公路工程施工技1

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建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材目录第一章压实标准的确定与应用技术第一节压实的重要意义第二节影响压实的因素第三节压实标准的确定与应用第二章延迟时间对水泥稳定混合料物理和力学性能的影响一、术语二、对水泥的品质要求三、水泥稳定砂砾混合料延迟时间四、延迟时间对混合料物理、力学性能的影响五、措施与对策第三章新疆盐渍土地区道路施工技术第一节术语第二节新疆盐渍土成因与分布第三节盐渍土对公路造成的病害第四节盐渍土分类第五节盐渍土地区路基施工第四章桥涵混凝土硫酸盐侵蚀及防治技术第一节硫酸盐侵蚀破坏是新疆混凝土工程建设中的一大危害第二节硫酸盐侵蚀破坏机理第三节硫酸盐侵蚀程度与环境作用等级第四节硫酸盐侵蚀防治第五章新疆特殊气候条件下混凝土施工技术一、气候特点二、混凝土施工技术措施建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材公路工程施工技术第一章压实标准的确定与应用技术第一节压实的重要意义一、概述压实使路基及路面个结构层的材料具有足够的密实度,这对于公路的路基、路面具有十分重要的意义。1、可以充分发挥路基土和路面材料的强度,可以减少路基、路面在行车荷载作用下产生的永久形变。2、可以增加路基土和路面材料的不透水性和强度稳定性。压实的作用对于增强道路的使用性能和延长使用寿命是非常重要的。路基、底基层、基层或面层材料压实不足,在使用过程中,路面上就可能产生车辙、裂缝、沉陷和水损坏,也可能使整个路面产生剪切破坏。实践证明,以高标准进行路基、路面的压实,是保证路基、路面应有强度和稳定性的一项最经济有效的技术措施。二、压实的物理过程对于有粘性的细粒土而言,用压实机械对路基或路面结构层材料进行压实时,在压实机械的短时荷载或振动荷载作用下,将产生几种不同的物理过程。1、使大小土块重新排列和互相靠近;2、使单个土颗粒重新排列重新排列和互相靠近;3、使土块内部的土颗粒重新排列和互相靠近;4、使小颗粒进入大颗粒的空隙中。建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材常用路面结构层材料通常主要是由各种不同粒径的单个颗粒组成。在碾压过程中,主要发生的现象是颗粒重新排列、互相靠近和小颗粒进入到大颗粒的空隙中。产生这些不同物理过程的结果是增加单位体积内固体颗粒的数量,减少孔隙率,这个过程就称作压实。三、土的三相体概念与压实土是由固体颗粒、水分和空气三部分组成,通常称为三相体。沥青混合料实际上也是三相体,只是以沥青代替了水。三相体中每种成分的质量、体积的相对比例有所增减,都会引起土的物理力学性质的变化。在此三相体中,水和单个的土颗粒是不可压缩的,空气只有在密闭容器中才是可压缩的,它在土体中也是不可压缩的。因此,要使单位体积内的固体颗粒增加,只有采取措施使土体内的空气和水排出。用机械碾压就是施工现场所采用的主要措施。需要说明的是,对于粘性细粒土的压实,仅是从空隙中将空气“挤”出来,而不是将水挤出来。碾压的愈密实,单位体积内的固体颗粒愈多,空气愈少。在某一含水量是,土的理论最大密度就是土中空气等于零,土建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材接近于两相体。第二节影响压实的因素影响路基土达到规定压实度的主要因素有:土的含水量、碾压层的厚度、压实机械的类型和功能、碾压遍数以及地基的强度。影响级配集料达到规定压实度的主要因素,除上述因素外,还有集料的特性(包括质量、级配的均匀性和细料的塑性指数)以及下承层的强度。一、含水量对压实过程的影响(一)最佳含水量和最大干密度在压实过程中,土或材料的含水量对所能达到的压实度起着非常大的作用,具体表现为:1、压实功要克服土粒间的内摩阻力和粘结力,才能使土粒产生位移并相互靠近。2、土的含水量小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定程度后,某一压实功不再能克服土的抗力,压实所得的干密度小。3、当土的含水量逐渐增加时,水在土颗粒间起着润滑作用,使土的内摩阻力减小,以同样地压实功可以得到较大的干密度。4、当土的含水量继续增加到超过某一限度后,虽然土的内摩阻力还在减少,但单位土体中的空气体积已减少到最小限度,而水的体积却在不断增加,由于水是不可压缩的,因此在同样的压实功下,土的干密度反而逐渐减少。土的干密度与含水量的紧密关系,可以用驼峰形击实曲线来表征。因此,细粒土、天然砂砾、级配碎石、级配砾石、水泥稳定材料等多建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材种路面材料,都只有在一定的含水量条件下才能压实到最大干密度。这个与最大干密度相适应的含水量,通常称作最佳含水量。1513(g/cm)干密度d1.501.6031.701.80272523211917opt20.2饱和度100%1.67dmax(二)不同土的最佳含水量各种不同土的最佳含水量和最大干密度是不同的。通常,土中粉粒和粘粒含量愈多,土的塑性指数愈大,土的最佳含水量也愈大,同时其最大干密度愈小。因此,一般砂性土的最佳含水量小于粘性土,而最大干密度大于粘性土。各种不同土的最佳含水量和最大干密度虽然不同,它们击实曲线的性质却是基本相同的。二、击实功对最佳含水量和最大干密度的影响(一)击实功的影响对同一种土或同一种级配集料而言,击实功能增加(增加锤击数、锤质量或锤落距)时,土的最佳含水量减少,而最大干密度增大。在工地用压路机碾压时,如果保持压路机的重量不变而增加碾压遍数,建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材或增加压路机的重量、不改变碾压遍数,都可以得出与室内相同性质的含水量密实度关系曲线。击实功对最佳含水量和最大干密度的影响是有一定限度的,超过这个限度,即使继续增加击实功也不会明显降低最佳含水量和明显增加最大干密度。(二)现场含水量控制1、实际工作中重要的一点是室内所得最佳含水量可能与现场所用的压路机不相适应。但一般情况下两者不会有太大差别,仅需要少量调整以适应所用的压路机。2、材料的含水量接近压路机压实时的最佳含水量时,需要的压实功最小。当采用规定的方法控制压实时,控制含水量是碾压时的重要工作。达不到规定密实度的最普遍原因是碾压时材料的含水量不合适。第三节压实标准的确定与应用压实标准的确定也可称为标准干密度的确定。有效地控制土基和各种路面结构层材料的压实,要求解决三个问题,即:1、如何确定土和路面材料的标准干密度;2、如何确定土基和路面结构层材料各自要求的压实度;3、如何在现场正确地评定路基和路面材料的压实度;确定标准干密度的方法,常用的有三种:(1)击实试验法;(2)试验路法;(3)固体体积率法。一、击实试验法击实试验是确定土和路面材料标准干密度最常用的方法。用这个方法建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材在室内确定土和材料的最佳含水量和最大干密度,并以此最大干密度作为改土和该材料的标准干密度。击实试验适用于最大粒径25mm的集料。集料中有少量超尺寸的颗粒(不大于5%)对试验结果无明显影响,当有较多超尺寸颗粒时,可以进行校正,但现用校正方法并不是很准确的。目前各国使用的击实方法,基本上可分为两类,一类是轻型击实试验法,一类是重型击实试验法。我国现行公路工程建设标准规定使用重型击实试验法。二、试验路法试验路法就是将实际用于路面结构层的材料铺筑几段不同含水量的路段,用工地拥有的压实机械进行碾压试验。在碾压过程中经常测定集料的干密度,直到随碾压遍数的增加而干密度不再增加为止。用最后得到的干密度的平均值作为相应含水量(也取平均值)下的最终干密度,利用不同含水量及其相应的最终干密度绘制含水量—干密度关系曲线,并根据此曲线确定适合于所用机械被压材料的最佳含水量和最大干密度。材料变化时,需要另铺试验路,重新确定其最佳含水量和最大干密度。三、固体体积率法集料的干密度愈大,其中的固体体积率也愈大。在用固体体积率表示该集料的密实度时,可利用公式计算得出:固体体积率=压实后实测干密度/材料颗粒密度由于压实集料的固体体积率随集料本身级配的优劣而变,因此在实际工作中用固体体积率法确定集料的标准干密度有一定的局限性。只有在对建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材集料的级配有严格要求的情况下,用固体体积率表示其密度才是合适的。四、压实标准的应用1、利用击实曲线的形状控制现场含水量1)含水量—干密度曲线段较陡,说明材料在碾压时对含水量较为敏感,现场碾压过程中需要仔细控制含水量。如过干,就需要用过多的压实功;如过湿,就会出现“弹簧”现象。2)含水量—干密度曲线较为平缓,则现场压实过程中就不需要十分仔细控制含水量,特别是在干的一侧更是如此,因为碾压时含水量不是那么敏感。2、利用规定压实度在击实曲线上确定现场含水量控制范围如规定压实度为95%,则可在击实曲线上做一条平行于含水量的直线,此直线与驼峰曲线相交两点,两点间的含水量即可作为现场含水量控制范围。第二章新疆盐渍土地区道路施工技术第一节术语一、盐、易溶盐盐是由金属离子和酸根离子所组成的化合物。按其中水中的溶解度大小,可分为:1、易溶盐:如NaCl、Na2SO4,MgSO4等2、中溶盐:如CaSO4等3、难溶盐:CaCO3等二、盐渍土建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材对不同程度盐碱化土的总称。在公路工程中,系指地表下1.0m内易溶盐含量平均大于或等于0.3%的土。三、盐胀含有硫酸盐的盐渍土,降温时硫酸盐吸水结晶,体积增大,促使土体膨胀;升温时硫酸盐又脱水,体积变小,致土体酥松。这种随温度变化而发生体积变化,引起地表松胀或公路路基、路面变形破坏。四、盐分表聚性盐渍土中盐分的转移、积聚,是土体中水温等条件综合作用的结果。在毛细管水上升、蒸腾与温度、气压梯度差等作用下,使土体内盐分由下向上、由内向外表层聚集。五、隔断层为隔断水分和盐分侵入路基上层或路面基层,在路基内或其顶部用透水性良好的或不透水的材料铺筑的层次。六、保护层为保护隔断层不被损坏失效而在隔断层上(下)铺设的过渡层。第二节新疆盐渍土成因与分布新疆深居内陆,地形封闭,气候干旱,自然条件特殊,盐渍土不仅分布范围广,而且盐化程度和含盐性质各地差异较大。境内公路受盐渍化影响,形成严重病害,盐渍土地区公路的修建与养护存在许多特殊问题。1、新疆气候夏季高温,冬季严寒,干旱少雨,蒸发量大于降水量数十倍甚至更多。这就决定了土壤中上升水流占优势,使土中可溶性盐随着毛细管水上升积聚于表层,导致土壤普遍积盐,形成大面积的盐渍土。建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材2、新疆四周高山环绕,中部有天山横亘,形成“三山夹两盆”封闭式内陆盆地,在山区和盆地内还有不少地形低凹、排水不畅的小盆地与洼地,使地表水与地下水的矿化度逐渐增高,成为盆地与低洼土壤盐分的主要来源。3、盐分的积聚,与地下水水位、矿化度和矿化类型有密切关系。地下水位愈高,蒸发愈强,土壤的积盐也愈快,同时,地下水矿化度愈高,向土壤输送的盐分也愈多,土壤积盐愈重。新疆强烈蒸发的气候条件和地下水矿化度较高的水文地质条件是新疆土壤积盐严重的主要因素。4、大量盐生植物也加剧了土壤的盐渍化。胡杨、芦苇等深根植物生长过程中的蒸腾作用,消耗大量地下水,相应加大了地下水的矿化度;盐生植物生长过程中吸收地下的盐分积聚于体内,就地枯死后盐分重新进入地表土中;胡杨、柽柳等“泌盐植物”在存活期间不断泌出盐分,加剧了土的盐渍化。5、人类活动行为不当,造成地下水位上升,土壤次生盐渍化。距农业部门统计,新疆盐渍土面积达15.83万平方公里,约占全区土地面积9.5%。第三节盐渍土对公路造成的病害1、盐胀使路基路面鼓胀开裂,路肩及边坡松散剥蚀。2、加剧路基冻胀与翻浆。3、受水浸时,路基强度急剧降低,发生沉陷变形。4、溶蚀第四节盐渍土分类建工师2012年度专业技术人员继续教育培训教材盐渍土按含盐性质、盐渍化程度、盐胀性质分类。1、按含盐性质的不同,分为五类,见下表:盐渍土按含盐性质分类盐渍土名称离子含量比值Cl-/SO42-(CO32-+HCO3-)/(Cl-+SO42-)氯盐渍土>2——亚氯盐渍土1~2——亚硫酸盐渍土0.3~<1.0——硫酸盐渍土<0.3——碳酸盐渍土——>0.32、盐渍土的盐渍化程度,按细粒土和粗粒土分别进行分类。细粒土按盐渍化程度分类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