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[論文摘要]近年來,隨著混凝土工程的日益增多,及其規模的日益擴大,泵送混凝土技術及施工方法在水利工程方面的應用得到了巨大的發展。詳細介紹泵送技術,并結合實例,闡明泵送混凝土配合比的設計。
目前,由于國家大興水利工程,如南水北調工程、三峽工程等,使得泵送混凝土技術及施工方法在水利工程方面的應用得到充分體現。我國混凝土泵送技術已有50多年的歷史,泵送水平和泵送技術日益提高和完善,泵送混凝土的應用正日趨擴大。一些發展泵送混凝土較早的城市,泵送混凝土在混凝土工程量中占的比例和泵送技術已接近世界先進水平,但全國整體水平與世界先進國家相比仍有較大差距。
一、配合比的設計原則
泵送混凝土配合比設計方法,是在普通方法施工的混凝土配合比設計方法的基礎上結合混凝土可泵性要求進行確定。泵送混凝土對其可泵性有特殊的要求,即:要求混凝土具有建筑工程所要求的強度需求,同時要滿足長距離泵送的需要。換句話說,就是混凝土在達到可泵性要求時應服從于阿布拉姆斯水灰比定則。而且,泵送混凝土的骨料分離系數要盡可能小。換句話說,混凝土要有足夠的粘聚性,使其在運輸、泵送、施工中不發生分離?;炷僚浜媳鹊脑O計一定要遵循以下原則:穩定骨料所需骨料用量原則;最大限度密度填充原則;混凝土可泵性原則;骨料離析系數最小原則。
二、配合比設計思路
泵送混凝土除了根據工程設計所需的強度外,還需要根據泵送工藝所需的流動性、不離析、少泌水的要求配制可泵性的混凝土混合料。泵送混凝土具體的配合比設計思路如下:以一定數量的粗骨料(5mm-50mm)形成密布的骨架空間網格,以相當數量的細骨料(小于5mm)最大限度地填充骨架空隙,以膠凝材料漿體最大限度地填滿粗骨料和細骨料的間隙,并包裹粗、細骨料的顆粒。形成均勻密實的混凝土,以滿足強度和耐久性的要求。泵送混凝土對粗骨料有特殊的要求。如125輸送管要求可用卵石最大粒徑為40mm,碎石為30mm,150輸送管要求混凝土所用卵石最大粒徑為50mm,碎石為40mm。同時,泵送混凝土對粗骨料的級配也十分敏感。根據以上思路,參考絕對體積設計法,有方程如下:
Ks=(S/rso)/[(1/rso)-(1/1000rg)]·G
a=(W+C/rc+F/rg)/(1000/rso-1/rs)·S
W=K·(C+F)
W+C/rc+S/rs+G/rg+F/rf=1000
F/(C+F)=Kf
聯立以上各式求解:
S=1000/[a(1000/rgo-1/rs)+1/rs+1000rg/(1000rg-rgo)·Ksrso]
G=1000S/[(100/rso-1/rg)·Ksrso
C=(1000-S/rs-G/rg)/[K+k·kf/(1-kf)+1/rc+kf/(1-kf)rf]
F=[kf/(1-kf)]·C
W=K·(C+F)
其中,Ks為砂料裕度系數;a為灰漿裕度系數;rso為砂料振實密度,kg/m3;rgo為石料振實密度,kg/m3;rg為石料表觀密度,kg/L;rs為砂料表觀密度,kg/L;G為石用量,kg/m3;S為砂用量,kg/m3;F為粉煤灰用量,kg/m3;C為水泥用量,kg/m3;Rc為水泥真實密度,kg/L;rf為粉煤灰真實密度,kg/L;W為水用量,kg/m3;K為水灰比;Kf為粉煤灰摻量系數。
三、配合比設計參數
(一)混凝土配制強度
區分數理統計及非數理統計方法評定混凝土強度的不同,根據JGJ552000普通混凝土配合比設計規程,混凝土配制強度應按下式計算:
式中:fcu.o混凝土配制強度,MPa;
fcu.k混凝土立方體抗壓強度標準值,MPa;
σ混凝土強度標準差,MPa。
由施工單位自己歷年的統計資料確定,無歷史資料時應按現行國家標準GB502042002混凝土結構工程施工質量驗收規范的規定取用(高于C35,σ=6.0MPa)。
根據此公式,以C40混凝土為例,C40混凝土的配制強度為:在正常情況下,上式可以采用等號,但當現場條件與試驗條件有顯著差異或重要工程對混凝土有特殊要求時,或C30及其以下強度混凝土在工程驗收采用非數理統計方法評定時,則應采用大于號。
GBJ107-87混凝土質量檢驗評定標準中對混凝土抗壓強度合格標準的評定方法分數理統計和非數理統計兩種。
在實際工程中,由于結構部位的不同,往往要求不同的評定方法,但很多單位僅按數理統計的方法進行混凝土配合比設計,導致實際試配強度均達不到49.9MPa。
對于一般單位而言,在一個工程中通常只有混凝土配合比,加之管理不到位,也往往用于要求非數理統計的工程部位,結果只能出現混凝土強度達不到設計要求的后果。
(二)水灰比
泵送混凝土的水灰比除對混凝土強度和耐久性有明顯影響外,對泵送粘性阻力也有影響。試驗表明:當水灰比小于0.45時,混凝土的流動阻力很大,泵送極為困難。隨著水灰比增大粘性阻力系數(η)逐漸降低,當水灰比達到0.52后,對混凝土η影響不大,當水灰比超過0.6時,會使混凝土保水性、粘聚性下降而產生離析易引起堵泵。因此,泵送混凝土水灰比選擇在0.45~0.6之間,混凝土流動阻力較小,可泵性較好。在Ⅲ#滑坡體剩余工程施工中,泵送混凝土水灰比為0.48。
(三)泵送混凝土外加劑及其摻量
湖北某水閘改建工程過程中,用于泵送混凝土的外加劑,主要是SW1緩凝型高效減水劑?;炷林屑尤胪饧觿龃蠡炷涟韬衔锏牧鲃有?,減少水或水泥用量,提高混凝土強度及耐久性,降低大體積混凝土水化熱,同時有利于泵送和夏季施工。
SW1減水劑能使混凝土的凝結時間延緩1~3h,對泵送大體積混凝土夏季施工有利。其摻量越多,在一定范圍內減水效果越明顯;但若摻量過多,會使混凝土硬化進程變慢,甚至長時間不硬化,降低混凝土的強度,因此,須嚴格控制摻量。SW1減水劑摻量為水泥用量的0.6%~0.8%,夏季溫度較高,混凝土坍落度損失大,摻量取大值;冬季施工,摻量取小值。SW1減水劑對不同水泥有不同的適應性,當使用的水泥品種或水泥的礦物成分含堿量及細度不同時,減水劑的摻用效果不同,其最佳適宜摻量也不同。
四、小結
在工程實際中,應根據結構設計所規定的混凝土強度及特殊條件下混凝土耐久性、和易性等技術要求,合理選用原材料及其用量間的比例關系,并設計出經濟、質量好、泵送效率高的混凝土。水利工程多為野外施工,施工場地受地理條件的限制。
參考文獻:
[1]曹文達,新型混凝土及其應用[M].北京.金盾出版社,2001.
鋼纖維混凝土配合比設計的目的是將組成材料,即鋼纖維、水泥、水、粗細集料及外摻劑合理配合,使配制的鋼纖維混凝土能夠最大限度的滿足施工和工程使用要求。
(1)滿足公路橋梁抗壓強度和抗折強度要求,提高橋面的耐久性能;
(2)使配制的鋼纖維混凝土有較好的和易性,方便和滿足施工要求;
(3)充分發揮鋼纖維混凝土的特點,合理確定鋼纖維及水泥用量,最大限度地降低工程成本。
二、原材料質量要求
鋼纖維:表面應潔凈無銹無油,無粘結成團現象,保證鋼纖維與混凝土的粘結強度,尺寸和抗拉強度符合技術要求;單根鋼纖維絲的最低抗拉強度800N/㎜2,摻加量不超過70㎏/M3。
水泥:采用32.5級或42.5級普通硅酸鹽水泥。
碎石:應采用石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、表面粗糙,近立方體顆粒的碎石。
細集料:宜采用天然中粗砂或機制砂。細集料的潔凈程度,天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示,機制砂以砂當量或亞甲藍值表示,其質量必須滿足規范的要求。
水:無污染的自然水或自來水。
外加劑:宜選用優質減水劑,對抗凍性有明確要求的鋼纖維混凝土宜選用引氣型減水劑。
三、鋼纖維混凝土配合比設計步驟
鋼纖維混凝土配合比設計與普通混凝土配合比設計一樣,一般采用計算法。可按下列步驟進行:
(1)根據強度標準值或設計值及施工配置強度提高系數確定試配抗壓強度和抗折強度。
(2)按試配抗壓強度計算水灰比,一般應控制在0.45-0.50之間??砂雌胀ㄋ嗷炷量箟簭姸取⑺鄻颂?、水灰比的關系式求得。
(3)根據試驗抗折強度,按規定計算鋼纖維體積率。一般體積率選1.0~1.5%。
(4)根據施工要求通過試驗確定單位體積用水量(摻用外加劑時應考慮外加劑的影響)。
(5)根據試驗確定合理砂率(現場應根據材料品種,鋼纖維纖維體積率,水灰比等適當調整),一般應控制在1.1-1.6%之間.
(6)按體積法計算材料用量確定試驗配合比。
(7)按配合比進行拌和物性能檢測,調整確定施工配合比。
四、鋼纖維混凝土的拌和
(1)必須使用滾動式混凝土拌和設備。當鋼纖維體積率較高,拌和物稠度較大時,應對拌和量進行控制,一般應不超過設備拌和量的60%。
(2)注意拌和料的投放順序,一般按水泥、鋼纖維、細集料、粗集料、水的順序進行,先進行干拌后再加水濕拌,同時,鋼纖維應分2-3次投放,保證鋼纖維在拌和機內不結團,不彎曲或拆斷。
(3)應根據拌和物的粘聚性、均勻性及強度穩定性要求通過試拌確定合理的拌和時間。先干拌后濕拌,一般按干拌時間不少于80秒,濕拌時間不少于100秒(總拌和時間必須控制在300秒以內)。
五、鋼纖維混凝土的施工與養護
(1)清除垃圾,清潔橋面,灑水濕潤,澆灑水泥漿(水泥漿可按重量比水:水泥=1∶1配制)。
(2)檢查橋面鋪裝鋼筋網片擺放位置的正確性及鋼筋網片的搭接情況。
(3)鋼纖維混凝土卸料后應用人工攤鋪找平,振搗密實,振平板粗平(不宜使用振動梁拉動找平),振平板每次重疊1/2。
(4)用鋼管提漿滾滾動碾壓數遍,使用提漿滾滾平提漿,避免鋼纖維外露。
(5)使用3米長鋁合金方尺從鋼模板一側向外刮平(精平),每次刮平時方尺應交叉1/3以上。
(6)鋼纖維初凝后人工拉毛處理,使橋面粗糙。
(7)混凝土完成初期可噴灑養生劑,噴灑均勻,表面無色差,初凝后使用土工布覆蓋灑水養生,保持土工布濕潤。土工布覆蓋養生7天,灑水養生14天。
(8)如果橋面鋪裝鋼纖維混凝土為C60時,因混凝土標號較高,水泥凝固快,應集中設備、人員突擊施工,力爭使鋼纖維混凝土從拌和到精平完成的時間控制在4小時以內。
六、鋼纖維混凝土質量控制
(1)鋼纖維的質量檢驗
一是鋼纖維的長度偏差不應超過標準長度的10%,每批次至少隨機抽查10根以上;
二是鋼纖維的直徑或等效直徑合格率不得低于90%,可采取重量法檢驗,每批次抽檢100根,用天平稱量,卡尺測其長度,要求得到的等效平均值滿足規定;
三是鋼纖維的抗拉強度檢驗,要求其抗拉強度不低于380MPA;
四是鋼纖維的抗彎拆性能,鋼纖維應能經受直徑3㎜鋼棒彎拆90°不斷,每批次檢驗不少于10根;
五是雜質含量,鋼纖維表面不得有油污,不得鍍有有害物質或影響鋼纖維與混凝土粘接的雜質。
(2)原材料的檢驗
必須滿足上述原材料的質量控制標準,應按照公路工程施工技術規范的要求進行檢驗。
(3)鋼纖維混凝土的檢驗
應重點檢驗鋼纖維混凝土的和易性、塌落度和水灰比等,同時必須現場目檢鋼纖維在混凝土的分布情況,發現有鋼纖維結團現象應延長拌和時間。
七、注意事項
(1)由于鋼纖維混凝土拌和時對水灰比的控制有嚴格要求,不宜在陰雨天氣或風力較大的條件下進行施工。應選擇晴好天氣時進行,遇雨必須停止施工,并及時使用土工布覆蓋尚未硬化的混凝土橋面,必要時可搭建臨時施工防雨棚,在防雨棚下盡快完成剩余作業。
(2)根據氣溫、風力大小及時調整鋼纖維混凝土拌和用水量,保證混凝土的和易性,建議施工時間應安排在氣溫不高于22℃時進行。
(3)氣溫較高或大風條件下應及時調整養生劑的噴灑量,噴灑養生劑后應及時覆蓋土工布,混凝土初凝后立即在土工布上灑水濕潤,防止橋面混凝土發生收縮開裂。
(4)在通行條件下橋梁加寬使用鋼纖維混凝土橋面鋪裝時,除做好現場施工保通外,由于舊橋車輛通行振動對橋面鋼纖維混凝土的開裂有很影響,建議將新舊橋橋面間保留30㎝寬暫時不做鋪裝,待新格面鋪裝完全成型后補做。
八、結束語
鋼纖維混凝土可以較好地解決普通混凝土難以解決的裂縫、耐久性等問題,對提高橋面的使用質量,延長橋面的使用壽命十分有利。在公路舊橋加固改造、橋面修補、橋梁缺陷修復等方面的應用會更加廣泛。
[摘要]鋼纖維混凝土克服了普通混凝土抗拉強度低、極限延伸率小、脆性等缺點,具有優良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能,通過在橋面鋪裝中的應用,總結了鋼纖維混凝土施工方法,技術要求及有關注意事項,為鋼纖維混凝土的推廣應用提供了經驗。
[關健詞]鋼纖維配合比設計質量控制
參考文獻:
[1]鋼纖維混凝土結構與施工規程.中國工程建筑標準化協會標準.
橡膠瀝青的生產工藝基本分為干拌法和濕拌法,因干拌法生產的橡膠瀝青存放時間不得超過7天,且需要連續攪拌,目前基本被淘汰;濕拌法就是在工廠進行批量加工,生產橡膠瀝青時橡膠粉進行多道膠體磨,細度能達到100目以上,橡膠顆粒更均勻地混熔在基質瀝青中,解決了儲存穩定性同時,更是大大提高了橡膠瀝青材料質量的穩定性,所以可儲存較長時間,同時膠粉的摻量更高(瀝青質量的15%~25%),由此帶來了更高粘度的瀝青材料。
2橡膠瀝青混合合比設計
2.1選擇原材料
2.1.1集料
橡膠瀝青混合料一般用于路面的表面層,混合配合比設計時集料選擇石質堅硬、潔凈、干燥、表面粗糙、不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石,如玄武巖類集料。
2.1.2填料
宜采用石灰巖堿性石料經磨細得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔。拌和機回收的礦粉不得采用。經過磨細的石灰粉或者水泥可代替礦粉。
2.2橡膠瀝青配合比設計考慮因素
橡膠瀝青混合料配合比設計要考慮重載車輛對路面的影響,所以級配選擇時應優先考慮適應重載車輛的結構形式;選用合理的級配范圍,現行施工技術規范的級配范圍上下限比較寬,要根據當地的實際情況確定合適的級配范圍,目前部分地區已確定地方性標準以便配合比設計時參考;油石比是必須考慮的重要因素,因為橡膠瀝青中添加了大量的橡膠粉,按照以往的辦法計算粉膠比并不合適,應扣除瀝青中德橡膠粉進行計算,所以瀝青用量將會增加;配合比驗證是橡膠瀝青混合料配合比設計的關鍵,必須通過車轍試驗、浸水馬歇爾試驗及凍融劈裂試驗進行驗證,只有驗證結果合格的瀝青混合料配合比才能進行使用。
2.2.1路面結構形式和混合料級配選擇
從目前相關研究看,橡膠瀝青混合料的級配范圍比瀝青混凝土路面施工技術規范給定的級配范圍小,而且級配均偏粗,所以進行配合比設計時要進行合理選擇。同時必須考慮關鍵篩孔的通過率,作為配級設計的控制性指標的關鍵篩孔通過率對橡膠瀝青體積指標以及骨架組成有著巨大的影響,4.75mm、2.36mm篩孔通過率直接關系瀝青混合料的骨架,0.075mm的通過率關系瀝青混合料的高溫穩定性。其次,關鍵篩孔的通過率對混合材料的水穩定性有著重要影響,通過采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗可以得出這個結論。
2.2.2外摻劑的影響
外摻劑是指瀝青混合料中添加少量經過磨細的石灰粉或水泥代替一部分礦粉,主要是增加瀝青混合料中各種材料粘結力,進而提高瀝青混合料的水穩定性。橡膠瀝青配合比設計時可能會遇到凍融劈裂強度比不足的現象,這是就需要采用石灰或水泥代替礦粉,根據試驗情況確定石灰或水泥摻量的比例(一般情況下摻量在2%左右)。
2.3橡膠瀝青混合料配合比驗證
橡膠瀝青配合比驗證主要是車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗,車轍試驗是驗證瀝青混合料高溫抗車轍的能力的試驗,以動穩定度車來表示,目前橡膠瀝青動穩定度沒有統一的標準,部分地區采用施工技術規范的3000次/mm,部分地區規定要達到,其實橡膠瀝青的動穩定度基本高于6000次/mm,主要和車轍試驗的成型有很大關系,橡膠瀝青混合料進行車轍車型時溫度應提高10℃~15℃;浸水馬歇爾試驗是檢驗瀝青混合料抗水損害能力的驗證試驗,凍融劈裂試驗是檢驗瀝青混合料低溫性能試驗,有時該試驗的指標達不到,瀝青混合料配合比需要調整,其調整的辦法是用石灰或水泥代替礦粉,能有效提高瀝青混合料的水穩定性和低溫性能。
3橡膠瀝青混合料的質量控制
3.1橡膠瀝青混合料的拌合
在對橡膠瀝青混合物進行攪和時,要嚴格控制好攪拌的速度和橡膠瀝青混合料平衡。橡膠瀝青混合料生產時,拌合周期比一般瀝青混合料長,大約為60秒左右,主要控制點是瀝青混合的溫度控制,瀝青、材料加熱溫度均高于一般瀝青混合料,出料溫度需要控制在185℃左右。
3.2橡膠瀝青混合物材料的運輸
為了使橡膠混合料的溫度保持在合理范圍內,混合材料在運輸過程中要采取必要的保溫措施用雙層棉被進行覆蓋,并且要用大噸位的載貨車進行運輸。在鋪瀝青橡膠混合材料是一定要持續鋪設,在現場等待卸材料的車不能太少以免發生橡膠混合物鋪設間斷現象,并且在卸載橡膠混合物的材料時一定要直接卸料,不能掀開棉被。
3.3橡膠瀝青混合料的攤鋪和碾壓
橡膠瀝青混合料的攤鋪和其他瀝青混合料的攤鋪基本無區別,主要是攤鋪機能夠連續勻速攤鋪,但橡膠瀝青混合料溫度較高,溫度損失也相對快一些,若溫度過低瀝青混合料很難壓實,所以施工時現場的組織和管理水平要求相對較高,禁止出現停機待料的情況;碾壓環節是橡膠瀝青混合料施工的控制重點,必須在混合料溫度下降前完成碾壓,否則壓實度難以得到保證,所以壓實設備配置要足量,碾壓過程必須遵循緊跟慢壓,減少溫度損失。
4小結
關鍵詞:公路水穩碎石 基層配合比設計 質量控制
1.案例介紹
某公路工程由于車輛通行量大,設計使用青蹄脂SMA13+6cm 高性能改性瀝青混合料Sup19+8cm高性能瀝青混合料Sup25+6mm稀漿封層+36cm水泥穩定碎石基層+18cm水泥穩定碎石底基層。良好的板體性、水穩定性、高力學強度、強整體承載能力等是水泥穩定碎石基層的典型特征。除此之外它也有一些缺點,如較差的抗變形能力,由于溫度、濕度和荷載作用的變化易出現裂縫等情況。由于設計人員與施工人員采用了降低水泥用量,提高混合料的級配,嚴格控制含水量及改進養護等措施,其抗裂性能提高,水穩碎石基層的抗裂性能也因為這些措施提高了很多。
2.配合比的合理設計
混合料的配合比設計的合理性與水穩碎石的抗裂性能息息相關。安新公路采用與重型擊實與靜壓成型完全不同的振動法配合比設計,此設備利用振動壓實儀確定最大干密度,然后用振動壓實儀成型試件,模擬現場壓實作業,激振力和頻率的調節可以取得現場壓路機的壓實效果。最大干密度大、水泥劑量低、強度高、干縮小是振動法配合比設計的典型特征,依據此方法設計的基層水穩一方面可以增強其強度,另一方面可以增強其抗裂能力。據研究成果表示,級配設計需要采用骨架密實型級配,這樣才能保證較強的抗裂性能。如表1所示,施工作業中,設計劑量及為水泥劑量為,含水量的增加需要根據天氣的實際情況而定,增加值需要控制在0.5%~1.0%之間。振動成型試驗機參數表面是一種上置式的振動壓實設備,模擬振動壓路機進行表面作業的情況,它的儀器參數與平時用的振動壓路機的參數很相似。
混合料的最大干密度與擊實方式之間關系密切,水泥劑量相同,1.068被確定為振動擊實與重型擊實最大干密度的比值,最佳含水量為0.84?;旌狭险駝映尚驮嚰c靜壓成型試件相比,7d無側限的抗壓強度得到了很大的提高,水泥劑量是4%。從無側限抗壓強度平均值來講,振動成型試件是靜壓成型試件的2.67倍。圖1、2分別為靜壓成型試件和振動成型試件7d的剖面圖。據圖,相比于靜壓成型試件,振動成型試件的剖面結構密集且結實均勻、排列緊密是粗集料的分布特點,細集料及膠結料填充了粗集料的間隙,大的空隙用肉眼看不到,最終形成相對完整密實的整體。而靜壓成型試件的剖面比較松散,細集料及膠漿將中心的集料顆粒裹覆、膠結,但是比較松散,用手就可以剝落,粗集料的分布不均勻,可以看到很多分布在解剖面上的空隙。
3.高速公路水穩碎石基層施工的技術要領
3.1拌和廠的組織管理工作
根據實驗室規定配合比,配置合格的混合料是拌和廠的首要任務,集料、水泥劑量和用水量的管理是拌和廠最重要的管理工作。
1)硬化集料堆放場地,保證排水通暢;為避免各種集料的混雜,在不同的集料堆間設置適當高度的隔離墻,可以避免因材料混雜導致級配變蒸發異性的現象出現;為防止出現離析,集料的堆放高度須低于4m;裝載機裝料時要按規定從料堆的底部鏟裝,這樣可以防止粗料滾落過程出現的離析現象;為避免材料之間的混雜,料倉之間需要設置加高隔板;除此之外,為防止4號被雨淋,需用東西將其覆蓋。
2)每天施工前要對混合料篩分,檢查其級配比與目標配合比是否相配。
3)生產工作必須嚴格控制水泥的劑量,水泥劑量比設計高 0.2%。加強測試,實時觀察混合料有沒有出現灰條、灰團,色澤不正常、離析等現象。
4)為補償施工中出現的蒸發損失的水分,施工拌和的含水量于最佳含水量相比,即大約0.5%~1.0%。根據集料含水量、氣候及氣溫、距離等的變化調整水量的增加量。
3.2混合料運輸工作
因為夏季氣溫高、蒸發快,為減少水分損失,必須在45分鐘內將混合料運送到攤鋪現場并將其覆蓋。裝料時要利用3次裝料法,這樣可以減少混合料出現離析的現象,再將導向板設置在出料口,保證混合料順利滑落到車廂內。
3.3混合料攤鋪工作
為防止出現縱向接縫,將2臺攤鋪機一起攤鋪、碾壓。攤鋪過程中,為了保證攤鋪機受料斗內始終有一定量的混合料,盡量將其后端閘門開大,根據實際情況轉變螺旋分料器的轉動速度,保證攤鋪機在攤鋪過程中保持連續、穩定的工作狀態。安排專業人員檢查攤鋪機,一旦發現離析現象及時將其鏟除,再用新拌的混合料填補。鋪筑前將少量水泥漿灑在下承層表面,然后攤鋪上層有益于良好聯結的形成。
3.4混合料壓實工作
進行混合料壓實時把最大的碾壓長度確定為約 30米,碾壓的延遲時間小于2小時。碾壓工作要遵循先輕后重、先邊后中、由內到外的原則。首先用鋼輪壓路機在全寬范圍內進行初壓(靜壓),然后再用重型振動壓路機和輪胎壓路機進行碾壓,直至按規定完成壓實工作。碾壓的速度需控制在2~3km/h范圍內。此過程中需要將混合料的含水量控制在最合適的數值,若表面水分蒸發較快,要有專門的人灑水補水;若有“彈簧”、松散、起皮等問題,必須派人以最快的速度翻開并換新拌混合料再碾壓。只有將碾壓輪重疊量控制為輪寬的1/3,才能使輪跡消失。
4.水泥穩定碎石基層裂縫出現的原因剖析
由于車輛荷載的作用,瀝青面層會因基層裂縫導致的反射裂縫出現一些病害,所以施工過程中盡最大努力減少裂縫產生?;鶎恿芽p產生的原因是多方面的:
1)水泥劑量過高。水泥劑量的大小與水泥穩定碎石溫縮、干縮變形成正相關,水泥劑量越大越碎石越容易裂開。
2)級配不合理。細集料含量,特別是粉料(不大于0.075毫米)含量的大小與水穩碎石的收縮程度呈正相關。
3)混合料易離析。離析現象會導致不同地段、上下層間的干縮、溫縮產生不均勻的情況,裂縫容易出現。
4)碾壓時含水量大小的影響。碾壓時含水量的大小與基層成型后蒸發散失水分的多少、形成裂縫 可能性的大小成正相關;如果含水量較小,混合料很難達到規定的壓實度,混合料的抗裂性能得不到保障。
5)壓實度對整體性的影響。如果壓實度欠缺,不能保證基層的整體性,減會弱強度及其性能,抗裂能力變弱。 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務,歡迎光臨DyLW.neT
6)保養措施和交通管理工作。保養方法不對導致表面水分蒸發過快,裂紋很容易出現。除此之外,施工車輛尤其是重型車輛如果在鋪筑瀝青面層之前經過,很容易導致基層斷裂,裂縫產生。根據本高速公路已成型的基層段落分析,因為骨架密實型級配是此混合料設計原理,再加上水泥劑量不高,所以裂縫比較少見。
5.結論
在水穩碎石基層施工時,要從多個角度對施工進行控制,合理進行配比。只有這樣才可以保證水穩碎石基層的施工質量可以達到規定要求。本工程施工后取得了良好的施工效果,水穩層的裂縫比較少,具有一定的借鑒價值。
關鍵詞:校企合作 畢業設計 實踐性 雙師型
中圖分類號:G642
文獻標識碼:C
畢業設計是高校本科教學期間最后一個實踐環節,既是對在校大學生所學知識的最后一次全面檢驗,也是對學生綜合運用所學知識獨立分析問題和解決問題的能力考核,同時也檢驗了學生對專業知識掌握的實踐程度,為更好地適應今后工作崗位的需求打下堅實基礎。
隨著市場經濟的發展,今天的高校畢業設計(論文)模式也面臨著巨大的挑戰。社會企業與單位越來越重視人才的實踐能力,因此在市場經濟的大潮沖擊下,迫使許多高校開始思考原有的辦學模式,不得不改革傳統象牙塔畢業設計模式,尋求畢業設計與社會實踐接軌的途徑。而校企合作模式作為學校與企業的最佳對接形式成為高校增強教學實踐能力、提升畢業設計質量的最佳模式。
1 目前畢業設計(論文)存在的主要問題
1.1畢業設計選題虛擬化,缺乏實踐性
目前,很多高校在畢業設計(論文)選題中采取導師指定或學生自選課題,這些題目和企業項目無任何關聯,選題不能與培養目標緊密結合,多以理論為主,實踐性、針對性不強,且目前的畢業設計(論文)基本在校內完成,最終只要完成論文部分即可,依然停留在理論研究層面。這種模式并不符合將理論知識轉化為實踐能力的培養目標,影響畢業設計質量的提升。有些高校甚至通過畢業考試的形式完成對畢業生資格的考核,完全忽視了對學生發現問題、分析問題、解決問題的實踐能力的培養。
1.2畢業設計(論文)的地位正在下降
缺乏以企業為依托的畢業設計容易進入全面的概念化狀態,沒有實際應用價值。很多高校都在討論由于畢業設計質量的下降以及畢業論文大量出現重復和抄襲現象而取消畢業設計(論文)。原因之一,學生撰寫畢業設計(論文)的時間與找工作的時間沖突,畢業設計無形中成了學生的負擔,學生敷衍了事。畢業設計(論文)成了一種形式,漸漸在學生心目中的地位下降;另一個原因便是畢業設計不能反映學生的實踐能力,與培養方案中的實踐教學目標相去甚遠。
2 校企合作的畢業設計模式
通過校企合作的方式進行本科畢業設計,無論從選題、指導還是硬件設備等方面,都為學生順利完成畢業設計(論文)提供了極大的理論和實踐支撐,使畢業設計(論文)既具有實際應用價值,又能保證畢業設計質量,為學生畢業后進人工作崗位打下良好基礎。
2.1選題依托企業項目,提高畢業設計實戰可行性
產學研合作的方式是很多高校正在嘗試的教育模式,依托企業項目為選題對許多畢業生來說具有很強的吸引力。學生對企業實際項目的興趣遠遠大于自選虛擬題目,經過實際項目的畢業設計學生可以學到學校學不到的知識和實踐技能,選題質量得到保證。學生根據自己的興趣選擇相關企業進行畢業實習,并在實習的同時完成畢業設計,這種模式對高校培養方案的實施更具應用價值。
2.2校企合作改革畢業設計模式,促進校企雙贏
企業發展靠人才,人才培養靠教育。在校企合作的模式下,為企業提供優秀人才的同時學生得到有針對性的實踐教育,通過學校與企業共同協作完成畢業設計。這種模式的畢業設計貼近企業生產實際和需要,實現畢業設計題目與企業需求的“零距離”對接。企業成為整個過程中的主體,依托行業實踐實現校企無縫對接,真正實現了工學結合,為學生提供了雙師型畢業設計教學模式,由單一的學校導師制轉變為校企雙師制。該模式既提升了畢業設計質量,又增強了企業人才的競爭優勢,實現校企雙贏。
2.3校企合作畢業設計模式緩解就業壓力
大學生就業成為今天國家和高校關注的重點之一,影響大學生就業的因素很多,其中用人單位的要求是關鍵因素。用人單位希望學生一畢業就能勝任工作崗位,因此學校也越來越重視和社會各界企業單位的聯系,積極鼓勵學生在企業里面完成畢業設計(論文)。這種校企合作進行畢業設計(論文)的創作的模式,一方面可以激發學生做畢業設計的積極性,提升質量,另一方面以需求為導向,加深企業與學生之間的交流與溝通,用畢業設計的方式搭建學校與社會、企業、市場之間的橋梁,讓企業更加了解學生,提高學生的就業率,緩解一定的就業壓力。
關鍵詞:水泥,碎石基層,配合比設計理論、施工質量
中圖分類號:TU71文獻標識碼: A
前言
目前,我國的高速公路對面層的技術要求都較為嚴格,如要求采用玄武巖集料、優質改性瀝青、SMA路面等,然而要充分發揮其應有的作用,則還應當重視基層質量的提高,否則可能造成更大的浪費。半剛性基層作為主要的承重層,其材料性質和整體質量,對瀝青路面的使用性能和使用壽命有十分重要的影響。只有在優質基層的前提下,優質面層才能充分體現優越性。
一、水泥穩定碎石基層質量的重要性
近年來,我國高速公路的使用經驗表明,半剛性基層的設計,從設計厚度來看,特別是近10年來往往都具有較大安全儲備。然而,我國高速公路的現狀卻是早期破壞現象嚴重,這當中,由半剛性基層引起的荷載型裂縫和非荷載裂縫是重要原因之一。荷載型裂縫表現為局部路面產生網裂、形變,以及在行車道的輪跡帶上出現坑洞等:非荷載行裂縫則在最初往往形式上表現為單獨、較為規則,并且不影響承載能力。荷載型裂縫與基層整體性不好、不均勻性有關,而非荷載型裂縫則與基層材料的溫濕度變化有關,兩者都受施工質量的顯著影響。
反射裂縫,由于水分的滲透,降低基層與土基的承載力,從而加劇路面破壞,進而嚴重影響路面的使用性能,縮短使用壽命,這已成為半剛性基層路面結構的主要缺陷,也是造成高速公路瀝青路面早期損壞的重要原因之一。
本文通過實例對水泥穩定碎石配合比設計及施工對基層的質量的影響進行闡述。
二、工程概況
本項目全長38 km , 整體線路走向呈東西走向,途經微丘、重丘區, 地層以亞粘土、泥質巖、砂巖和粉砂巖為主。設計為雙向4 車道, 寬26 m , 路面結構20cm底基層+40cm基層+8 cmSUP-25 粗粒式瀝青下面層+6 cm SUP-20 中粒式中面層+4 cm SMA-13上面層。
三、配合比設計理論
1、本項目提出了全新的配合比設計方法:振動形型法,其是利用振動壓實儀,在與現場壓實機械相匹配的固定配重,振動頻率、振幅和振實時間條件下的水泥穩定碎石半剛性基層材料配合比設計方法。
1.1、振動成型法改變了現行的水泥穩定碎石基層設計方法對基層抗裂性能考慮不足,水泥穩定碎石混合料重型擊實法不能有效模擬基層實際施工環境,從而造成設計出的水泥穩定碎石混合料水泥劑量偏高,干密度偏小的缺點。
1.2、振動成型法包括“振動壓實試驗方法”和“振動壓實成型試驗方法”,前者主要對給定水泥劑量的水泥穩定碎石混合料在不同含水量時進行成型試驗,用于測算最大干密度及最佳含水量。后者主要用于對給定含水量和水泥劑量的水泥混定碎石混合料進行試件成型并進行水泥穩定碎石混合料的各項性能檢測。
2、振動成型法對集料的要求
2.1 碎石質量如下:
(1)壓碎值不大于25%;
(2)粗集料針片狀含量不大于15%
(3)水洗法集料中小于0.075含量粗集料不大于2%,細集料不大于15%
2.2 水泥
初凝大于3小時,終凝大于6小時,42.5水泥3天強度大于17mpa,
28天強度大于42.5mpa.
2.3 集料分檔
具體規格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm,將細集料分成兩檔主要原因有:
2.3.1細料和粉料對水泥穩定碎石混合料質量有顯著影響,若細料和粉料含量控制不嚴,那么基層的開裂幾率大大增加。
2.3.2水穩混合料中0.6mm以下粉料含量較高時,基層收縮裂縫明顯增加。
2.3.3 2.36mm和4.75mm是水泥穩定碎石混合料設計中的關健篩孔,對混合料合成級配及整體性能影響較大,將4.75以下分成兩檔有利于控制細集料和粉料含量,同時也有利于優化混合料級配。
3、混合料級配
振動成型方將混合料設計成骨架密實型結構,減少細集料用量。
四、原材料質量控制
1、水泥。水泥作為集合料的一種穩定劑, 其質量對集料質量是十分重要, 施工時選用終凝時間較長, 標號較低的水泥。為使穩定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度, 不應使用快凝水泥、早強水泥。按合同要求本標段使用425#普通硅酸鹽海螺緩凝水泥。
2、碎石。
材料出廠地:瀏陽市南方礦業有限公司(官渡礦場)
材料規格、質量:
1)、具體規格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm
2)、碎石質量如下:
(1)壓碎值23%;
(2)粗集料針片狀含量12%;
(3)0.6以下顆粒的液限24,塑限指數8。
(4)0~4.75集料中小于0.075含量為9%。
五、施工過程控制
1、廠拌設備的選型。拌和設備的質量直接影響混合料拌和質量, 而拌和設備好壞的關鍵要看骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證, 本標段選用WBC600 型水穩拌和樓,該設備采用電磁調速控制系統, 能較好的保證各種物料的配合比, 且拌和均勻, 性能穩定。
2、嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小, 不能保證水泥穩定土的施工質量;而劑量太大, 既不經濟, 還會使基層的裂縫增多、增寬, 從而引起瀝青面層相對應的反射裂縫。所以, 必須嚴格控制水泥用量, 做到經濟合理, 精益求精, 以確保工程質量。
3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現場, 每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午時間分別測定各種集料的含水量, 根據施工配合比設計的最佳含水量指標, 結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。前場負責檢測壓實度的專職試驗人員, 在混合料攤鋪整型過程中應及時測定混合料的含水量, 及時指揮壓路機碾壓, 力求在最佳含水量條件下碾壓, 盡量避免由于含水量過大而出現“ 彈軟” 、“波浪” 等現象, 影響混合料可能達到的密度和強度,增大混合料的干縮性, 使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散, 不易碾壓成型, 也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規范施工, 加強每一施工環節的質量控制, 才能保證施工質量。
4、混合料的運輸應避免車輛的顛簸, 以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布, 以防止水分過量損失。
5、混合料攤鋪接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種, 當攤鋪機寬度足夠時, 整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時, 采用2 臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料, 并一起進行碾壓, 這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多, 一般情況下都以兩結構物間為一施工段落, 避免了橫向接縫, 如有特殊情況需設置橫向接縫, 其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除, 將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面, 攤鋪機返回到壓實層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度, 再攤鋪新的混合料, 繼續下一步施工。
6、混合料的壓實?;旌狭辖洈備仚C攤鋪成型后, 即可用壓路機碾壓, 碾壓長度需根據施工現場的實際情況確定, 如果實測混合料的含水量高于最佳含水量, 且氣溫較低時可適當延長碾壓長度, 如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時, 應縮短碾壓長度, 確保在最佳含水量時進行碾壓。壓實機械配制3臺30t振動壓路機,1臺27t輪胎壓路機。
7、混合料的養生。對已完成碾壓并經壓實度檢測合格后應立即進行養生, 不能延誤。養生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生, 也可用瀝青乳液進行養生, 還可以在完成的基層上即時做下封層, 利用下封層進行養生,同時也可在已完成的混合料中直接灑水養生。按技術規范的規定養生期應不小于7 d , 在養生期間應由專人負責限制車輛行駛, 除灑水車外, 絕對禁止重型車輛行駛。本標段采用兩種方法養生, 加蓋塑料薄膜和灑水車進行養生。
結束語
根據振動成型設計出的水穩基層混合料,和以往混合料最大的區別在于粗集料用量增加,細集料明顯減少。并通過施工過程及原材料的控制,本項目水穩基層橫向裂縫幾乎沒有,項目完工通車兩年,瀝青路面幾乎沒有橫向裂縫,達到了最初的設計預期。
通過本項目,施工過程中嚴格控制原材料的質量,利用先進合理的配合比設計理論,嚴格按照規范組織施工,規范拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養生等各個環節,保證組織管理到位,路面早期破壞還是可以得到改善。
參考文獻:
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關鍵詞:水泥;砂礫;基層骨架密實結構;配合比設計方法
水泥穩定級配混合料是當今國內外使用最普遍的一種半剛性基層材料,其中又以水泥穩定碎石性能最為優異,使用范圍較廣泛。水泥穩定砂礫基層,由水泥、級配砂礫、填料,按照一定比例混合,加水拌和、攤鋪、碾壓并養護而成的一種結構層。它具有較高的強度,有一定的板體性和較好的穩定性。骨架密實結構同傳統懸浮密實結構相比,具有能夠形成有效的骨架嵌擠結構、提高抗壓強度、降低水泥用量、有效減少路面裂縫的發生等突出特點,很大程度上解決了傳統設計理念下瀝青路面底基層、基層病害的發生,值得推廣應用。
1 組成材料的技術要求
1.1水泥 要求水泥強度等級不低于32.5 MPa;水泥細度、安定性等應符合規范要求;使用緩凝的普通硅酸鹽水泥,禁止使用快硬水泥,早強水泥。同時要求水泥初凝時間3h以上,終凝時間不小于6 h。若采用散裝水泥,在水泥進場入罐時,要了解其出爐天數,剛出爐的水泥,要停放7 d,且安定性合格后才能使用。
夏季高溫作業時,散裝水泥入罐溫度不能高于50 ℃,高于這個溫度,又必須使用時,應采用降溫措施;冬季施工,水泥進入拌缸溫度不應低于10 ℃。
1.2砂礫 砂礫取自施工所在地的涇河中,保證材料均勻和含泥量控制在規范規定范圍內。在水泥穩定砂礫底基層施工質量控制過程中,要控制兩個方面:①砂礫的最大粒徑不應超過37.5 mm;②4.75 mm以上礫石含量不應低于60 %。
1.3水 一般采用人畜能飲用的水。
2 水泥穩定砂礫基層設計方法
2.1主骨料級配確定
2.1.1確定骨料規格D0(一般選取2~4 cm料),將一定質量的此粒徑的骨料分三次放入擊實筒中,每次按重型擊實98次后量測其擊實后的高度,計算其擊實密度,算出空隙率。
2.1.2以D0用量為100,D0的下一級為l/2 D0(1~2 cm),以D0用量的5 %為步長,將D1逐次摻入D0中,每次摻入后,擊實,測定擊實密度,建立填充數量與擊實密度關系曲線。
2.1.3選擇D1的合理用量,測得最佳的填隙率。以此類推,進行二、三、四、五級填充,最后分別得到各級粒徑的最佳填充比例,即主骨料的級配。
2.2混合料的組成設計
2.2.1組成設計原則:①水泥穩定碎石底基層、基層級配應達到骨架密實結構,集料粒徑大于4.75 mm的骨料含量宜在65 %以上,大于2.36 mm的集料含量宜大于80 %,小于0.075 mm顆粒含量宜接近0,最大不應超過3%;②在達到強度的前提下,采用較小水泥劑量,但應考慮施工的不均勻性;③改善集料級配,減少水泥用量,使水泥用量不宜大于4.2 %。
2.2.2水泥劑量的配制可采用:2.5 %、3 %、3.5 %、4 %、4.5 %五種劑量。
2.2.3每種劑量的試件制取13個(最小數量)。
2.2.4試件必須在規定的溫度(20±2 ℃)保濕養生6 d,浸水養生1 d后測定無側限抗壓強度,計算結果的平均值、偏差系數,并計算RX(1-1.645Cv)是否大于Rd(設計強度)。
2.2.5根據設計劑量做水泥延遲時間對混合料強度的影響試驗,并通過試驗確定應該控制的延遲時間。
2.2.6骨架密實結構水泥穩定砂礫(碎石)建議級配。
2.3配合比驗證結果
2.3.1根據確定的最佳含水量,拌制水泥穩定砂礫混合料,按要求壓實度(重型擊實標準,壓實度97 %)制備混合料試件,在標準條件下養護6 d浸水24 h后取出,做無側限抗壓強度。
2.3.2最終確定的生產配合比為:37.5~19 mm礫石:19~4.75 mm礫石:4.75~0 mm石屑=(28 %:37 %:35 %)。按此配合比生產的混合料骨架結構好,集料依次從大到小的逐級填充,顆粒與顆粒之間緊鎖嵌擠,基本能滿足骨架密實結構的要求。
2.3.3在生產控制中嚴格控制混合料中4.75 mm以上礫石含量,控制在65 %~70 %之間,從而能保證整體結構中骨架的良好形成。
2.3.4室內浸水7d無側限抗壓強度,R0.95大于3.5 Mpa。一般在3.5Mpa~4Mpa之間。水泥劑量為3.5 %~4 %之間。
2.4現場取芯質量情況 在正常施工季節中項目的底基層一般在3~5 d內鉆芯取樣完整、密實,3 d及7 d 150 mm芯樣無側限強度能達到2.5 Mpa及4 Mpa以上,從芯樣壓裂程度來看強度主要來自結構中各集料骨架強度。
3 配合比設計在生產實踐中的應用
黑龍江省鐵通高速公路,設計路面底基層采用水泥穩定砂礫。級配組成采用骨架密實結構進行設計施工,設計強度為2.5MPa。在施工過程中一方面對骨架密實結構級配進行試驗分析,選擇合理的級配組成配比;另一方面,從填料、結合料入手,改變傳統觀念,摸索出了一些在保證強度的前提下有效的降低水泥用量,同時減少裂縫的途徑。
3.1級配組成 采用骨架密實設計思路和方法,并參照《鐵通高速公路路面施工細則》的建議級配,經工地試驗室的反復試驗,最終選定的級配如下:
3.2水泥用量
根據規范水泥用量設計方法確定水泥用量。
3.2.1減少砂礫料的含泥量 針對大多數地區砂礫含泥量均較大的情況,建議采用砂礫分級或通過5 mm篩孔控制集料中細料的含量和塑性指數,以減少水穩集料中的粘土含量。
3.2.2摻加石屑 石屑一般具有粗糙、棱角性強、含粉量高等特點,并且通常料場為了滿足石屑在面層中的使用,含泥量很小。因此,一方面石屑的添加增加了骨架的內摩擦阻力,提高了底基層強度;另一方面,石屑中的礦粉本身具有的膠結能力進一步對提高強度起了一定的貢獻,同時對降低水泥用量起了一定的作用。