時間:2022-09-08 23:10:19
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇配合比設(shè)計論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
2橡膠瀝青混合合比設(shè)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(shè)計時集料選擇石質(zhì)堅硬、潔凈、干燥、表面粗糙、不含風(fēng)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?guī)r堿性石料經(jīng)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(jīng)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(shè)計考慮因素
橡膠瀝青混合料配合比設(shè)計要考慮重載車輛對路面的影響,所以級配選擇時應(yīng)優(yōu)先考慮適應(yīng)重載車輛的結(jié)構(gòu)形式;選用合理的級配范圍,現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范的級配范圍上下限比較寬,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況確定合適的級配范圍,目前部分地區(qū)已確定地方性標準以便配合比設(shè)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(yīng)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(shè)計的關(guān)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(jié)果合格的瀝青混合料配合比才能進行使用。
2.2.1路面結(jié)構(gòu)形式和混合料級配選擇
從目前相關(guān)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(shù)規(guī)范給定的級配范圍小,而且級配均偏粗,所以進行配合比設(shè)計時要進行合理選擇。同時必須考慮關(guān)鍵篩孔的通過率,作為配級設(shè)計的控制性指標的關(guān)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(guān)系瀝青混合料的骨架,0.075mm的通過率關(guān)系瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。其次,關(guān)鍵篩孔的通過率對混合材料的水穩(wěn)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(jié)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(jīng)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(jié)力,進而提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性。橡膠瀝青配合比設(shè)計時可能會遇到凍融劈裂強度比不足的現(xiàn)象,這是就需要采用石灰或水泥代替礦粉,根據(jù)試驗情況確定石灰或水泥摻量的比例(一般情況下?lián)搅吭?%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(wěn)定度車來表示,目前橡膠瀝青動穩(wěn)定度沒有統(tǒng)一的標準,部分地區(qū)采用施工技術(shù)規(guī)范的3000次/mm,部分地區(qū)規(guī)定要達到,其實橡膠瀝青的動穩(wěn)定度基本高于6000次/mm,主要和車轍試驗的成型有很大關(guān)系,橡膠瀝青混合料進行車轍車型時溫度應(yīng)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(diào)整,其調(diào)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(wěn)定性和低溫性能。
3橡膠瀝青混合料的質(zhì)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(chǎn)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(nèi),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(xù)鋪設(shè),在現(xiàn)場等待卸材料的車不能太少以免發(fā)生橡膠混合物鋪設(shè)間斷現(xiàn)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(qū)別,主要是攤鋪機能夠連續(xù)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(xiàn)場的組織和管理水平要求相對較高,禁止出現(xiàn)停機待料的情況;碾壓環(huán)節(jié)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(shè)備配置要足量,碾壓過程必須遵循緊跟慢壓,減少溫度損失。
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(shù)要求都較為嚴格,如要求采用玄武巖集料、優(yōu)質(zhì)改性瀝青、SMA路面等,然而要充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用,則還應(yīng)當(dāng)重視基層質(zhì)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(zhì)和整體質(zhì)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(yōu)質(zhì)基層的前提下,優(yōu)質(zhì)面層才能充分體現(xiàn)優(yōu)越性。
一、水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量的重要性
近年來,我國高速公路的使用經(jīng)驗表明,半剛性基層的設(shè)計,從設(shè)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(xiàn)狀卻是早期破壞現(xiàn)象嚴重,這當(dāng)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(xiàn)為局部路面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變,以及在行車道的輪跡帶上出現(xiàn)坑洞等:非荷載行裂縫則在最初往往形式上表現(xiàn)為單獨、較為規(guī)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(guān),而非荷載型裂縫則與基層材料的溫濕度變化有關(guān),兩者都受施工質(zhì)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(jié)構(gòu)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(wěn)定碎石配合比設(shè)計及施工對基層的質(zhì)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(jīng)微丘、重丘區(qū), 地層以亞粘土、泥質(zhì)巖、砂巖和粉砂巖為主。設(shè)計為雙向4 車道, 寬26 m , 路面結(jié)構(gòu)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(shè)計理論
1、本項目提出了全新的配合比設(shè)計方法:振動形型法,其是利用振動壓實儀,在與現(xiàn)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(wěn)定碎石半剛性基層材料配合比設(shè)計方法。
1.1、振動成型法改變了現(xiàn)行的水泥穩(wěn)定碎石基層設(shè)計方法對基層抗裂性能考慮不足,水泥穩(wěn)定碎石混合料重型擊實法不能有效模擬基層實際施工環(huán)境,從而造成設(shè)計出的水泥穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(zhì)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(guī)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(wěn)定碎石混合料質(zhì)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(wěn)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(wěn)定碎石混合料設(shè)計中的關(guān)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(yōu)化混合料級配。
3、混合料級配
振動成型方將混合料設(shè)計成骨架密實型結(jié)構(gòu),減少細集料用量。
四、原材料質(zhì)量控制
1、水泥。水泥作為集合料的一種穩(wěn)定劑, 其質(zhì)量對集料質(zhì)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(wěn)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(yīng)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(yè)有限公司(官渡礦場)
材料規(guī)格、質(zhì)量:
1)、具體規(guī)格如下:
0~2.36mm、2.36~4.75,4.75~19mm、19~31.5mm
2)、碎石質(zhì)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(shù)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(shè)備的選型。拌和設(shè)備的質(zhì)量直接影響混合料拌和質(zhì)量, 而拌和設(shè)備好壞的關(guān)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(wěn)拌和樓,該設(shè)備采用電磁調(diào)速控制系統(tǒng), 能較好的保證各種物料的配合比, 且拌和均勻, 性能穩(wěn)定。
2、嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小, 不能保證水泥穩(wěn)定土的施工質(zhì)量;而劑量太大, 既不經(jīng)濟, 還會使基層的裂縫增多、增寬, 從而引起瀝青面層相對應(yīng)的反射裂縫。所以, 必須嚴格控制水泥用量, 做到經(jīng)濟合理, 精益求精, 以確保工程質(zhì)量。
3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現(xiàn)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(jù)施工配合比設(shè)計的最佳含水量指標, 結(jié)合當(dāng)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(zé)檢測壓實度的專職試驗人員, 在混合料攤鋪整型過程中應(yīng)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(xiàn)“ 彈軟” 、“波浪” 等現(xiàn)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(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)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(guī)范施工, 加強每一施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制, 才能保證施工質(zhì)量。
4、混合料的運輸應(yīng)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(dāng)攤鋪機寬度足夠時, 整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當(dāng)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(jié)構(gòu)物較多, 一般情況下都以兩結(jié)構(gòu)物間為一施工段落, 避免了橫向接縫, 如有特殊情況需設(shè)置橫向接縫, 其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經(jīng)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(xù)下一步施工。
6、混合料的壓實?;旌狭辖?jīng)攤鋪機攤鋪成型后, 即可用壓路機碾壓, 碾壓長度需根據(jù)施工現(xiàn)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(dāng)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(fā)快時, 應(yīng)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(yǎng)生。對已完成碾壓并經(jīng)壓實度檢測合格后應(yīng)立即進行養(yǎng)生, 不能延誤。養(yǎng)生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養(yǎng)生, 也可用瀝青乳液進行養(yǎng)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(yǎng)生,同時也可在已完成的混合料中直接灑水養(yǎng)生。按技術(shù)規(guī)范的規(guī)定養(yǎng)生期應(yīng)不小于7 d , 在養(yǎng)生期間應(yīng)由專人負責(zé)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(yǎng)生, 加蓋塑料薄膜和灑水車進行養(yǎng)生。
結(jié)束語
根據(jù)振動成型設(shè)計出的水穩(wěn)基層混合料,和以往混合料最大的區(qū)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(wěn)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(shè)計預(yù)期。
通過本項目,施工過程中嚴格控制原材料的質(zhì)量,利用先進合理的配合比設(shè)計理論,嚴格按照規(guī)范組織施工,規(guī)范拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等各個環(huán)節(jié),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:
[1] 孫勇,鞠昌兵.水泥穩(wěn)定碎石基層施工的質(zhì)量控制和檢測[J]. 城市道橋與防洪. 2007(02)
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)32-0202-03
一、指導(dǎo)教師存在的問題
1.精力投入不足。近年來,隨著高校本科招生規(guī)模的擴大,師資力量明顯不足,一般教師指導(dǎo)的畢業(yè)生數(shù)量均在6~10個左右。由于目前教師既要從事繁重的教學(xué)工作又要緊跟科研領(lǐng)域的迅猛進展,因此,在學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計重視度嚴重缺乏的現(xiàn)狀下,教師也很難以積極的態(tài)度完成對本科生的完善指導(dǎo)。
2.時間安排集中。各高校對本科畢業(yè)設(shè)計的時間安排一般均設(shè)定在本科第8學(xué)期,即學(xué)生真正參與畢業(yè)設(shè)計的時間都是在每年的3月至5月底,要求學(xué)生在兩個月內(nèi)完成對四年專業(yè)學(xué)習(xí)的總結(jié)并應(yīng)用于實踐,且在對科技論文的寫作基本一無所知的情況下完成該類型論文的撰寫及答辯,無論對教師或?qū)W生確實存在較高的難度。另外,對于省屬地方高校的一般本科生,其著手工作的應(yīng)聘或?qū)嵙?xí)均安排在每年年初,即在完成本科畢業(yè)設(shè)計的同時還要解決就業(yè)問題。因此,即便教師能夠集中精力籌備指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計,但學(xué)生根據(jù)個人的實際情況,也很難在有限的時間內(nèi)以充沛的精力完成教師的合理安排。
3.科研方向有限。根據(jù)教師科研方向的不同,可以將教師分為理論研究型和生產(chǎn)實際型。從事理論研究的老師多以青年、擁有博士學(xué)位的教師為主,這部分教師絕大部分從高校畢業(yè)后直接走上工作崗位,缺乏生產(chǎn)實踐的工程工作和指導(dǎo)學(xué)生的經(jīng)驗,難以短期內(nèi)成熟有效地完成本科畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo);而從事生產(chǎn)實際型的教師,盡管具備一定的工程實踐背景,但是正規(guī)系統(tǒng)地指導(dǎo)學(xué)生將畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容以科技論文形式完成也是一大難題。
4.指導(dǎo)模式單一。目前,各高校指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計的模式實行的是每個學(xué)生的畢業(yè)題目各異,因此在學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計的過程中,獲得引導(dǎo)的途徑只能來源于教師,而與其他同學(xué)咨詢、合作的條件有限,無法獲得更多關(guān)于設(shè)計的啟發(fā)和思維的碰撞。另外,一個教師指導(dǎo)多名學(xué)生,也令教師沒有足夠的精力為多人設(shè)計適合其的更系統(tǒng)、更條理的指導(dǎo)規(guī)劃。
二、團隊指導(dǎo)模式的探索
1.科研團隊指導(dǎo)模式的設(shè)計。培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力是美國研究型大學(xué)本科教育的一個重要方面,國內(nèi)外許多院校紛紛開展結(jié)合科研項目提高本科生科研創(chuàng)新能力的研究與實踐。結(jié)合地方院校的實際情況,以我校工科專業(yè)的班級為例,每班大約有50~60個學(xué)生,考慮目前就業(yè)形勢的嚴峻,其中有大概過半的學(xué)生選擇考研。為了提高成功考研的可能性,這些學(xué)生更愿意選擇理論研究型老師作為本科畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師。同樣,本科生科研作為一種新型的培養(yǎng)方式,對本科教育的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。針對此類學(xué)生的需求以及指導(dǎo)教師存在的上述問題,以教師科研團隊的形式指導(dǎo)學(xué)生完成研究型論文的模式勢在必行。那么,科研團隊的指導(dǎo)模式初步分為兩大類:第一類指導(dǎo)模式稱其為“大課題”模式(見圖1)。所謂的“大課題”模式,即以縱向課題(比如國家自然科學(xué)基金、省自然科學(xué)基金等)為牽引,將該課題分為若干小課題。此科研團隊既包括教師也包括學(xué)生。教師團隊應(yīng)由課題主持人統(tǒng)領(lǐng),成員應(yīng)為課題的參與者,這些參與成員可指導(dǎo)的學(xué)生在1~3名為宜。該指導(dǎo)模式最明顯的優(yōu)勢在于本科學(xué)生可以參與到完整的課題或基金的完成,對于培養(yǎng)其獨立、創(chuàng)新的科研能力有著積極的作用。第二類指導(dǎo)模式稱其為“似課題”模式(見圖2),即以某一個研究理論(一個研究方向)為牽引,將此理論的不同知識點作為若干小課題。此科研團隊應(yīng)保證指導(dǎo)教師均從事同一科研方向的研究,而每位老師指導(dǎo)的學(xué)生建議為1~2名。該指導(dǎo)模式最明顯的優(yōu)勢在于能夠拓展本科生理論知識的廣度和深度。
不論以上哪一類的科研團隊的指導(dǎo)模式,其最大的優(yōu)點是便于學(xué)生的互動交流,而這類模式的具體實現(xiàn)均可分為三步驟完成,以“似課題”模式為例,具體的指導(dǎo)過程如下:第一步,科研團隊由研究方向一致或近似的教師構(gòu)成,建議由一位教師組織該團隊內(nèi)所有教師指導(dǎo)下的全部學(xué)生統(tǒng)一進行前期基礎(chǔ)培養(yǎng),包括介紹學(xué)校和學(xué)院對本科畢業(yè)設(shè)計的要求、畢業(yè)設(shè)計的流程和思路、相關(guān)注意事項以及有關(guān)研究方向的基礎(chǔ)知識的講解(也可借助研究生課程的旁聽),進而為學(xué)生迅速進入課題贏得寶貴時間,且能夠避免教師為重復(fù)工作浪費更多的精力。第二步,在學(xué)生掌握了個人研究方向的基礎(chǔ)理論后,由其本人的指導(dǎo)教師開始有針對性地引導(dǎo)學(xué)生開展具體的課題研究。以我校信息類專業(yè)從事盲信號理論和應(yīng)用研究的教師為例,首先由一位教師(此教師可以是研究生“盲信號處理”課程的授課教師,或者是授課壓力較小、對該研究方向基礎(chǔ)較為熟悉的教師,或者團隊內(nèi)的教師輪流擔(dān)任此部分工作)引導(dǎo)學(xué)生明確關(guān)于畢業(yè)設(shè)計的多方面要求,而后即可講解盲信號處理理論的基礎(chǔ)知識:包括盲信號處理的定義、研究該理論所需的數(shù)學(xué)基本知識等,這個階段教師的講解估計最低使用6個學(xué)時左右,而學(xué)生完成此階段相關(guān)內(nèi)容的學(xué)約需要兩周的時間;然后由學(xué)生各自的指導(dǎo)教師一對一介紹學(xué)生本人的課題的具體內(nèi)容,此階段教師的一對一講解大概每個學(xué)生僅需要2~4個學(xué)時,而學(xué)生完成此階段相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要四周左右的時間,此后學(xué)生可在兩周的時間內(nèi)完成論文的寫作和修改。
另外,以科研團隊形式指導(dǎo)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的答辯,也可首先在教師團隊內(nèi)進行。這樣不但便于學(xué)生之間的交流,而且從事同一研究方向的導(dǎo)師更能準確判定學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量高低,進而給予學(xué)生更為合理的畢業(yè)答辯成績。
2.應(yīng)用團隊指導(dǎo)模式的設(shè)計。應(yīng)用團隊指導(dǎo)模式的設(shè)計構(gòu)想源于要達到一個合格電子信息類工程師所具備的能力,僅依靠在高等院校的常規(guī)學(xué)習(xí)是不可能的,只有學(xué)生在企業(yè)或基本滿足生產(chǎn)需求的電子信息類實習(xí)實訓(xùn)基地經(jīng)過有在企業(yè)實際工程項目設(shè)計與管理經(jīng)驗的工程師的指導(dǎo)下方可實現(xiàn)。因此,對于該指導(dǎo)模式提出以下兩個建設(shè)思路:第一類指導(dǎo)模式稱其為“學(xué)研”模式,團隊由教師和學(xué)生構(gòu)成,即以橫向課題為牽引,課題主持人(或參與人)作為指導(dǎo)教師,而課題的參與者和完成者以學(xué)生為主,這些學(xué)生建議以參加過學(xué)科競賽或以前就跟隨該教師從事過相關(guān)工作的人優(yōu)先。該指導(dǎo)模式最明顯的優(yōu)勢在于畢業(yè)設(shè)計與橫向科研項目結(jié)合是解決目前學(xué)校經(jīng)費不足、儀器設(shè)備緊張、提高學(xué)生工程實踐能力的有效途徑。第二類指導(dǎo)模式稱其為“產(chǎn)學(xué)”模式,團隊由企業(yè)的工程師和學(xué)生構(gòu)成,即以校企合作為平臺,將學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)相結(jié)合。該指導(dǎo)模式最明顯的優(yōu)勢在于與企業(yè)零距離對接,不但遵循了學(xué)生學(xué)以致用的工科教學(xué)理念,而且為方便學(xué)生就業(yè)提供了便利條件。
三、結(jié)論
21世紀的高等教育是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力為主導(dǎo)的教育,考慮目前學(xué)生考研和就業(yè)的不同需求,文中提出了關(guān)于本科生畢業(yè)設(shè)計的科研團隊指導(dǎo)模式以及應(yīng)用團隊指導(dǎo)模式。這些模式的采用,定會給學(xué)生帶來巨大的好奇心和挑戰(zhàn)的勇氣,激發(fā)學(xué)生去關(guān)注和研究科研與開發(fā)上的困難,使學(xué)生所學(xué)的知識融會貫通,更好地鍛煉學(xué)生的獨立進行科研或?qū)嵺`的能力。
參考文獻:
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中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言。
混凝土配臺比設(shè)計就是根據(jù)工程要求、結(jié)構(gòu)形式和施工條件確定出混凝土的組分,即水泥、粗細集料和水的比例。我國普通混凝土配合比設(shè)計是按原材料性能及對混凝土的技術(shù)要求進行計算,并經(jīng)過試驗室試配調(diào)整,然后定出滿足設(shè)計和施工要求并比較經(jīng)濟合理的配臺比。而商品混凝土配合比計算大都是根據(jù)經(jīng)驗試驗確定。由于商品混凝土多數(shù)需通過泵送完成澆筑任務(wù),基本屬于流動性和大流動性混凝土.一般耍使用高效減水劑或摻活性摻和料,使配合比基本參數(shù)的確定經(jīng)過大量的配合比設(shè)計和試配實踐而得到。
二.混凝土配合比例設(shè)計。
1. 配合比設(shè)計前的準備工作 。
在配合比設(shè)計前,設(shè)計人員要做好下列工作:
掌握設(shè)計圖紙對混凝土結(jié)構(gòu)的全部要求,重點是各種強度和耐久性要求及結(jié)構(gòu)件截面的大小、鋼筋布置的疏密,以考慮采用水泥品種及石子粒徑的大小等參數(shù);了解是否有特殊性能要求,便于決定所用水泥的品種和粗骨料粒徑的大小;了解施工工藝,如輸送、澆筑的措施,使用機械化的程度,主要是對工作性和凝結(jié)時間的要求,便于選用外加劑及其摻量;了解所能采購到的材料品種、質(zhì)量和供應(yīng)能力。根據(jù)這些資料合理地選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計參數(shù),進行配合比設(shè)計。
2.混凝土混合比設(shè)計。
傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計方法,是以采用標準試驗方法所得的經(jīng)過28d期齡標準養(yǎng)護的抗壓強度為依據(jù)來設(shè)計和調(diào)整混凝土配合比,這種方法存在著試配周期長、不能適應(yīng)材料變化和現(xiàn)代快速施工的需要等缺點。為了解決這個問題,試驗室可采用早期推定混凝土強度進行快速配制的方法,即通過檢測水泥3d強度值來推算水泥28d的強度值,具體為按公式來推測出混凝土28d的強度值。
(1).水和灰的確定。
根據(jù)水灰比定律可知,在材料品種相同的條件下,混凝土的強度隨著水灰比的增大而降低,其變化規(guī)律呈曲線關(guān)系,而混凝土強度與水灰比的變化規(guī)律呈直線關(guān)系。在關(guān)系曲線未建立之前,可以采用《凝土配合比設(shè)計技術(shù)規(guī)定》JGJ 55-2000(以下簡稱《規(guī)定》)提供的公式 進行初步計算,該式中的回歸系數(shù)A和B隨所用材料的品種及質(zhì)量不同而異,在試驗條件許可的情況下,應(yīng)結(jié)合丁程實際使用的材料通過試驗求出;當(dāng)缺乏試驗條件時,可參照《規(guī)定》中的有關(guān)數(shù)據(jù):碎石混凝土A取0.46,B取0.48;卵石混凝土,A取0.07,B取0.33。 為水泥28d抗壓強度實測值。
但是,從多年來水泥的實測28d強度結(jié)果看,不同水泥廠的水泥富裕強度不盡相同,同一水泥廠同一品種水泥在不同時期也存在著一定的差異;同時,大部分施工企業(yè)為節(jié)省試驗費用,不能嚴格按施工檢驗程序送檢,一般僅在一個單項工程開工前進行一次原料檢驗。若僅以這一次送檢結(jié)果作為整個工程的材料質(zhì)量指標是不適宜的,因此,可以將此次檢測結(jié)果僅作為一個參考性的指標,在實際配合比設(shè)計時采用一個系數(shù)加以折算修正,該系數(shù)可取0.7~0.9,這樣既考慮到水泥富裕強度的變化,又可以不使折減值低于標準值以致影響合格判定。
(2). 單位用水量的確定 。
單位用水量的選取通常參照《規(guī)定》進行,即根據(jù)混凝土的坍落度、粗骨料的品種以及粗細骨料的最大粒徑確定。只有水灰比w/C
坍落度按lO~30mm、35~50mm、55~70mm 、75~90mm的順序每調(diào)一檔,用水量應(yīng)增加lOkg/m3 左右;
細骨料按粗、中、細的順序每調(diào)一檔,用水量應(yīng)增加18kg/m3 左右;
碎石比卵石的用水量應(yīng)增加15kg/m3 左右;
粗骨料最大粒徑按40 mm 、31.5 mm、20mm、16mm的順序每調(diào)一檔,用水量應(yīng)增加12kg/m3左右。
三.混凝土強度檢測。
1. 混凝土取樣。
對于按照既定配合比施工的混凝土工程,全方位地加強施工質(zhì)量的檢測與評定,是保證混凝土工程滿足混凝土結(jié)構(gòu)承載力性能要求較直接的手段。混凝土試件強度作為混凝土強度評定的依據(jù),是混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制的重點。根據(jù)《規(guī)范》,混凝土試件類型與數(shù)量的確定應(yīng)滿足幾個基本原則,即獨立的試件類型、足夠的試件數(shù)量和試件取樣頻率的代表性。
《規(guī)范》針對留置強度試件的作用,強調(diào)應(yīng)留置3種混凝土強度試件:第1種為混凝土標準養(yǎng)護試件;第2種為用于確定施工期間混凝土強度的同條件養(yǎng)護試件;第3種為用于結(jié)構(gòu)實體檢驗的同條件養(yǎng)護試件。
2.強度檢測。
根據(jù)《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ 107-87,試驗檢測技術(shù)人員除了在試驗室依據(jù)混凝土試件對現(xiàn)場澆筑的混凝土工程質(zhì)量進行檢洲評定之外,當(dāng)需要對被檢測的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件作出準確的判斷時,還需要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的具體情況及檢測條件進行現(xiàn)場檢測。
目前,在施工現(xiàn)場對混凝土進行強度檢測的方法很多,例如超聲法、回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯法、后裝拔出法、抗拔法等,其中以回彈法、超聲法、鉆芯法較為常用。至于采用何種方法為宜,需要對檢測數(shù)據(jù)的可靠性、檢測結(jié)構(gòu)構(gòu)件的適用性、檢測費用、檢測速度以及對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞程度等條件綜合考慮。一般情況下,當(dāng)需要準確判定混凝土的強度等級且有條件時,可優(yōu)先考慮采用鉆芯法或采用鉆芯法修正;當(dāng)混凝土質(zhì)量比較均勻時,可采用回彈法和超聲回彈法,如果用鉆芯法進行校核,可以提高回彈法和超聲回彈法的精確度。
四、檢測驗收風(fēng)險存在的具體問題。
實體檢驗?zāi)軌蛴行У谋WC工程質(zhì)量?,F(xiàn)在世界大部分國家在判斷結(jié)構(gòu)混凝土的強度驗收時都將標準養(yǎng)護抗壓強度作為重要標準,而且它的概率已經(jīng)保證在95%左右。我國制定的《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJl07-1987)就對我國的工程建設(shè)質(zhì)量起到了重要的作用。現(xiàn)在我國在GB 5024-2002中制定的相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上規(guī)定,在檢驗建筑實體強度時不僅要采用標準強度檢驗的方式,還要對結(jié)構(gòu)混凝土實體的強度進行測試。這是一個重大的進步,這樣所得出的結(jié)果就能更真實的反映混凝土的結(jié)構(gòu)強度。另外,作為一種材料強度,標準強度主要反映的是混凝土的質(zhì)量以及組成成分等的質(zhì)量控制狀況,然而同條件養(yǎng)護強度是對施工以及養(yǎng)護狀況對結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生的影響進行全面的反映。這兩種方法是從兩個角度來反映工程的結(jié)構(gòu)強度的,所以將兩者結(jié)合起來就可以更好地保證工程的結(jié)構(gòu)安全以及工程質(zhì)量。
五.結(jié)束語
水泥混凝土是近現(xiàn)代最廣泛使用的建筑材料,也是當(dāng)前最大宗的人造材料。進入20世紀以來,以混凝土為建筑材料的工程結(jié)構(gòu)物得到飛速發(fā)展,與其他建筑材料相比,混凝土以其良好的綜合性能已成為樓宇、橋梁、大壩、公路和城市運輸系統(tǒng)等現(xiàn)代化標志的首選材料?;炷聊途眯砸殉蔀閲H工程界普遍關(guān)注的重大課題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類文明的進步,人類生產(chǎn)活動涉及的范圍越來越廣,各種在嚴酷環(huán)境下使用的混凝土工程,如跨海大橋、海洋工程、核反應(yīng)堆、電站大壩等不斷增多,這些工程關(guān)系國計民生,必須實現(xiàn)百年大計甚至千年大計,這就更加要求混凝土具有優(yōu)異的耐久性即足夠長的使用壽命。
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我國從建設(shè)高等級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:采用空隙率小、不透水的連續(xù)級配瀝青混凝土AC型, AC型是一種密實型瀝青混凝土結(jié)構(gòu),其礦料級配按最大密實原則設(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,因為結(jié)構(gòu)密實、空隙率小,所以AC型路面的水穩(wěn)定性較好。免費論文。但是,由于其表面不夠粗糙,耐磨、抗滑、高溫抗車轍等性能明顯不足,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中已很少采用,主要用于中、下面層。鑒于以上原因,在S243省道句容段的路面設(shè)計中將原設(shè)計中AC型調(diào)整為superpave型。同時在上面層中采用SBS改性瀝青。
一、具體設(shè)計:
4cm superpave-13 (SBS改性瀝青)上面層
7cm superpave-20下面層
二、施工中的配合比設(shè)計及控制
Superpave瀝青混合料采用旋轉(zhuǎn)壓實儀成型試件,依據(jù)瀝青混合料初始、設(shè)計和最大旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)時的密實度以及在設(shè)計壓實次數(shù)時的空隙率、礦料間隙率、瀝青填隙率、填料與有效瀝青之比進行瀝青混合料的組成設(shè)計。它在瀝青混合料組成設(shè)計時首先依據(jù)石料的性質(zhì)進行級配組成設(shè)計,然后再進行油石比的選擇。
在本工程中,生產(chǎn)配合比在施工現(xiàn)場完成,用生產(chǎn)配合比進行試拌,瀝青混合料的技術(shù)指標合格后鋪筑試鋪段(K8+160-K9+000)。免費論文。取試鋪用的瀝青混合料進行旋轉(zhuǎn)壓實檢驗、馬歇爾試驗檢驗和瀝青含量、篩分試驗,檢驗標準配合比礦料合成級配中,至少應(yīng)包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過率接近目標配合比級配值,并避免在0.3mm~0.6mm處出現(xiàn)駝峰。由此確定正常生產(chǎn)用的標準配合比。
在本工程中采用的Super-13型目標及生產(chǎn)配合比見表一
Super-13型目標及生產(chǎn)配合比表 表一
配合比級 配瀝青用量(%)
1#2#3#4#礦粉
目標配合比(%)
52133144.7
生產(chǎn)配合比(%)2518193234.7
瀝青性能整套檢驗,各施工單位和駐地監(jiān)理組工地試驗室按蘇高技(2004)203號《關(guān)于進一步明確高速公路瀝青路面原材料檢測項目和檢測頻率的通知》規(guī)定對到場瀝青進行檢測,并留樣備檢。
三、施工中瀝青混合料的溫度控制
由于在本工程的上面層superpave-13的瀝青混合料中采用了SBS改性瀝青,而SBS改性瀝青混合料的施工溫度要求較高,SBS瀝青比普通瀝青的溫度要提高15~20°C,因此在路面施工時攤鋪溫度控制在160°C,前兩車出料溫度提高5°C。運輸車必須加蓋篷布或其它保溫材料,防止結(jié)合料表面結(jié)硬,為確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術(shù)規(guī)范要求,必須保證攤鋪機前至少有兩輛車等待卸料,決不能出現(xiàn)攤鋪機等料的現(xiàn)象。施工中具體的各工序溫度控制指標見表二。
瀝青混合料的施工溫度℃ 表六
混合料出廠溫度正常范圍165℃-185℃ 超過190℃者廢棄
混合料運輸?shù)浆F(xiàn)場溫度不低于165℃
攤鋪溫度不低于160℃
開始碾壓混合料內(nèi)部溫度不低于150℃
碾壓終了表面溫度90℃~100℃
三、施工中的碾壓控制
對于上面層superpave-13瀝青混合料使用了SBS改性瀝青,適宜的碾壓溫度范圍是130~150°C,最終碾壓溫度不低于110°C。在本工程中,上面層瀝青混合料的壓實工藝本著“緊跟、慢壓、高頻、低幅”進行,壓路機必須緊跟攤鋪機的后面,如在高溫條件下碾壓可取得更好的效果,壓實速度控制在4~5km/h。碾壓速度均衡,倒退時關(guān)閉振動,方向要逐漸地改變,不許擰著彎行走,在每一道碾壓起點或終點可稍微扭彎碾壓,消除碾壓接頭輪跡。決不允許在新鋪瀝青混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動、突然剎車或停車休息。改性瀝青路面碾壓,不宜用膠輪壓路機。我們通過做實驗段,確定的壓實工藝為:英格索蘭DD110初壓1遍,戴納派克CC722或DD130壓路機中、低檔各碾壓2遍,即高頻低幅振動碾壓2遍,DD110終壓2遍。特別注意:施工時若發(fā)現(xiàn)壓路機粘輪時,用洗衣粉水處理效果較好。
四、施工接縫的處理
瀝青路面以造價低、工期短、行車舒適等優(yōu)點,占據(jù)著我國公路建設(shè)的重要位置。但是由于原材料質(zhì)量較差,施工設(shè)備及施工工藝落后等原因,是造成瀝青路面施工質(zhì)量較差的現(xiàn)象,往往今年鋪,明年補,新建公路路面不到一年又再成為“萬補路”,為此,在群眾心目中,瀝青路面成為一種等級較低的路面結(jié)構(gòu),而往往選擇用水泥混凝土路面來代替瀝青混凝土路面。其實瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面,同樣屬于“高等級路面”,瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面相比較,還具有以下優(yōu)點:
(1)瀝青混凝土路面屬于柔性路面,耐磨、振動小、有良好的抗滑性能、行車舒適性好。
(2)對汽車噪音減少效果比較理想。
(3)路面平整,無接縫。
(4)工期短,養(yǎng)護維修簡便,適宜分期修建。
為了貫徹瀝青路面“精心施工,質(zhì)量第一”的方針,使鋪筑的瀝青混凝土路面更堅實、平整、穩(wěn)定、耐久、有良好的抗滑性,確保瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量,我想和大家談?wù)勎业膸c體會。
1 瀝青混凝土路面施工準備工作
1.1 瀝青混凝土所選用粗細集料、填料以及瀝青均應(yīng)符合合同技術(shù)規(guī)范要求,確定礦料配合比,進行馬歇爾試驗。
1.2 路緣石、路溝、檢查井和其他結(jié)構(gòu)物的接觸面上應(yīng)均勻地涂上一薄層瀝青。
1.3 要檢查兩側(cè)路緣石完好情況,位置高程不符要求應(yīng)糾正,如有擾動或損壞須及時更換,尤其要注意背面夯實情況,保證在攤鋪碾壓時,不被擠壓、移動。
1.4 施工測量放樣:恢復(fù)中線:在直線每10m設(shè)一鋼筋樁,平曲線每5m設(shè)一樁,樁的位置在中央隔離帶所攤鋪結(jié)構(gòu)層的寬度外20cm處。水平測量:對設(shè)立好的鋼筋樁進行水平測量,并標出攤鋪層的設(shè)計標高,掛好鋼筋,作為攤鋪機的自動找平基線。
2 瀝青混凝土路面的質(zhì)量控制
以往的瀝青路面,混合料的拌和設(shè)備、攤鋪設(shè)備和碾壓設(shè)備都較為落后,拌和機普遍都是直排式和滾筒式,不具備二次篩分和不能嚴格按配合比進行生產(chǎn),甚至有時采用人工拌合,導(dǎo)致混合料的質(zhì)量難以保證。攤鋪設(shè)備相對比較落后,有時僅限于人工攤鋪,造成混合料路面離析、路面不平整、橫坡度等質(zhì)量難以保證。
2.1 瀝青混合料的拌合
2.1.1 拌和設(shè)備。為保證瀝青混合料的質(zhì)量,應(yīng)選用先進的拌和設(shè)備,如帕克(parker英制)、柏拉希(burladi意制)、巴布格林(babgeen德制)和我國西安生產(chǎn)的LB-2000型拌和站等等。論文寫作,瀝青混凝土。
2.1.2 拌和質(zhì)量控制。
2.1.2.1 確定生產(chǎn)用配合比 。 根據(jù)馬歇爾試驗結(jié)果,并結(jié)合實際經(jīng)驗通過現(xiàn)場試鋪試驗段進行碾壓實驗論證確定施工用配合比,并投入批量生產(chǎn)。
2.1.2.2 經(jīng)常檢查混合料出料時的溫度,出料溫度應(yīng)控制在160±5℃為宜.
2.1.2.3 出料時應(yīng)檢查混合料是否均勻一致、有無白花結(jié)團等現(xiàn)象,并及時調(diào)整.
2.1.2.4 拌好的熱拌瀝青混合料不立即鋪筑時,可放入保溫的成品儲料倉儲存,存儲時間不得超過72h,貯料倉無保溫設(shè)備時,允許的儲料時間應(yīng)以符合攤鋪溫度要求為準。
2.2 混合料的運輸。
從拌和機向運料車放料時,應(yīng)自卸一斗混合料挪動一下汽車位置,以減少粗細集料的離析現(xiàn)象。運輸時宜采用大噸位的汽車,以利于保溫,同時車廂應(yīng)該上帆布,起保溫、防雨、防污染作用,運輸中混合料溫度降低不少于5℃。論文寫作,瀝青混凝土。
混合料的運輸車輛應(yīng)滿足攤鋪能力,在攤鋪機前形成不間斷的車流,具體可按以下公式計算:
N=1+T1+T2+T3/T+d
T--每輛車容量的瀝青混合料拌和,裝車所需時間min。論文寫作,瀝青混凝土。
t1t2--運輸?shù)浆F(xiàn)場和返回拌和站的時間。
t3--現(xiàn)場卸料和其他時間。
d--備用汽車數(shù)量。
2.2.1 除了進口攤鋪機外,我國近幾年也有比較先進的攤鋪設(shè)備,包括陜建ABG系列,鎮(zhèn)江華通WLTL系列,徐工集團的攤鋪機等。
2.2.1 攤鋪質(zhì)量控制
2.2.2.1 攤鋪時必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷的攤鋪。
2.2.2.2 當(dāng)攤鋪機不能全幅路面施工時,應(yīng)考慮用兩臺或三臺攤鋪機排列成梯隊進行攤鋪。相鄰兩幅之間應(yīng)有重疊,重疊寬度宜為5-10cm,相鄰的攤鋪機宜相距10-30m,且不得造成前面攤鋪的混合料冷卻。
2.2.2.3 用機械攤鋪的混合料,不應(yīng)用人工反復(fù)修整。
2.2.2.4 當(dāng)高速公路和一級公路施工溫度低于10℃,其他等級公路施工氣溫低于5℃時,不易攤鋪,當(dāng)施工中遇雨時應(yīng)立即停止施工,雨季施工時應(yīng)采取路面排水措施。
2.2.2.5 及時檢查路面的厚度,平整度,橫坡度等指標。
2.3 碾壓
瀝青混合料的碾壓分為初壓、復(fù)壓、終壓三個階段,初壓時宜采用6-8T的雙輪壓路機,瀝青混合料溫度不低于120℃,從外側(cè)向中心碾壓,復(fù)壓宜用8-12T的三輪壓路機或輪胎壓路機,,也可用振動壓路機代替,瀝青混合料溫度不低于90℃,終壓宜采用6-8T的雙輪壓路機,瀝青混合料溫度不低于70℃,使路面達到要求的壓實度并且無顯著輪跡,整個過程為“輕-重-輕”。為防止壓路機碾壓過程中瀝青混合料沾輪現(xiàn)象發(fā)生,可向碾壓輪灑少量水、混有極少量洗滌劑的水或其他認可的材料,把碾輪適當(dāng)保濕。
2.4 接縫、修邊和清場
瀝青混合料的攤鋪應(yīng)盡量連續(xù)作業(yè),壓路機不得駛過新鋪混合料的無保護端部,橫縫應(yīng)在前一次行程端部切成,以暴露出鋪層的全面。接鋪新混合料時,應(yīng)在上次行程的末端涂刷適量粘層瀝青,然后緊貼著先前壓好的材料加鋪混合料,并注意調(diào)置整平板的高度,為碾壓留出充分的預(yù)留量。相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯位1m以上。論文寫作,瀝青混凝土。橫縫的碾壓采用橫向碾壓后再進行常規(guī)碾壓。修邊切下的材料及其他的廢棄瀝青混合料均應(yīng)從路上清除。
3 結(jié)構(gòu)組合
3.1 瀝青路面層宜采用雙層或三層式結(jié)構(gòu),至少有一層是I型密實級配,以防止雨水下滲。三層式宜在中面層采用I型密實級配,下面層根據(jù)氣候,交通量采用I型或II型瀝青混凝土。
3.2 不宜采用瀝青碎石作為路面結(jié)構(gòu)層,因為瀝青碎石空隙率不具備具體指標,且混合料不加入礦粉,對瀝青路面的質(zhì)量控制較困難。
3.3 不宜采用一層罩面形式,特別是對舊混凝土路面鋪筑瀝青混凝土路面進行改造過程中,經(jīng)過各個例子證明,采用單層罩面或瀝青路面總厚度過薄,極易出現(xiàn)反射裂縫,因此,瀝青路面結(jié)構(gòu)層不宜太薄,根據(jù)路基情況交通量等因素,對結(jié)構(gòu)層進行合理設(shè)計。
3.4 在裂縫較多和路基強度不理想的情況下,可考慮在底層加鋪一層土工布或土工格柵。論文寫作,瀝青混凝土。論文寫作,瀝青混凝土。
3.5 為減少路基或舊水泥路對瀝青路面的影響,可在路基面或水泥路面設(shè)一層應(yīng)力吸水膜。
4 其他控制
4.1為提高瀝青路面抗老化、高溫穩(wěn)定性等指標,可在瀝青中摻入改性劑生產(chǎn)的改性瀝青,或者直接購買廠家出口的改性瀝青。
4.2瀝青材料的選擇根據(jù)路面型、施工條件、地區(qū)氣候、施工季節(jié)和礦料性質(zhì)因素決定,一般熱區(qū)宜采用AH-70,溫區(qū)宜用AH-90。
4.3 礦粉宜選用石灰石,白云石等磨細的石粉,并檢查其顆粒組成、比重、含水量、親水系數(shù)等。
4.4瀝青混合料的瀝青用量應(yīng)嚴格控制,按目標配合比的用量加減0.3%,進行馬歇爾試驗,確定生產(chǎn)配合比的瀝青最終用量,同時,應(yīng)注意油石比接近低限為宜,并避免出現(xiàn)泛油等病害。
5 結(jié)束語
5.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計是路面設(shè)計的一項重要工作,做出正確的設(shè)計,可保證瀝青路面的使用年限,提高路面的使用年限。
5.2 先進的施工工藝和設(shè)備,嚴格的質(zhì)量控制是保證瀝青路面施工質(zhì)量的重要措施。
參考文獻
[1]JTJ 014-1997《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》
[2]JTJ 052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》
一、問題的提出
某公路擴建工程路面結(jié)構(gòu)層底基層原設(shè)計為18cm厚路拌二灰土(內(nèi)摻1.5%的水泥),混合料的7天無側(cè)限抗壓強度值不低于0.6Mpa,由于該工程地處黑河流域,土質(zhì)為砂性土,土質(zhì)塑性指數(shù)極低,塑性指數(shù)Ip值普遍在7-10之間,不能滿足規(guī)范要求的塑性指數(shù)Ip值在12-20之間的要求, 所做混合料的7天無側(cè)限抗壓強度值普遍在0.3-0.5Mpa之間,不能滿足設(shè)計要求。該區(qū)域砂性土土源豐富,取土方便。為充分就近利用當(dāng)?shù)刭Y源,節(jié)約工程造價,經(jīng)建設(shè)單位、設(shè)計單位同意,決定在原設(shè)計二灰土(內(nèi)摻1.5%的水泥)的基礎(chǔ)上摻加一定量的碎石。這種底基層結(jié)構(gòu)是介于二灰土與二灰碎石之間的一種新型結(jié)構(gòu)層,在現(xiàn)行的《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)中未有明確的施工規(guī)定和要求,我們暫叫它為二灰碎石土底基層。
二、施工工藝和方法
2.1、施工工藝
室內(nèi)目標配合比確定以后,要通過現(xiàn)場試驗段試拌試鋪對配合比和施工工藝進行驗證,尤其是驗證在施工現(xiàn)場混合料的7天無側(cè)限抗壓強度值能否超過設(shè)計的0.6Mpa要求。二灰碎石土底基層施工采用穩(wěn)定土拌和站拌和,攤鋪機攤鋪,重型壓路機碾壓的施工工藝。
2.2、施工方法
2.2.1、測量放樣
在已經(jīng)驗收合格的路槽頂,按圖紙采用全站儀每10米放出中樁和邊樁,對路中心樁進行二次放樣,以取得準確的平面位置,然后把中線樁位引到路肩兩側(cè)路槽邊緣0.5m,設(shè)立指示樁,在指示樁的外側(cè)打入鋼釬,調(diào)節(jié)鋼釬上水平支撐桿的伸縮長度,使水平支撐桿上的槽口處于指示樁的正上方。根據(jù)攤鋪厚度和試驗段確定的松鋪系數(shù),調(diào)節(jié)水平支撐桿距離指示樁的高度符合預(yù)定要求;在鋼釬上掛上粗為3mm的鋼絲繩,鋼絲繩每根長200m,兩側(cè)用緊繩器緊固,緊固力不小于800N,以保證兩端固定的鋼絲繩中間撓度不大于2mm。再次用水準儀復(fù)核鋼絲繩頂面的高度,發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整。施工時,攤鋪機一側(cè)的接觸桿放在鋼絲上,通過傳感儀控制攤鋪混合料標高和厚度。
2.2.2、混合料的拌和
拌拌和站安裝調(diào)試完后,進行試拌,試驗室取料進行篩分,指導(dǎo)拌和站進行調(diào)試直到配料符合設(shè)計配合比。拌和時必須精確計量各種原材料的用量,使所拌和的混合料符合試驗室配合比要求。拌和前由試驗人員對石灰、粉煤灰、碎石的含水量進行精確檢測后,提供混合料的施工配合比,根據(jù)集料和混合料的含水量的大小,及時調(diào)整加水量,控制含水量比最佳含水量大2%~3%,使混合料運到施工現(xiàn)場后碾壓時含水量接近最佳含水量?;旌狭弦韬途鶆颍珴梢恢?,無灰團,無過火石灰塊。
2.2.3、運輸
運輸車在拌和站料倉下裝料時應(yīng)前后移動,分2-3次裝滿,避免混合料離析。拌和好的混合料應(yīng)及時運到施工現(xiàn)場,為減少水分損失,混合料在運輸過程中用彩條布進行覆蓋。
2.2.4、攤鋪
攤鋪前將路槽表面起皮松散的浮土清除出去,安排灑水車在路槽上均勻灑水,保持路槽表面濕潤,混合料攤鋪時采用兩臺攤鋪機成梯隊作業(yè),攤鋪時兩臺攤鋪機一前一后相距5-10米左右,前面一臺攤鋪機邊側(cè)傳感儀放在鋼絲繩上控制高程,中間傳感儀放在鋁合金上控制高程;后面一臺攤鋪機邊側(cè)傳感儀放在鋼絲繩上控制高程,中間用滑靴放在混合料上控制高程,前一臺攤鋪機攤鋪后內(nèi)側(cè)預(yù)留40-50cm暫不碾壓,作為后一臺攤鋪機滑靴的參照高程。攤鋪機攤鋪時應(yīng)均勻、緩慢、連續(xù)不間斷的攤鋪,嚴禁隨意變換攤鋪速度,盡量避免中途停車等料。攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和站拌和能力、機械設(shè)備組合配套、攤鋪寬度和厚度等確定,并保證在現(xiàn)場有3車以上運輸料車在等待攤鋪,以防止攤鋪機由于不連續(xù)施工而影響平整度。
2.2.5、碾壓
當(dāng)混合料的含水量等于或略大于最佳含水量時,立即用壓路機在底基層全寬內(nèi)進行壓實,碾壓過程中表面始終保持濕潤,如由于水分蒸發(fā)過快表面干燥,則在第一遍靜壓之后適當(dāng)灑水,灑水時要快速噴霧灑水,避免表面粗細集料離析。第一遍穩(wěn)壓完后如發(fā)現(xiàn)局部不平整及時處理。碾壓時采取階梯遞減的方式碾壓,碾壓過程中要全幅碾壓,不得漏壓、超壓,各部位壓實次數(shù)相同,路幅兩邊增加碾壓2遍。碾壓結(jié)束后及時用灌砂法測壓實度,壓實度不足的要增加碾壓遍數(shù),直到壓實度合格為止,碾壓結(jié)束后不得出現(xiàn)輪跡。畢業(yè)論文,二灰碎石土底基層。嚴禁壓路機在已成型或正在碾壓的路段調(diào)頭、急剎車,防止破壞成品。畢業(yè)論文,二灰碎石土底基層。壓路機換擋時應(yīng)輕且平順,并在已碾壓好的路段進行,避免破壞底基層結(jié)構(gòu)。在碾壓過程中如果出現(xiàn)彈簧、松散、起皮、臃包現(xiàn)象,則用人工及時翻開或換填新的混合料,使其達到質(zhì)量要求。
2.2.6、養(yǎng)生
每一段碾壓完成后,由工程技術(shù)人員組織檢測壓實度、縱斷高程、寬度、平整度是否達到設(shè)計要求,檢驗合格后報監(jiān)理驗收,立即開始養(yǎng)生。養(yǎng)生時用草袋全幅覆蓋,草袋覆蓋前浸水濕潤。在養(yǎng)生期間根據(jù)氣候及水分蒸況經(jīng)常灑水,保持草袋濕潤,但不過分潮濕。用灑水車灑水養(yǎng)生時,灑水車的噴頭要采用噴霧式噴頭。
三、工藝控制要點
在施工時要做到二灰碎石土底基層平整密實,強度高,裂縫少,關(guān)鍵要控制好以下幾方面:
(1)、控制好原材料的質(zhì)量,尤其是石灰、水泥的質(zhì)量,對結(jié)構(gòu)層的強度起到至關(guān)重要的作用。最好用Ⅱ級石灰,高品質(zhì)的石灰可以減少石灰用量,同樣能達到設(shè)計強度要求,同時可以減少底基層的收縮裂縫。
(2)、控制好配合比。施工中二灰碎石土的配合比的變化,對二灰碎石土的強度和裂縫均有影響,所以施工時混合料拌和、攤鋪要做到均勻一致,保證配合比一致。
(3)、嚴格控制含水量。在施工過程中為提高二灰碎石土質(zhì)量,應(yīng)嚴格控制混合料的含水量。實驗室在每次開始拌料提前一天檢測原材料的含水量計算拌和站加水量,根據(jù)天氣情況確保混合料含水量比最佳含水量高3%-4%。同時施工現(xiàn)場與拌和站要保持聯(lián)系,根據(jù)攤鋪混合料的含水量情況及時通知拌和站調(diào)整加水量。畢業(yè)論文,二灰碎石土底基層。畢業(yè)論文,二灰碎石土底基層?;旌狭夏雺簳r要控制好表面含水量,使表面始終保持濕潤,如表面水蒸發(fā)較快,要及時補灑適量的水,防止碾壓起皮。畢業(yè)論文,二灰碎石土底基層。
(4)、加強養(yǎng)護。畢業(yè)論文,二灰碎石土底基層。養(yǎng)護和是否及時充分不但影響結(jié)構(gòu)層的強度,而且能很大程度上減少、減緩二灰碎石土裂縫的產(chǎn)生。
(5)、壓實度、強度的控制。壓實度和強度是底基層施工中兩個重要的質(zhì)量控制指標。在施工中出現(xiàn)壓實度不合格的主要原因有:a、施工配合比發(fā)生變化,與目標配合比有出入,尤其是粉煤灰的變化,粉煤灰的用量多則二灰碎石土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少則二灰碎石土的最大干密度偏大。 b、含水量不均勻。二灰碎石土的含水量偏小,造成二灰碎石土表面松散,如果偏大,則可能出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象。c、由于路槽偏低二灰碎石土的厚度偏大,二灰碎石土的下部碾壓不密實。強度只有在壓實度滿足要求后才能達到,同時要求石灰、水泥用量及配合比達到目標配合比的設(shè)計要求。
四、結(jié)束語
本試驗采用顎式破碎機將廢棄混凝土破碎得到再生骨料,然后再用篩子把細顆粒(粒徑<5mm)和粗顆粒(粒徑≥5mm)分開。細顆粒因吸水率過高等因素的影響,目前還未找到合適的回收再利用途徑,因此本文僅對再生粗骨料作相關(guān)研究。作對比的天然粗骨料為南寧某采石場生產(chǎn)的碎石,砂子為邕江河砂(細度模數(shù)為2.8)。
2.2再生骨料工程技術(shù)指標的測定
由于目前再生骨料尚無統(tǒng)一的試驗方法,本試驗以《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》依據(jù),檢測粗骨料的級配、粒徑、表觀密度、松散堆積密度、吸水率、壓碎指標等工程技術(shù)參數(shù)。論文參考。
表1 骨料的基本性能
天然粗骨料 再生粗骨料 細骨料
粒徑(mm)5~37.55~37.5<5
表觀密度(kg/m3) 2692.12615.2 2660.3
松散堆積密度(kg/m3)1469.31285.3 1610.0
松散空隙率(%)45.450.9 39.5
緊密堆積密度(kg/m3) 1586.81445.6 --
緊密空隙率(%) 41.144.7 --
吸水率(%)1.025.46--
壓碎指標(%) 10.817.8--
針片狀顆粒含量(%) 9.13.7--
3、試驗結(jié)果與分析
3.1再生粗骨料的表面特征及針片狀顆粒含量
如圖1與圖2所示,再生粗骨料的外形介于碎石與卵石之間,大部分再生粗骨料顆粒表面附著部分廢舊砂漿,少部分為廢舊砂漿完全脫離的原狀顆粒,還有很少一部分為廢舊砂漿顆粒。
從表1可以看到,再生粗骨料的針片狀顆粒含量為3.7%,天然粗骨料的針片狀顆粒含量為9.1%。骨料中的針片狀顆粒不僅本身受力時易折斷,而且含量較多時會增大骨料的空隙率,使混凝土拌和物和易性變差,同時降低混凝土強度。因此,單就針片狀顆粒含量來說,再生粗骨料優(yōu)于天然粗骨料。
圖1 再生骨料圖2 碎石
3.2再生粗骨料的顆粒級配和粒徑
再生粗骨料的篩分析試驗結(jié)果如表2所示。從表中可看出:(1)機械生產(chǎn)出來的再生粗骨料的顆粒級配既不滿足連續(xù)粒級要求,也不滿足單粒級的要求。因此,要想獲得最佳級配,就必須用標準篩將剛生產(chǎn)出來的骨料進行分級,把各粒徑范圍的骨料分開,使用時再根據(jù)不同需要將骨料混合,使之滿足規(guī)范要求。(2)盡管篩分試驗前已把粒徑小于5mm的顆粒篩除,但經(jīng)過震篩機進行篩分試驗后,仍有5.82%的細顆粒(粒徑<4.75mm)產(chǎn)生,其原因之是機械破碎法得到的再生骨料內(nèi)部存在大量的微裂縫,在震篩機的振動下,骨料在微裂縫處出現(xiàn)應(yīng)力集中,導(dǎo)致骨料顆粒從裂縫處分解;原因之二為附著在再生粗骨料表面的廢舊砂漿,當(dāng)其附著面積較小時,在震篩機的振動過程中,有可能從骨料顆粒中分離出來,形成細粒和粉粒。根據(jù)這一特點,在再生粗骨料使用前可采用振動等方法促使含有微裂縫的骨料顆粒分解,減少含有微裂縫的骨料顆粒,這是提高再生混凝土抗壓強度的途徑之一。論文參考。(3)中等粒徑顆粒較多。從本試驗看,粒徑為16mm的顆粒最多,占到試樣總質(zhì)量的31.89%,31.5mm、19mm、9.5mm顆粒的含量基本相當(dāng)。當(dāng)然這一結(jié)論可能僅適用于本例,因為再生粗骨料的粒徑與原混凝土(即母材)中的天然骨料粒徑有很大的關(guān)系。論文參考。此外,破碎機械的工作方式也會影響骨料的粒徑。
表2 再生粗骨料的篩分試驗結(jié)果表
徑(mm)篩余量(kg)分計篩余(%)累計篩余(%)
53.00.0000.000.00
37.50.6458.068.06
31.51.08213.5321.59
19.01.41617.7039.29
16.02.55131.8971.18
9.51.40517.5688.75
4.750.4355.4494.19
2.360.0260.3394.51
篩底0.4395.49100.0
3.3再生粗骨料的壓碎指標值
從表1可知,再生粗骨料的壓碎指標值高于天然粗骨料,這主要是由于再生粗骨料顆粒表面附著的砂漿在壓力的作用下,從骨料表面剝離出來,使得其壓碎指標值增大。
3.4再生粗骨料的表觀密度、堆積密度、空隙率
從表1中我們可以看到,再生粗骨料的表觀密度、松散堆積密度、緊密堆積密度、松散空隙率和緊密空隙率均低于天然骨料。出現(xiàn)上述結(jié)果,可能是再生骨料表面包裹著相當(dāng)數(shù)量的水泥砂漿,表面粗糙、棱角較多,由于水泥砂漿孔隙率大,再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷積累使再生骨料內(nèi)部存在大量微裂紋,從而導(dǎo)致再生骨料的密度偏小,空隙率偏大。
3.5吸水率
骨料的吸水率是反映骨料顆粒密實程度和質(zhì)量的一個重要指標,吸水率越小,表示骨料顆粒越密實,質(zhì)量越好[2]。從表1的試驗結(jié)果來看,再生骨料的吸水率比天然骨料高出了4.44個百分點。其主要原因是再生骨料中水泥砂漿含量較高,再加上機械破碎中造成損傷積累使再生骨料內(nèi)部存在大量微裂紋,使再生骨料孔隙率高,吸水性能較強。
3.6再生混凝土的抗壓強度
為了比較再生混凝土和普通混凝土在抗壓強度等方面的差異,本文以《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程(JGJ55-2000)》為依據(jù),完成了10個配合比的設(shè)計,分為RC-Ⅰ和RC-Ⅱ兩個配合比系列,試塊采用邊長為150mm的立方體試塊,水泥為古廟P.O.42.5普通硅酸鹽水泥。兩系列配合分別以RC-Ⅰ-00和RC-Ⅱ-00作為基準配合比,在其它條件不變的情況下,用再生粗骨料部分或全部取代基準配合比中的天然骨料(即碎石),混凝土配合比編號的最后兩位數(shù)字為再生粗骨料取代率(RCA占粗骨料總量重量百分比),如RC-Ⅰ-30是將RC-Ⅰ-00中30%的天然粗骨料用相同質(zhì)量的再生粗骨料代替。各混凝土配合比與坍落度及抗壓強度試驗結(jié)果見表3。
表3 混凝土配合比與坍落度及抗壓強度試驗結(jié)果
編號配合比(Kg/m3) 坍落度(cm) 7d抗壓強度 28d抗壓強度
W:C:S:G:RCA (Mpa) (Mpa)
RC-Ⅰ-00 185:330:754:1131:06522.333.7
RC-Ⅰ-30 185:330:754:791.7:339.359 21.428.7
RC-Ⅰ-50 185:330:754:565.5:565.545 20.727.3
RC-Ⅰ-70 185:330:754:339.3:791.733 19.725.7
RC-Ⅰ-100 185:330:754:0:113118 18.824.9
RC-Ⅱ-00 185:430:643:1142:057 33.843.1
RC-Ⅱ-30 185:430:643:799.4:342.6 50 29.138.2
RC-Ⅱ-50 185:430:643:571:57142 29.436.2
RC-Ⅱ-70 185:430:643:342.6:799.4 35 25.533.8
RC-Ⅱ-100 185:430:643:0:11421524.130.9
由表3可以看到,兩系列混凝土的坍落度隨著再生骨料取代率的增大都表現(xiàn)出降低的趨勢。出現(xiàn)以上情況可能是再生粗骨料的吸水率比天然粗骨料高,在拌制過程中,再生粗骨料吸入大量的拌合用水,導(dǎo)致實際拌合水減少,從而影響到混凝土拌和物的坍落度。因此,在實際應(yīng)用中應(yīng)考慮再生粗骨料的吸水特性,在拌制過程中適當(dāng)補充了拌合水[3],使坍落度能增加到滿足施工要求。
由表4可看出,當(dāng)再生粗骨料取代率分別為30%、50%、70%和100%時,再生混凝土的強度均低于同齡期的普通混凝土,而且強度降低的程度隨再生粗骨料取代率的增加而增加。再生混凝土抗壓強度低于普通混凝土的原因可能是再生粗骨料生產(chǎn)過程中骨料內(nèi)部出現(xiàn)了累積損傷[1],在壓力作用下,骨料損傷部位出現(xiàn)應(yīng)力集中,這一特點會加速混凝土試塊的破壞速度;原因之二可能是再生骨料的表面環(huán)境不利于水泥石和再生骨料間粘結(jié)強度的發(fā)展,再生粗骨料與新舊砂漿之間存在的粘結(jié)較為薄弱,這也會使再生混凝土的強度降低。
4、結(jié)論
本文以《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》為依據(jù),測定再生粗骨料的工程技術(shù)參數(shù),設(shè)計并完成10個混凝土配合比試驗,最后進行立方體試塊抗壓強度試驗,通過對比分析,得出:
(1)再生粗骨料的外形介于碎石與卵石之間,與天然粗骨料相比,其針片狀顆粒含量較少,這一特點可減少骨料的空隙率,同時提高再生混凝土的抗壓強度。
(2)與天然粗骨料相比,再生粗骨料的表觀密度和堆積密度小,而空隙率大。為獲得最佳顆粒級配,再生粗骨料應(yīng)用于混凝土前,應(yīng)先過篩分級;使用時根據(jù)連續(xù)粒級或單粒粒級的技術(shù)要求將不同粒徑范圍的骨料顆粒均勻混合。
(3)再生粗骨料的壓碎指標值原高于天然粗骨料,也就是說再生粗骨料抵抗受壓碎裂的能力比天然粗骨料弱,這是影響再生混凝土抗壓強度的因素之一。
(4)再生骨料的吸水性能對再生混凝土拌和物的工作性能影響很大,再生混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)考慮骨料吸水率。
(5)再生混凝土強度與再生骨料的摻量密切相關(guān),抗壓強度隨再生骨料取代率的增大而降低。因此,工程應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)實際情況,通過配合比試驗選用合適的再生骨料摻量,以便獲得相應(yīng)的強度。
(6)符合《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的。
參考文獻
[1] 肖建莊,李佳彬,蘭 陽.再生混凝土技術(shù)最新研究進展與評述[J].混凝土,2003,25(10):17-20,57.
[2]符方. 建筑材料[M].南京:東南大學(xué)出版社,1998.99-100
中圖分類號: TU528 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
現(xiàn)代建筑材料中,混凝土應(yīng)用最廣泛,在土木工程項目中起了至關(guān)重要的意義和作用。當(dāng)前,全世界的水泥產(chǎn)量年產(chǎn)量和所澆筑的混凝土,數(shù)額巨大。混凝土是一種人工石材,由水泥、石、砂、添加劑及附加劑與適量的水混合之后逐漸硬化形成,多種因素直接影響混凝土的質(zhì)量、成本和性能,進而影響土木結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量、造價和壽命。這些因素包括原材料的種類、性質(zhì)和用量等等。所以,在混凝土配合比設(shè)計中,確定混凝土組成的材料及其用量,讓混凝土的性能達到所需求的強度和耐久性,是設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
二、傳統(tǒng)配合比設(shè)計方法面臨的問題
傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的混凝土配合比設(shè)計方法,就是確定原材料的品種和用量,其主要步驟如下所述:
一是設(shè)計階段。計算出混凝土配制強度,求出水灰比;按照混凝土所選骨料和要求的坍落度,查表確定出用水量;計算出水泥用量;然后按體積法或重量法,對粗細骨料和其它材料的用量進行確定。
二是試配、測試和調(diào)整階段。根據(jù)所確定的材料用量,進行混凝土試件的制備;標準養(yǎng)護到28天的齡期,對試件的有關(guān)性能進行測試;試件性能如果符合要求,就采用該組配合比,不滿足相關(guān)要求,需要進一步進行調(diào)整。早期的混凝土結(jié)構(gòu),對混凝土材料性能的要求較為簡單,配制所需的原材料種類也較為少,所以傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計方法,能很好地滿足混凝土工程的要求。
一個多世紀以來,生產(chǎn)和社會在不斷發(fā)展,建筑工程質(zhì)量要求在日益提高,混凝土科學(xué)和技術(shù)在此需求的推動下,成果頗豐,取得諸多突破性的變革。
一是,長跨、高層和大型的結(jié)構(gòu)物形成,并逐漸成為潮流。
二是,混凝土品種大大增多,高性能、低溫、纖維、防水、噴射、加氣、泵送和輕骨料等特性的特種混凝土紛紛出現(xiàn)。
三是,混凝土的成份日益豐富,配制時使用了各種礦物粉料、纖維和外加劑。
四是,混凝土的性能指標逐漸提高,原本是單一的28天強度,現(xiàn)在已經(jīng)擴展到若干齡期的強度、彈性模量、工作性和耐久性等各項指標,特種混凝土在抗腐蝕、防輻射、耐高溫高壓上也有其對應(yīng)的標準要求。
五是,混凝土的施工速度大大加快。
六是,對結(jié)構(gòu)物壽命的要求大大延長。
七是,施工工藝和條件逐步多樣化。
傳統(tǒng)設(shè)計方法,基于經(jīng)驗設(shè)計,難以滿足現(xiàn)代混凝土工程的需要,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
一是,設(shè)計周期比較長。
二是,設(shè)計的變量比較少,主要的變量是水、水泥和粗細骨料的各自用量。礦物粉料以及外加劑的摻入,導(dǎo)致傳統(tǒng)的配合比設(shè)計方法很難配制出組分復(fù)雜、擁有特殊性能的混凝土。用傳統(tǒng)配合比設(shè)計方法制備預(yù)制高強混凝土構(gòu)件時,再多拌合物也沒法制備出一種令人滿意的構(gòu)件。
三是,考慮的性能比較單一,強度及工作性的要求能滿足,但是缺乏對耐久性等特殊性能要求的設(shè)計。傳統(tǒng)的方法設(shè)計出的結(jié)構(gòu)物,往往耐久性偏低。一般混凝土工程,使用年限為50到100年,甚至某些工程在使用10到20年后就需要維修。
四是,不利于混凝土構(gòu)件生產(chǎn)的計算機控制。
五是,優(yōu)化配合比設(shè)計非常困難。配合比設(shè)計的指導(dǎo)思想,應(yīng)該從強度設(shè)計轉(zhuǎn)化到多種性能設(shè)計,從可行性設(shè)計轉(zhuǎn)化到優(yōu)化設(shè)計。在符合相關(guān)規(guī)范給出的各種要求的前提下,合理的材料配合比設(shè)計應(yīng)當(dāng)能夠確定各種成份的用量,獲得最經(jīng)濟和適用的混凝土。
三、設(shè)計方法的發(fā)展
混凝土配合比設(shè)計方法,逐步由從基于經(jīng)驗的設(shè)計方法發(fā)展為解析的計算方法。傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計中,大量參數(shù)需要靠查表選值,以經(jīng)驗為基礎(chǔ),進行半定量設(shè)計。隨著各種現(xiàn)代方法和先進測試技術(shù)的應(yīng)用,混凝土科學(xué)技術(shù)正逐步從經(jīng)驗發(fā)展為理論,從定性發(fā)展為定量。對于高性能混凝土配合比設(shè)計,陳建奎等提出了一種全計算方法,對傳統(tǒng)的絕對體積法進行了修正。該方法有兩個理論基礎(chǔ),如下所述。
一是,混凝土材料組成的四個假定項為:混凝土組成材料,包含固液氣三相,擁有體積加和性;石子的空隙率是由干砂漿進行填充;干砂漿的空隙率是由水進行填充;干砂漿是由水泥、細摻和料、砂和空氣隙組成。
二是,水泥和細粉料的體積比為75:25,水泥漿和骨料的體積比為35:65,才能使高性能混凝土獲得最佳工作性和最佳強度??捎纱藢?dǎo)出一系列解析計算式進行高性能混凝土配合比設(shè)計。這種全計算法,可以由公式計算得出對混凝土拌合物的設(shè)計,大大有利于計算機在配合比設(shè)計中的應(yīng)用。
四、最優(yōu)化方法
隨著建筑工程和基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展,我國混凝土的年產(chǎn)量數(shù)額巨大。優(yōu)化配合比設(shè)計,可節(jié)約混凝土生產(chǎn)所消耗的大量資源和能源,減少環(huán)境污染,還可以降低成本,提高經(jīng)濟效益。
現(xiàn)行設(shè)計方法和原則中沒有考慮混凝土組分和混凝土穩(wěn)定性之間的聯(lián)系,無法保證新拌混凝土體積穩(wěn)定、質(zhì)量均勻和粘聚性的要求。現(xiàn)行設(shè)計方法中也沒有考慮到,與混凝土密實度有關(guān)的塌落度和水泥漿數(shù)量等諸多因素對混凝土性能的重要影響。近年來針對混凝土配合比設(shè)計的研究成果中,提出了一種單目標的非線性規(guī)劃模型,混凝土價格作為目標函數(shù),各種原材料的用量作為設(shè)計變量,通過優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,在混凝土性能符合用戶需要的前提下,盡可能使成本最低。
這種方法的主要步驟如下所述:一,進行大量的混凝土實驗及性能測試;二,回歸分析所獲數(shù)據(jù),在混凝土的組成和性能之間建立起預(yù)測方程;三,將其轉(zhuǎn)化成優(yōu)化模型的約束方程,并用矩陣表達;四,建立以混凝土成本價格為目標函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計模型;五,按非線性規(guī)劃的單純形解法優(yōu)化計算各種組成材料的用量;六,補償混凝土密實度,根據(jù)骨料含水量和吸水率調(diào)整各原材料的用量。
在配合比多目標優(yōu)化和實時控制的研究中,根據(jù)實踐數(shù)據(jù),建立混凝土各項性能指標和各種材料用量之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫,然后用多元線性回歸分析方法,計算出它們之間的近似關(guān)系式。這個模型中隱含了施工水平,能及時預(yù)測混凝土各項技術(shù)指標喝各種材料用量間的關(guān)系。依據(jù)欲達到的各項性能指標的目的值,最后將上述數(shù)學(xué)模式表達為目標函數(shù),采用多目標規(guī)劃方法,計算求出各種材料的最優(yōu)用量以及相應(yīng)的技術(shù)指標。
在進行對混凝土配合比的實時控制中,主要性能指標的目標值是數(shù)學(xué)模式的因變量,分別是抗壓強度、抗拉強度、抗?jié)B標號,抗凍標號和混凝土總費用,,其自變量分別是單位用灰量、用水量、用砂量、各種粒徑的粗骨料的用量和添加劑用量等。此計算中的約束條件是各設(shè)計變量的上下限值,在此基礎(chǔ)上建立出相應(yīng)的約束方程。可運用目的規(guī)劃法求解,逐個用單純形法優(yōu)化每一級目標函數(shù)的期望值,計算求解得到所有5項指標的值和混凝土的材料用量。與單目標規(guī)劃方法相比,多目標規(guī)劃方法的計算量比較大,但其約束條件更為合理,可以使五項主要性能指標得到不同程度的優(yōu)化。
五、結(jié)語
傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計方法,已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代工程的需求。實際配制中,尤其是在高性能和特殊性能混凝土的配制過程中,困難和問題時有發(fā)生。專業(yè)研究人員著力于研究新的配合比設(shè)計方法,成果頗豐,其中智能化的優(yōu)化設(shè)計方法得到最多關(guān)注,包括全計算法、計算機化的設(shè)計方法、配合比優(yōu)化設(shè)計、基于專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)專家系統(tǒng)的方法等,研究成果有利促進了混凝土科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]王繼宗 混凝土配合比設(shè)計方法的研究進展 [期刊論文] 《河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)》 2003
一、概況:
裕達國貿(mào)多功能會議中心工程,地上9層,平面35m*64m,共39根箱型鋼柱,截面尺寸為760*760、700*700、800*800三種,箱型柱鋼板厚度為36mm。GKZ1~GKZ8、GKZ12、GKZ16、GKZ21、GKZ25、GKZ29~GKZ31柱內(nèi)全部澆注混凝土,高度為53.47米,其他鋼柱內(nèi)澆注混凝土高度12.57~22.17米不等。柱內(nèi)最大灌注混凝土量為35m3。
二、施工方法
鋼柱在1米標高位置位置開孔直徑為Φ150圓孔,并焊接帶單向閥的混凝土輸送管,利用混凝土泵的壓力將混凝土自下而上擠壓頂升灌入箱型柱內(nèi),直至注滿整根箱型柱混凝土柱。每根鋼柱都一次頂升至頂。
工藝流程圖如下:
三、施工操作要點
1、現(xiàn)場加工制作單向閥??萍颊撐?,裕達國貿(mào)酒店多功能會議中心。單向閥由DN125mm,5mm厚的混凝土輸送彎管(R=500mm)及8mm厚的Q345鋼板共同加工而成。科技論文,裕達國貿(mào)酒店多功能會議中心。
2、在標高為1米位置,箱型柱開一Φ150mm圓孔,以清除柱內(nèi)積水、雜物及焊接單向閥??萍颊撐?,裕達國貿(mào)酒店多功能會議中心。
3、 焊接單向閥,單向閥伸進箱型柱內(nèi)的位置見圖中所示。單向閥的蓋板與水平方向的夾角宜為600~700,可通過伸出鉸鏈背后的鋼板調(diào)節(jié)固定。
4、用套箍連接截止閥,在截止閥與混凝土泵間布置混凝土輸送管。
5、澆筑前,要計算好單根柱混凝土量,待所需混凝土運送到施工現(xiàn)場后方可進行頂升,防止混凝土在運輸過程中耽擱造成頂升中斷。同時,及時做好混凝土坍落度的檢測。
6、混凝土輸送管與截止閥連接前,泵送砂漿用以輸送管道,并把該部分砂漿清除干凈后再進行柱芯混凝土的澆筑。
7、混凝土頂升至設(shè)計標高后,應(yīng)及時停泵,并進行數(shù)次回抽,若柱頂混凝土面無明顯回落,方可拆除混凝土輸送管。
8、完畢30min后,觀察柱頂混凝土有無回落下沉,若有下沉,則用人工補澆柱頂混凝土。
9、混凝土養(yǎng)護7天后,將柱底單向閥外露部分割去,并焊接封口鋼板。
四、材料機具設(shè)備
1、單向閥的鋼材均為8mm厚及20mm厚的Q345鋼板。
2、泵送混凝土的配合比設(shè)計,應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)、《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T10-95)、《自密實高性能混凝土技術(shù)規(guī)程》(DBJ13-55-2004)和《預(yù)拌混凝土生產(chǎn)施工技術(shù)規(guī)程》(DBJ13-42-2002)的規(guī)定。
對混凝土要求:混凝土要具有良好的可泵性,即坍落度大,和易性好、不泌水、不離析、自密性好;初凝時間必須滿足每根鋼柱混凝土頂升后,混凝土仍具有足夠的和易性,本次配合比設(shè)計要求初凝時間不小于6小時,終凝時間不小于8小時?;炷撂涠瓤刂圃?00mm~220mm之間。
3、機具設(shè)備選擇:
泵車選擇:柱內(nèi)砼壓力:λH=24*53.47=1283KN/m2=1.28Mpa??萍颊撐模__國貿(mào)酒店多功能會議中心。水平管60米,損失壓力0.3Mpa??萍颊撐?,裕達國貿(mào)酒店多功能會議中心。垂直高度53.47米,由于水平加勁板的阻隔作用,混凝土在柱內(nèi)并不是整體上移,而是從柱中心不斷上翻,預(yù)計其阻力要比在泵管內(nèi)要大,因此考慮其損失壓力0.8 Mpa??萍颊撐?,裕達國貿(mào)酒店多功能會議中心。每個90°彎頭降壓0.1 Mpa,共計2個彎頭,共損失0.2 Mpa。管路截止閥一個,降壓0.8 Mpa。附屬于泵車的壓力損失約3 Mpa。每個水平加勁肋考慮降壓0.1 Mpa,共10個,損失1 Mpa。
以上合計:7.38 Mpa,選用HBT80C-1818D地泵,理論最大輸出壓力為18Mpa,滿足需要。
其他施工機具有混凝土攪拌運輸車、輸送管、單向閥、截止閥、鐵鍬、試件制作器具、電焊機、對講機等。
五、勞動組織
各工種人員配備如下:
混凝土輸送車司機 ,4人;泵機操作工,2人;接管工,4人;電焊工,2人;混凝土工,4人;試驗員,1人;指揮人員,2人;
六、安全措施
1、施工作業(yè)人員必須了解和掌握本工藝的技術(shù)操作要領(lǐng),特殊工種(如輸送泵操作人員、電焊工等)應(yīng)持證上崗。
2、混凝土澆筑前,應(yīng)對單向閥、截止閥、輸送管的布管及接頭等進行檢查,混凝土輸送泵進行試運轉(zhuǎn)正常后方可開機工作。
3、在混凝土澆筑過程中,截止閥旁嚴禁站人。