???????????????其他影響因素-.word.zl- 50--包括水泥品種、骨料條件、時間和溫度、外加劑等。五、混凝土的強度混凝土強度包括抗壓、抗拉、抗彎和抗剪，其中以抗壓強度為最高，所以混凝土主要用來抗壓?；炷恋目箟簭姸仁且豁椬钪匾男阅苤笜??；炷涟磸姸确殖杉僭O(shè)干強度等級，混凝土的強度等級是按立方體抗壓強度標準值fcu,k劃分的。立方體抗壓強度標準值是立方抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值得百分率不超過5%，即有95%的保證率?；炷恋膹姸确譃镃7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二個等級。六、普通混凝土受壓破壞特點混凝土受壓破壞主要發(fā)生在水泥石與骨料的界面上?；炷潦芎奢d之前，粗骨料與水泥石界面上實際已存在細小裂縫。隨著荷載的增加，裂縫的長度、寬度和數(shù)量也不斷增加，假設(shè)荷載是繼續(xù)的，隨時間延長即發(fā)生破壞.決定混凝土強度的應(yīng)該是水泥石與粗骨料界面的黏結(jié)強度。七、影響混凝土強度的因素〔一〕水泥強度和水灰比從普通混凝土受壓破壞特點得知，混凝土強度主要決定于水泥石與粗骨料界面的黏結(jié)強度。而黏結(jié)強度又取決于水泥石強度。水泥石強度愈高，水泥石與粗骨料界面強度也愈高。至于水泥石強度，那么取決于水泥強度和水灰比。這是因為：水泥強度愈高，水泥石強度愈高，黏結(jié)力愈強，混凝土強度愈高。在水泥強度一樣的情況下，混凝土強度那么隨水灰比的增大有規(guī)律的降低。但水灰比也不是愈小愈好，當水灰比過小時，水泥漿過于干稠，混凝土不易被振密實，反而導(dǎo)致混凝土強度降低?；炷翉姸扰c水泥強度和水灰比的計算關(guān)系：〔1〕我國通過實驗求得的這種線性關(guān)系式為：-.word.zl- 51--fcu=Afc(C/W-B)式中：fcu??混凝土28天齡期的抗壓強度；C/W??灰水比；fc??水泥實際強度；是經(jīng)實驗測定的強度值。A、B??經(jīng)歷系數(shù)。碎石混凝土A=0.48,B=0.52卵石混凝土A=0.50,B=0.61〔2〕在無法取得水泥實際強度值時，對新出廠的水泥可按下式計算：Fc=Kcfcb式中：fbc??水泥標號；kc??水泥標號充裕系數(shù)?！矐?yīng)按實際資料確定，在無統(tǒng)計資料時可取1.13〕注意：混凝土強度與水灰比關(guān)系的計算式只適用于塑性拌合物的混凝土，不適用于干性拌合物的混凝土。采用的灰水比宜在1.25-2.5X圍內(nèi)。利用此式可以初步解決以下兩個問題：〔1〕當所采用的水泥強度已定，欲配制某種強度的混凝土?xí)r，可以估計出應(yīng)采用的灰水比值。〔2〕當所采用的水泥強度與灰水比值，可以估計出混凝土28天可能到達的強度?！捕除g期混凝土在正常情況下，強度隨著齡期的增加而增長，最初的7-14天內(nèi)較快，以后增長逐漸緩慢，28天后強度增長更慢，但可持續(xù)幾十年?！踩仇B(yǎng)護溫度和濕度混凝土澆搗后，必須保持適當?shù)臏囟群妥銐虻臐穸?，使水泥充分水化，以保證混凝土強度的不斷開展。一般規(guī)定，在自然養(yǎng)護時，對硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥配制的混凝土，澆水保濕養(yǎng)護日期不少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥、摻有緩凝型外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土，那么不得少于14天?！菜摹呈┕べ|(zhì)量-.word.zl- 52--施工質(zhì)量是影響混凝土強度的根本因素。假設(shè)發(fā)生計量不準，攪拌不均勻，運輸方式不當造成離析，振搗不密實等現(xiàn)象時，均會降低混凝土強度。因此必須嚴把施工質(zhì)量關(guān)???！参濉郴炷恋淖冃位炷猎谟不蠛褪褂眠^程中，受各種因素影響而產(chǎn)生變形，主要有化學(xué)收縮、干濕變形、溫度變形和荷載作用下的變形等，這些都是使混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因，直接影響混凝土的強度和耐久性。。八、提高混凝土強度的措施1采用高標號水泥2采用干硬性混凝土拌合物3采用濕熱處理：分為蒸汽養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護?！?〕?????????????????蒸汽養(yǎng)護：是在溫度低于100度的常壓蒸汽中進展。一般混凝土經(jīng)16-20小時的蒸汽養(yǎng)護后，強度可達正常養(yǎng)護條件下28天強度的70%-80%。〔2〕?????????????????蒸壓養(yǎng)護：是在175度的溫度、8個大氣壓的蒸壓釜內(nèi)進展。在高溫高壓的條件下，提高混凝土強度。4改良施工工藝加強攪拌和振搗，采用混凝土拌合用水磁化、混凝土裹石攪拌法等新技術(shù)。5參加外加劑：如參加減水劑和早強劑等，可提高混凝土強度。??九、混凝土的變形混凝土在硬化后和使用過程中，受各種因素影響而產(chǎn)生變形，主要有化學(xué)收縮、干濕變形、溫度變形和荷載作用下的變形等，這些都是使混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因，直接影響混凝土的強度和耐久性?！惨弧郴瘜W(xué)收縮-.word.zl- 53--混凝土在硬化過程中，水泥水化后的體積小于水化前的體積，致使混凝土產(chǎn)生收縮，這種收縮叫化學(xué)收縮。〔二〕干濕變形當混凝土在水中硬化時，會引起微小膨脹，當在枯燥空氣中硬化時，會引起干縮。干縮變形對混凝土危害較大，它可使混凝土外表開裂，是混凝土的耐久性嚴重降低。影響干濕變形的因素主要有：用水量〔水灰比一定的條件下，用水量越多，干縮越大〕、水灰比〔水灰比大，干縮大〕、水泥品種及細度〔火山灰干縮大、粉煤灰干縮小；水泥細，干縮大〕、養(yǎng)護條件〔采用濕熱處理，可減小干縮〕。〔三〕溫度變形溫度升降1度，每米脹縮0.01毫米。溫度變形對大體積混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，放出較多的水化熱，當混凝土較厚時，散熱緩慢，致使內(nèi)外溫差較大，因而變形較大。〔四〕荷載作用下的變形混凝土的變形分為彈性變形和塑性變形。1、徐變：混凝土在持續(xù)荷載作用下，隨時間增長的變形稱為徐變。徐變變形初期增長較快，然后逐漸減慢，，一般持續(xù)2-3年才逐漸趨于穩(wěn)定。2、徐變的作用：徐變可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力較均勻的重新分布，對大體積混凝土能消除一局部由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。但在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造中，徐變將使混凝土的預(yù)加應(yīng)力受到損失。3影響徐變的因素：水灰比擬大時，徐變較大；水灰比一樣，用水量較大時，徐變較大；骨料級配好，最大粒徑較大，彈性模量較大時，混凝土徐變較??；當混凝土在較早齡期受荷時，產(chǎn)生的徐變較大。十、提高混凝土耐久性的主要措施：1選用適當品種的水泥2嚴格控制水灰比并保證足夠的水泥用量-.word.zl- 54--3選用質(zhì)量好的砂、石，嚴格控制骨料中的泥及有害雜質(zhì)的含量。采用級配好的骨料4適當摻用減水劑和引氣劑5在混凝土施工中，應(yīng)攪拌均勻，振搗密實，加強養(yǎng)護等，以增強混凝土的密實性十一、混凝土配合比根本參數(shù)確實定混凝土配合比設(shè)計，實質(zhì)上就是確定四項材料用量之間的三個比例關(guān)系，即水與水泥之間的比例關(guān)系用水灰比表示；砂與石子之間的比例關(guān)系用砂率表示；水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系，可用1立方米混凝土的用水量來反映。當這三個比例關(guān)系確定，混凝土的配合比就確定了。〔一〕水灰比確實定滿足強度要求的水灰比，可根據(jù)確定出的配制強度，按混凝土強度公式算出。滿足耐久性要求的水灰比，根據(jù)最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定查表。根據(jù)強度和耐久性要求確定的水灰比有時是不一樣的，應(yīng)選取其中較小的水灰比。〔二〕確定用水量用水量參照混凝土用水量參考表進展初步估計。然后按估計的用水量試拌混凝土拌合物，測其坍落度，坍落度假設(shè)不符合要求，應(yīng)保持水灰比不變的情況下調(diào)整用水量，再做試驗，直到符合要求為止?！踩成奥蚀_實定通常確定砂率的方法，可先憑經(jīng)歷或經(jīng)歷圖表進展估算，然后按初步估計的砂率拌制混凝土，進展和易性試驗，通過調(diào)整確定。十二、混凝土配合比設(shè)計的方法和步驟配合比設(shè)計工作，一般均在實驗室進展。選用枯燥狀態(tài)的骨料，在標準條件下制作試件和養(yǎng)護，這樣獲得的配合比稱為實驗室配合比。在施工現(xiàn)場，骨料多在露天堆放，含有水分，在這種條件下使用的配合比叫做施工配合比。-.word.zl- 55--設(shè)計混凝土?xí)r，先設(shè)計實驗室配合比，在根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況換算成施工配合比?！惨弧吵醪焦浪闩浜媳?、確定配制強度fcufcu=fcu,k+1.645σ式中：fcu,k??設(shè)計要求的混凝土強度等級σ??混凝土強度標準差-1.645??強度保證率為95%的t值2、確定水灰比w/c由fcu=Afc(C/W-B)那么W/C=Afc/(fcu+ABfc)式中：fc??水泥實際強度A、B??經(jīng)歷系數(shù)。如不通過試驗，可選取以下數(shù)值：碎石：A=0.46，B=0.52；卵石：A=0.48，B=0.61注意：為保證混凝土的耐久性，由上式計算出的水灰比應(yīng)小于規(guī)X中規(guī)定的最大水灰比值。如果計算出的水灰比大于規(guī)X規(guī)定的最大水灰比，那么取規(guī)定的最大水灰比值。3、確定用水量按施工要求的坍落度指標，憑經(jīng)歷選用，或根據(jù)骨料的種類和規(guī)格查表。4、計算水泥用量由已求得的水灰比和用水量，可計算出水泥用量。-.word.zl- 56--注意：計算出的水泥用量應(yīng)大于規(guī)X規(guī)定的最小水泥用量。當計算的水泥用量小于規(guī)X規(guī)定時，那么選用規(guī)X規(guī)定的最小水泥用量。5、確定合理砂率可通過試驗或憑經(jīng)歷選取，或者根據(jù)骨料的種類和規(guī)格，及所選用的水灰比，由表查得。6、計算砂石用量〔1〕??????????????????????????體積法基于新澆筑的混凝土體積等于各組成材料絕對體積與所含空氣體積之和，那么：C/ρC+W/ρW+S/ρS’+G/ρG’+10a=1000式中：C、W、S、G??分別為1立方米混凝土中水泥、水、砂和石子的質(zhì)量；ρC、ρW??水泥及水的密度；ρS‘、ρG‘??砂及石子的表觀密度；a??混凝土中含氣量百分率。無含氣型外加劑時，取1。〔2〕??????????????????????????假定體積密度法：基于新澆筑的1立方米混凝土中各項材料質(zhì)量之和等于混凝土體積密度假定值，那么：C+W+S+Go=ρoh1m3式中：ρoh??混凝土體積密度假定值，在2400-2450千克/立方米之間。此兩種計算方法，與合理砂率的計算公式SP=S/S+G聯(lián)立，均可求出初步配合比?！捕吃囼炚{(diào)整，確定試驗室配合比上述的初步配合比，是利用圖表和經(jīng)歷公式初步估算的，與實際情況有出入，必須進展試驗和校核。1、檢驗和易性，確定基準配合比-.word.zl- 57--按初步配合比，稱取15-30升混凝土拌合物進展試拌，檢驗和易性。假設(shè)流動性大于要求值，可保持砂率不變，適當增加砂、石用量；假設(shè)流動性小于要求值，可保持水灰比不變，適當增加水和水泥用量；假設(shè)粘聚性和保水性差，可適當增加砂率。和易性調(diào)整合格時，實測混凝土拌合物的體積密度ρoh，并確定調(diào)整后各項材料的用量(水泥Cb，水Wb,砂Sb,石子Gb)，那么試拌后的質(zhì)量Qb為：Qb=Cb+Wb+Sb+Gb由此得出和易性合格后的配合比為：CJ=Cb/Qbρoh1m3;WJ=Wb/Qbρoh1m3;SJ=Sb/Qbρoh1m3;GJ=Gb/Qbρoh1m3;此配合比稱為基準配合比。2、檢驗強度，確定實驗室配合比基準配合比雖然和易性滿足施工要求，但水灰比不一定滿足強度要求，還要加以檢驗。檢驗的方法是：至少采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，較基準配合比分別增加和減少0.05，其用水量與基準配合比一樣，但砂率值可作調(diào)整。每種配合比至少做一組〔3塊〕試件，在標準條件下養(yǎng)護28天，測定強度。由強度試驗結(jié)果得出各水灰比的強度值，然后用作圖法〔繪制強度與水灰比關(guān)系的直線〕或計算法，求出與混凝土配制強度相對應(yīng)的灰水比。至此，即可初步確定出試驗室配合比，各項材料用量為：用水量：取基準配合比的用水量；水泥用量：由用水量和與配制強度相對應(yīng)的灰水比值確定；-.word.zl- 58--粗、細骨料用量：取基準配合比的粗細骨料用量，并按確定出的水灰比值做適當調(diào)整。以上定出的混凝土配合比，還應(yīng)根據(jù)實測的混凝土體積密度再做必要的校正，其步驟為：〔1〕算出混凝土的計算體積密度(即C+W+S+G)〔2〕將混凝土的實測體積密度除以計算體積密度得出校正系數(shù)K〔3〕定出的混凝土配合比中每項材料用量乘以系數(shù)K即為最終定出的試驗室配合比〔三〕換算施工配合比經(jīng)測定，工地上砂的含水率為WS，石子的含水率為WG，那么施工配合比為：水泥用量C’=C砂用量S’=S(1+WS)石子用量G’=G(1+WG)用水量W’=W-SWS-GWG十三、混凝土外加劑在混凝土拌合物中，摻入能改善混凝土性質(zhì)的材料，稱為外加劑。外加劑的摻入量一般不大于水泥質(zhì)量的5%?；炷镣饧觿┌雌涔δ芸煞譃椋?改善混凝土拌合物和易性的外加劑2調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間和硬化性能的外加劑3改善混凝土耐久性的外加劑4提高混凝土特殊性能的外加劑〔一〕減水劑-.word.zl- 59--按使用條件不同，摻用減水劑可獲得如下效果：〔1〕在配合比不變的條件下，可提高混凝土流動性，且不降低強度?！?〕在保持流動性和強度不變的條件下，可減少水泥用量。〔3〕在保持流動性和水泥用量不變的條件下，強度提高?！捕吃鐝妱┧芴岣呋炷恋脑缙趶姸龋笃趶姸葻o影響?！踩骋龤鈩┠茉诨炷涟韬衔镏幸胍欢康奈⑿馀?，并均勻分布在混凝土拌合物中。在混凝土拌合物中形成大量氣泡，使水泥漿的體積增加，可提高流動性。假設(shè)保持流動性不變，可減水10%左右。這些氣泡能隔斷混凝土中毛細孔的滲水通道，使混凝土的抗?jié)B性和抗凍性提高例題1:混凝土混合物經(jīng)拌試調(diào)整后，各種材料用量為：水泥3。10千克；水1。86千克；砂6。24千克；碎石12。48千克，測得拌合物容重為2500千克/立方米。試計算每立方米混凝土各種材料用量。解：試拌材料總量：3.1+1.86+6.24+12.48=23.68〔kg〕水泥：C=〔3.1/23.68〕。2500=327〔kg/m3)水：W=〔1.86/23.68〕。2500=196〔kg/m3)砂：S=〔6.24/23.68〕。2500=659〔kg/m3〕石：G=〔12.48/23.68〕。2500=1318〔kg/m3〕-.word.zl- 60--例題2、混凝土的設(shè)計標號為200號，水泥用量為280千克/立方米；水的用量為195千克/立方米；水泥標號為425號〔強度充裕系數(shù)1。13〕；石子為碎石。試用水灰比公式計算校核，按上述條件施工作業(yè)，混凝土強度是否有保證？為什末？〔A=0。46，B=0。52〕解：R配=0.461*1.13*42.5*〔280/195-0.52〕=20〔MPa〕-bennygg20082004年10月28日,星期四10:37 回復(fù)〔2〕| 引用〔0〕Copyright?2003-2004BLOGDRIVER.Allrightsreserved-.word.zl-
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