公路路面基层试验幻灯片.ppt

公路路面基层试验检测技术 水泥稳定碎石 公路工程试验检测工作的必要性和重要性试验检测是进行公路工程质量检测的一种有效手段 也是公路工程质量控制评定验收的一个主要环节 其必要性和重要性主要体现在以下几个方面 1 通过试验检测 能充分利用当地材料 就地取材 降低工程造价 2 通过试验检测 及时有效的对新技术 新工艺进行检测 鉴别其可行性 适用性 先进性 为推进工程进度 提高工程质量起到积极作用 3 通过试验检测 科学地判别各种原材料及半成品 成品质量是否达标 合理的利用材料 提高工程质量 加强试验检测工作 提高工程质量的措施及途径1 提高试验检测人员素质 技术水平目前 试验检测人员水平参差不齐 试验人员相对匮乏 且素质低 缺乏一支专业水平过硬的队伍 如何才能培养一支专业化的试验检测队伍 除可以选派人员到专业院校进行系统的培训 也可以通过开展 导师带徒 技术比武 等一些活动提高检测人员技术水平 做到持证上岗 2 建立完善的公路工程质量保证体系 增强工程质量意识检测单位加强质量体系建设 首先应制定完善的程序文件 质量手册 作业指导书 树立坚持标准 数据准确 结论公证 服务竭诚的质量方针 明确质量目标 增强人员的质量意识 保证检测数据的客观准确 规范工地试验室的 管理运作 进一步完善母体试验室对工地试验室的技术保障体系 鼓励薪酬激励机制 创新员工培训手段 探索人才培养 引进的新方法 健全科技研发体制 确保科技研发工作稳步有序地向前推进 加强企业内控 降低企业的运行风险 丰富和完善企业文化理念 增强企业的凝聚力和向心力 以此来增强人员的工程质量意识 试验检测在公路建设领域中的未来的发展方向随着公路运输行业的不断发展和人们对质量意识的普遍提高 未来对试验检测将会更加重视 如何使试验检测能更快更好更准确的为施工生产服务成为我们需要思考的问题 1 全面扩充检测能力 提升资质水平 随着公路市场的不断开放和发展 对工地试验室的需求越来越多 部分工地试验室的检测能力明显不足 在人员 设备的配备上不能满足施工需求 导致现场检测不够规范 监管力度不够等严重影响了施工生产的健康发展 甚至因自身能力不足而忽视检验质量 甚至出具虚假报告等违法现象 如何提高检测机构的资质水平如何按照标准化管理要求 确保检验机构独立 公正 客观 诚实 确保能力要求 确保行为规范 需要作出统一合理的制度安排 2 开展试验室资质认定工作试验室资质认定是法制计量管理的重要工作内容之一 对检测机构来说 就是检测机构进入检测服务市场的强制性核准制度 具备计量认证资质 取得计量认证法定地位的机构 才能为社会提供检测服务 3 强化能力验证项目的实施在公路建设重点关注的检测领域 多开展能力验证项目 切实提高检测机构的管理水平和技术能力 提高能力验证检测结果的采信度和利用率 加强能力验证工作的信息化工作建设 严格按照 实验室能力验证实施办法 的要求开展能力验证活动的管理工作 不断规范各类能力验证活动 4 不断创新 发展新的技术优势 针对新时期下不断涌现出的新技术和新问题 试验室要加强对新领域 新状况的研究工作 并制定相关的检测办法 做好在节能减排 新能源 新材料等领域的检测工作 半刚性基层路面技术的发展概况目前我国的公路路面90 采用了沥青路面 其中约95 以上采用了半刚性路面 我国是世界上使用半刚性路面最多和最成功的国家 包打天下的半刚性基层 我国都是一套规范管全国 一套思路 包打天下 路面结构设计型式单一 结构设计流于形式 材料设计基本不做 造成了全国高速公路千篇一律的半刚性基层沥青路面的格局 半刚性基层的特征在沥青路面结构层中有一层强度满足规定要求的无机结合料稳定材料层 当其厚度大于或等于15cm时 称半刚性路面 其特性明显不同于全是柔性材料层的沥青路面 半刚性基层具有较高的刚度 具备较强的荷载扩散能力 所以施工及运营过程中一定要保持半刚性基层的整体性 半刚性基层起着结构承载能力作用 而沥青面层只起着功能层作用 因此半刚性基层沥青路面结构的主要破坏形式是半刚性基层的弯拉疲劳损坏 半刚性基层采用防水下渗措施是十分重要的 优点半刚性基层具有一定的板体性 刚度 扩散应力强 具有一定的抗拉强度 抗疲劳强度 良好的水稳定特性 这些都符合路面基层的要求 使得路面基层受力性能良好 并且保证了基层的稳定性 缺点1 半刚性材料不耐磨 不能做面层 路面由于车辆载荷的作用 会产生摩擦 半刚性材料不耐磨 不能适应路面面层的要求 2 半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝普遍存在 在国外普遍采取对裂缝进行封缝 而在交通量繁重或者高速公路上 这种封缝工作十分困难 而在我国 目前根本没有发现裂缝就进行沥青封缝的习惯 因而开裂得不到有效的处理 3 半刚性基层非常致密 渗水性很差 水从各种途径进入路面并到达基层后 不能从基层迅速排走 只能沿沥青面和基层的分界面扩散 积累 半刚性基层沥青路面的内部排水性能差是其致命的弱点 4 半刚性基层有很好的整体性 但是在使用过程中 半刚性基层材料的强度 模量会由于干湿和冻融循环以及反复荷载的作用下因疲劳而逐渐衰减 按照南非的理论 半刚性基层的状态是由整块向大块 小块 碎块变化 显然按照整体结构设计路面是偏于不安全的 5 半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性 同样的超载车对半刚性基层沥青路面的影响要比柔性基层沥青路面大得多 对路面的损伤大得多 6 半刚性基层沥青路面损坏后没有愈合的能力 且无法进行修补 只能挖掉重建 这给沥青路面的维修养护造成很大的困难 通常所说的 补强 实际上是不现实的 也是不可能的 材料和结构角度的改进意见1 材料角度措施 1 控制无机结合料 如水泥 石灰等 的剂量及细料的含量和塑性指数 2 掺加增韧填加剂 如聚合物 乳化沥青等 3 掺加加筋纤维 4 掺加膨胀剂 引气剂等外加剂 2 结构角度措施增设应力消减层 如在半刚性基层上 纵向 全幅铺设玻纤土工格栅等土工合成材料 以此作为隔离层 再比如设置橡胶沥青封层等 在半刚性基层上预切横缝 间距可根据实际情况或根据试验路确定 通常每隔20 30m切一道横缝 深度为其厚度的1 2 1 3 然后在切缝上部加铺土工合成材料加筋层 在半刚性基层上加铺级配碎石过渡层以防止反射性裂缝 并有利于排水 采用混合式基层沥青路面 即以沥青混凝土作面层 沥青稳定碎石作基层 无机结合料稳定集料作底基层这种结构型式 半刚性基层的使用状况实践证明 无论是对于沥青路面还是水泥混凝土路面 影响其使用性能和使用寿命的最关键因素是基层的材料和质量 新建高速公路和其他公路产生的一些早期破坏常与基层质量不好有关 开裂和进水且难以排走是半刚性基层沥青路面结构的致命缺点 一 路面基层概述 常见类型及使用现状1 石灰土 二灰土一般用作路基处理或底基层使用 严禁用于高速公路基层使用 2 二灰稳定碎石一般用作路面基层使用 现在使用已较少 3 水泥稳定碎石当前路面基层常用的类型 术语2 0 1基层base直接位于沥青面层下 用高质量材料铺筑的主要承重层或直接位于水泥混凝土面板下 用高质量材料铺筑的一层称做基层 基层可以是一层或两层 可以是一种或两种材料 2 0 2底基层subbase在沥青路面基层下 用质量较次材料铺筑的次要承重层或在水泥混凝土路面基层下 用质量较次材料铺筑的辅助层称做底基层 底基层可以是一层或两层以上 可以是一种或两种材料 2 0 3细粒土finegrainedsoil颗粒的最大粒径小于9 5mm 且其中小于2 36mm的颗粒含量不少于90 如塑性指数不同的各种粘性土 粉性土 砂生土 砂和石屑等 2 0 4中粒土mediumgrainedsoil颗粒的最大粒径小于26 5mm 且其中小于19mm的颗粒含量不少于90 如塑性指数不同的各种粘性土 粉性土 砂性土 砂和石屑等 2 0 5粗粒土coarsegrainedsoil颗粒的最大粒径小于37 5mm 且其中小于31 5mm的颗粒含量不少于90 如砂砾土 碎石土 级配砂砾 级配碎石等 2 0 11石灰稳定土limestabilizedsoil在粉碎的或原来松散的土 包括各种粗 中 细粒土 中 掺入足量的石灰和水 经拌和 压实及养生后得到的混合料 当其抗压强度符合规定的要求时 称为石灰稳定土 用石灰稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料 称为石灰土 用石灰稳定中粒土和粗粒土得到的强度符合要求的混合料 视所用原材料而定 原材料为天然砂砾土或级配砂砾时 称为石灰砂砾土 原材料为碎石土或级配碎石时 称为石灰碎石土 2 0 12石灰改善土limeimprovedsoil仅使用少量石灰改善级配砾石的塑性指数或提高级配砾石的强度 使其能适应做轻交通道路上沥青面层的基层 但达不到相关规定的强度要求时 这种材料称做石灰改善土 2 0 13石灰工业废渣稳定土limeindustrialwastestabilizedsoil一定数量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣与其他集料相配合 加入适量的水 通常为最佳含量 经拌和 压实及养生后得到的混合料 当其抗压强度符合规定的要求时 称为石灰工业废渣稳定土 简称为石灰工业废渣 二 水泥稳定碎石 水泥稳定碎石组成水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料 采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙 按嵌挤原理摊铺压实 其压实度接近于密实度 强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理 同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙 它的初期强度高 并且强度随龄期而增加很快结成板体 因而具有较高的强度 抗渗度和抗冻性较好 水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3 7 7天的无侧限抗压强度可达5 0Mpa 较其他路基材料高 水泥稳定碎石成型后遇雨不泥泞 表面坚实 是高级路面的理想基层材料 也称贫砼 材料要求水泥普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可 但应选用初凝时间3h以上终凝时间较长 宜在6h以上 的水泥 快硬水泥 早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用 宜采用标号较低的水泥 水泥品质必须满足国家标准规定 宜采用标号325或425的水泥 粗集料粗集料宜选用大型反击式 冲击式破碎机生产的碎石 颗粒均匀 无杂质 针片状含量少 粗集料碎石 6 矿山爆破 分层开采 颚式破碎机 俗称老虎嘴 颚式破碎机工作原理 3 颚式破碎机特点工作效率高 能耗高 一般破碎大块岩石 破碎效果差 岩石破坏严重 针片状含量高一般用作二级破碎的第一破 反击破碎机 反击破碎机工作原理 反击破 构造 工作原理及类型反击式破碎机的工作部件为带有打击板的作高速旋转的转子以及悬挂在机体下的反击板组成 进入破碎机的物料在转子的回转区域内受到打击板的冲击 并被高速抛向反击板 再次受到冲击 又从反击板反弹到打击板上 继续重复上述过程 物料不仅受到打击板 反击板的冲击而被破碎 还有物料之间的相互撞击而被破碎 当物料的粒度小于反击板与打击板之间的间隙时即可被卸出 特点破碎率高 动力消耗少 粒度均匀 破碎比大 破碎颗粒规整 棱角性好 可调节性能好用作二级破碎的第二破主流破碎形式 振动筛 联合筛分设备 细集料细集料应洁净 干燥 无风化 无杂质 细集料的洁净程度 以砂当量表示 砂当量试验 三 配合比设计 一般规定1 各级公路用水泥稳定土的7d浸水抗压强度应符合表3 3 1的规定 2 水泥稳定土的组成设计应根据表3 3 1的强度标准 通过试验选取最适宜于稳定的土 确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量 在需要改善混合料的物理力学性质时 还应确定掺加料的比例 3 综合稳定土的组成设计应通过试验选取最适宜于稳定的土 确定必需的水泥和石灰剂量以及混合料的最佳含水量 早期设计强度取上限 近几年来取值下限 原材料的试验在水泥稳定碎石施工前 应取所定料场中有代表性的试样进行下列试验 1 颗粒分析 2 针片状颗粒含量 不大于15 3 碎石的压碎值 不大于30 4 碎石表观密度及堆积密度 5 含泥量和砂当量试验 不小于60 6 水泥的物理性质试验 级配的的确定 骨架密实级配曲线图 筛孔 mm 通过率 5 骨架密实级配芯样 配合比的设计步骤1 分别按下列五种水泥剂量配制同一种试样 不同水泥剂量的混合料 粗粒土 3 4 5 6 7 2 确定各种混合料的最佳含水量和最大干 压实 密度 至少应做三个不同水泥剂量混合料的击实试验 即最小剂量 中间剂量和最大剂量 其他两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定 3 按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度 4 按最佳含水量和计算得的干密度制备试件 进行强度试验时 作为平行试验的最少试件数量应不小于表3 3 3 1的规定 如试验结果的偏差系数大于表中规定的值 则应重做试验 并找出原因 加以解决 如不能降低偏差系数 则应增加试件数量 5 试件在规定温度下保湿养生6d 浸水24h后 按 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTGE51 2009 进行无侧限抗压强度试验 6 计算试验结果的平均值和偏差系数 7 根据表3 3 1的强度标准 选定合适的水泥剂量 此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合下列公式的要求 R Rd 1 ZaCv 式中 Rd