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压实度的毕业论文

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公路路基施工中的常见质量问题及防治措施论文

随着我国经济的快速发展,公路已经成为制约经济发展的一个重要条件,为此各地相继加大的公路工程建设力度,有效的满足了公路项目建设的需求。在公路建设项目当中,路基施工无疑是重中之重,如何做好路基施工提高路基施工水平,是施工单位在施工过程中必须解决的一个问题。而在路基施工当中,稍有不慎就可能产生一些质量问题,比如说

填料适应性差、填筑过程中中线偏位等,如何有效的预防并解决这些问题是保证路基施工质量的关键。这就要求施工单位根据每种病害形成的不同原因,采取针对性的措施,提高措施的成效性,使路基质量能够得到有效的控制。

1. 公路路基施工中的常见质量问题

根据相关研究资料和自身在这一方面的施工经验,笔者认为常见的质量问题如下:

土方路堤填料不符合要求

在路基施工过程中,土方路堤对于填料的质量有着比较高的要求,而在施工当中一些施工单位并没有注意到这一问题,在填料使用之前没有检查填料的质量是否符合要求,导致在填料施工当中所使用的填料适应性很差,一些填料直接影响到了路堤质量,在这种情况下不得不进行重新回填施工。一旦出现这一质量问题,不仅会延误工程的工期,还会导致工程施工成本及投资增加。

填筑过程中中线偏位

在路基施工过程中,一般会先设定一条中线,然后沿着中线进行路基的施工,以保证公路的走向、宽度等符合建设要求。但是在路基施工当中,一些单位为了赶工期、追进度,或者因为人为原因导致导线点遭到破坏,或者说施工测放人员在测量工作中复测品读不够,没有严格按照测量要求设立保护控制桩,导致路基填筑过程中中线偏位严重。一旦发生这一现象,会严重影响到路基施工质量,必须进行返工直到中线位置符合建设要求。

原有斜坡、坑穴、水渠等处理不当

在公路路基施工过程中会遇到一些不适合路基施工的情况,比如说斜坡、坑穴、水渠、填井、墓穴等等,这些地方如果处理不当可能会导致局部沉陷、失稳、滑坡等地质灾害,将直接影响到公路路基施工的质量。此外,斜坡、坑穴、水渠、填井、墓穴等处理不当,可能会给路基留下很多质量隐患,不仅会对路面铺设带来很大的影响,进而对整个公路建设工程的质量造成不利影响。

路基压实度达不到设计要求

路基压实度是保证路基施工质量的一个重要因素,但是在路基施工当中由于作业范围比较大,稍有不慎便可能出现压实度不足的问题。造成路基压实度不足的原因比较复杂,在压实的过程中如何路基质量偏小,或者说压实遍数不够的话,可能会导致压实度不足。此外,在碾压的过程中,如果存在漏压,或者说路基含水量过大,加上填松铺土的厚度太大的话,将会直接影响到压实的效果,进入对压实度产生影响。同时如果所使用的回填土性能不符合填土施工的要求,也会导致路基的压实度不达标。

2公路路基施工中的常见质量的防治

针对路基施工中经常出现的一些质量问题,应该引起施工单位充分的重视,采取一些有效的措施来防治常见病害,切实减少病害对路基质量的不利影响。具体来说应该注意以下几点:

把控好土方路堤填料质量

在选择路基填料的时候施工单位必须详细了解填料的种类、性质和适应性,确保其能够适合路基施工基本需要。在此基础上,再考虑填料的来源及经济性,也就是说要将填料的`性质和适应性作为首先考虑问题的。填料的取料场地确定前及到场填料在卸载之间必须由采集人员与工程试验人员对填料的性质进行详细的检查,检测合格之后方能进场卸料使用。在选择填料的时候应该尽量选择适合路基填料施工的一些材料,一般来说填料根据其性质和适应性可以分为:砂土、砂性土、粉性土、粘性土、碎石质土、砾石、不易风化的石块。一般来说重粘土、黄土类土、淤泥等这些填料由于其强度等方面的原因并不适合路基填料,在施工的过程中应该禁止使用这些材料。同时,在不同路基施工当中对于填料的要求也各不相同,施工单位应该根据路基施工的实际需要选择最合适的填料。

保证填筑过程中中线位置正确

对于中心位置偏离的问题,最好的解决办法就是在施工之前进行导线复测,加固导线点并对其进行一定的保护,直到路基施工结束。为了防止施工过程中人员、机械对中线的位置的不利影响,在施工之前施工人员根据恢复的路线中桩、设计图标、施工工艺及标准等,要明确路基用地界桩、路堤坡脚、边沟、取土沟等重点施工区域的位置装,这样能够保证施工过程中人员机械的作业能到位。此外,还需要在路中心位置一定安全距离设置一 个控制桩,其间隔一般在50m左右,该桩上要详细标明该标号以及填挖高度等施工信息,方便施工人员作业。此外,要重点做好机械施工的控制,在机械施工的过程中施工人员应该在边桩处设置明显的填挖标志,每隔200m就在距离中心桩相对距离的地方设置一个控制桩。对于已经出现的中线偏离的现象,施工人员应该再次进行导线复测,校核导线点的位

置是否正确,然后恢复中心及中心桩的正确位置。

做好斜坡、坑穴、水渠等处理工作

对于施工过程中遇到的斜坡、坑穴、水渠等问题应该引起施工人员充分的重视,做好各项处理措施。因此,如果在路基施工当中遇到斜坡、坑穴、水渠等现象,应该用原地土或者砂性土进行及时的回填,回填以后还要用机械进行夯实和压实,保证期强度和稳定性等符合路基的施工要求。对于可能会影响路基稳定性的炕洞,应该先查明炕洞的形成、深度,然后按照岩溶的处置方法对坑洞进行及时的回填,如果不能采取常规的方法解决的话,可以考虑使用构筑物跨越的方法解决。对于遇到的陷穴,应该组织地质人员详细勘察陷穴水的主要来源、水量及发育情况,根据勘察的结果采取回填、跨越构建等处理方式。

严格按照压实标准进行压实作业

对于路基施工过程中遇到的压实度不足的问题,要求施工单位应该选择压实要求的压路机,并严格控制好压力机的质量及压实遍数,必要的时候可以选择震动压路机配合三轮压路机进行碾压,以保证碾压的均匀性和压实度。在压实的过程中,压路机按照事先制定好的作业计划进行,保证碾压轮迹的重叠、铺筑段落大姐长度符合规范要求,碾压的遍数应该做好记录,并及时提醒作业施工人员。在碾压之前要详细测定路基的含水量,一般在2%左右的时候碾压效果最好,如果因为下雨导致填土松软或者因为干燥起尘,应该先对填土进行风干,或者对干燥填土进行洒水保湿,待其含水量达到碾压要求以后才能进行压实作业。

总之,在路基施工中,如何解决填料适应性差、填筑过程中中线偏位等常见质量问保证路基施工质量的关键。施工单位必须根据每种病害形成的不同原因,采取针对性的措施,提高措施的成效性,使路基质量能够得到有效的控制。

参考文献

[1] 符德,姬高阳,周建伟. 道路工程中路基质量的预防及处治[J]. 科技信息, 2010,(33) .

[2] 张征远,刘维佳,陈宝志. 路基质量通病产生的原因及防治[J]. 中国新技术新产品, 2010,(15) .

[3] 和永生. 浅析影响公路工程路基质量的原因与处理措施[J]. 中国新技术新产品, 2011,(20) .

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关键词:30cm混渣+20cm碎石+4层20cm灰土 本人有幸于三月中旬到六月上旬间在天津市塘沽区的天津大道项目实习,以实习期间对天津大道项目路基工程的了解和认识为素材,并按照工程施工的顺序分析路基施工中的要点编纂论文。 一、天津地区气象水文及地质情况 天津位于北半球暖温带,中纬度亚欧大陆东岸,四季分明,介于大陆性欲海洋性气候的过渡带上,属于半湿润季风气候。春季干燥多风,冷暖多变;夏季温高湿重,雨热共济;秋季天高云淡,风和日丽;冬季寒冷干燥,雨雪稀少。年平均气温1~12℃,七月平均气温℃,一月平均气温-5℃,极端最低气温-21℃,极端最高气温℃。年平均降雨,一日最大暴雨量,最大积雪深度29mm。春秋两季降雨量分别占全年的10%和14%;夏季6月中旬~9月中旬为雨季(汛期),平均雨日34天左右,占全年降水量的73%以上;冬季与血量占全年的1%~3%. 天津地区位于海河流域下游,海河水系是华北地区最大水系,本工程自北向南,横贯扇面中央,共永定河、中亭河,子牙河等3条一级河道,龙河、中泓故道、南运河等3条二级河道,并且沿线灌溉、排水渠道密布,基本形成排灌水网系。 二、天津大道工程概况 天津大道连接天津市中心城区小白楼商务区与滨海新区于家堡、响罗湾商务区,为城市快速路,西起外环线津沽立交,东至中央大道,双向八车道,设计行车速度80km/h。 三、材料要求 (一) 路基填土 1、路基填料宜优先选用级配良好的砾类土、砂类土作为填料,泥炭、淤泥冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等,不得直接用于填筑路基。 2、本工程位于冰冻地区,严禁采用未经处理的粉质土直接填筑路基。当采用其他细土时,路基填料CBR应满足要求。此外,液限大于50%,塑性指数大于26的细粒土不得直接作为路基填料。 3、禁止使用沼泽土、泥炭及淤泥、含有树根、树桩、易腐朽物质或有机质含量大于5%,氯盐含量大于3%,碳酸盐含量大于的土。 4、中央分隔带及绿化带填土按绿化回填要求进行填筑。 5、细粒土尽可能粉碎,粒径不得大于15mm。 (二) 碎石 1、碎石中不含植物残体、垃圾等杂物。 2、最大粒径应小于30mm,要求其压碎值不超过30%、强度不小于15MP(未筛分碎石)。 3、 碎石的颗粒组成应符合JTJ034-2000中第中2#级配要求,为方便施工,宜采用10~30mm的粗集料,5~10mm的中集料,0~5mm的石屑细集料三种粒料配合。 3、池塘路基处理碎石垫层用碎石强度不小于15MP(未筛分碎石),最大粒径应小于150mm,通过20mm筛孔的选料不得超过总量的30%,通过筛孔的选料不超过总量的10%。 (三) 钢塑双向土工格栅 1、钢塑双向土工格栅应采用凸结点形式,以保证连接牢靠,其性能要求如下: 纵向抗拉强度:≥80KN 横向抗拉强度:≥80KN 伸缩率:≤3% 结点剥离力:≥350N 2、同时为尽量减少搭接程数量,钢塑双向土工格栅幅宽不宜小于4m。 (四) 石灰 1、石灰应采用消石灰或生石灰粉;消石灰中不得有未消解的生石灰颗粒,石灰等级应在三级以上。 2、 如采用生石灰,钙质生石灰中有效氧化钙氧化镁的含量应大于70%;如采用消石灰,钙质消石灰中有效氧化钙氧化镁的含量应大于50%。 3、石灰剂量=石灰质量/干土质量,生石灰块应在使用前7~10天充分消解。消解的生石灰应保持一定的湿度,不得产生扬尘,也不得过湿成团。消石灰宜过孔10mm的筛,并尽快使用。 (五) 水泥 1、 水泥应符合国家技术标准的要求,宜采用的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。 (六) 土壤固化剂 1、土壤固化剂采用液粉土壤固化剂路邦EN-1(浓缩液),固化剂浓缩液掺入剂量为,或根据实验确定。 2、土壤固化剂的技术性能指标应符合现行行业标准《土壤固化剂》CJ/T3073的规定,溶液的固体含量不得大于3%,不得有沉淀或絮状现象。 (七) 水 应采用饮用水或PH大于或等于6的水。 四、施工程序 (一)路基表层整体处理方案 由于本工程均处于稻、苇地等潮湿地段,路基填筑前应清除地表草皮、树根、腐殖土、垃圾、杂物等,路基清表30cm后大致找平并进行碾压,压实度应符合设计(90%)要求,如达不到压实度要求,可采用5%戗灰处理;如戗灰0~50cm仍达不到压实度要求,需换填50cm碎石垫层,以加快工程进度。 路基填筑高度小于路面和路床总厚度时,应将地基表层土进行超挖并分层回填压实,处理深度不应小于路床底面。 工程所处区域为平原地貌,土质为粘土或粉质粘土,地下水丰富,土质含水量较高,全线路基处于潮湿、中湿状态,因此需要对路基表层按实际情况分别进行处理方可进行路基填筑。 1、填土高度大于2m的路段(路床最低点距清表后地表距离): 地表整平后晾晒,对露出地下水的路段应设置临时排水沟,排除地表积水,经推土机排压后填筑30cm混渣,经12t以上压路机碾压3~4遍后通铺双向土工格栅,土工格栅反包其上灰土层(20cm厚,5%戗灰)2m,继续分层填筑分层压实灰土(5%戗灰,如达不到相应层位压实度及强度要求,增加灰量至8%)至路床顶以下80cm,对无法承受12t以上压路机地段应增加混渣厚度,各层压实度及强度满足设计说明的要求。 2、 填土高度大于、小于2m的路段(路床最低点距清表后地表距离): 地表整平后晾晒,对露出地下水的路段应设置临时排水沟,排除地表积水,经推土机排压后填筑40cm混渣,经18t以上压路机碾压3~4遍后通铺双向土工格栅,土工格栅反包其上灰土层(20cm厚,5%戗灰)2m,继续分层填筑分层压实灰土(5%戗灰,如达不到相应层位压实度及强度要求,增加灰量至8%)至路床顶以下80cm,对无法承受18t以上压路机地段应增加混渣厚度,各层压实度及强度满足设计说明的要求。 3、填土高度小于的路段(路床最低点距清表后地表距离): 地表应继续下挖至距路床顶的高度,排除地表积水后晾晒,经推土机排压后填筑30cm混渣,经18t以上压路机碾压2~3遍后继续填筑20cm的碎石,在混渣和碎石之间通铺双向土工格栅,土工格栅反包其上碎石2m,碎石经18t压路机碾压3~4遍后用平地机刮平碎石层准备填筑灰土。 (二)混渣填筑 1、混渣填筑厚度较大时应分层填筑分层压实,每层以20~25cm为宜 2、混渣填筑时应严格控制含水量,对于含水量较大的应进行适当的晾晒方可以进行碾压。而且应避免使用含土量过大的混渣,如果有含土量较大的材料进场,应先进行堆备,待其他含土量较少的混渣进场时掺拌后填入路基中。 3、混渣的强度应保证不小于15MP,最大粒径应保证小于150mm,通过20mm筛孔的选料不得超过总量的30%,其通过的不超过总量的10%,大粒径渣石应填筑在下部,小粒径渣石填筑在上层,保证混渣顶的平整度(误差不超过2cm)空隙较大时应扫入石渣(未筛分),或石屑填充,上部可填筑渣石或石屑。 4、雨天时注意对基槽进行排水,杜绝在含水量过大的情况下对混渣进行碾压。 5 、为避免地基产生过分扰动造成地基基底无法压实,压路机在碾压过程中严禁使用震动碾压。但与此同时为保证填料的密实性,在碾压过程中横向接头要重叠50cm进行碾压,做到无漏压,保证碾压均匀,且严格控制碾压遍数为四遍。碎石填料与混渣碾压要求相同。 (三)碎石填筑 1、由于碎石填筑厚度仅为20cm,应严格控制混渣顶面高程,杜绝混渣侵入碎石填筑范围,减少碎石填筑厚度。 2、碎石填料粒径应控制在5cm以内,其通过的总量不超过总量的10%,且级配良好,无杂物。 3、使用碎石强度不小于15MP(未筛分碎石)。 4、大粒径碎石应填筑在下部,小粒径碎石填筑在上层,保证碎石顶的平整度(误差不超过2cm)。 (四)钢塑双向土工格栅的铺设 1、土工格栅存放及铺设直接接触的填料中严禁含强酸性、强碱性物质、 2、一般路段土工格栅的铺设应垂直于路堤轴线方向,桥头路基处理段土工格栅应顺路堤轴线方向铺设。 3、土工格栅之间的连接应使用尼龙卡扣呈梅花型绑扎牢固,搭接长度不小于30cm,间距不得大于3各空格。 4、土工格栅铺设完成后应及时填筑调料,避免受阳光长时间暴晒,铺设与填料填筑时间间隔应不超过48小时。 5、施工中应采取措施避免是土工格栅受损,出现破损及时修补或更换。 6、土工格栅下乘层应平整,铺设时应拉直、平顺、绷紧,紧贴下承层,不得扭曲褶皱。 7、土工格栅上的第一层填料应采用轻型机械摊平和碾压,一切车辆及施工机械只允许沿路堤轴向方向行驶。 8、铺设土工格栅时,应在路堤每边各预留不小于2m的长度,回折覆裹在已压实的填筑层面上,折回外露部分应用土覆盖。 9、混渣层大致平整密实,大块石头尽量压到下层土中或者人工捡走,避免石块咯烂土工格栅。 10、平地机在整平碎石时,下刀要注意掌握力度,发现土工格栅立即收刀,整平时现场必须有人紧盯,发现问题人工及时处理。 (五)路基施工填土要求 1、一般路基段填土处理 (1)路基必须分层填筑分层碾压。每层最大压实厚度不宜超过20cm(当压实机械可以保证压实度并经现场试验、检测合格后可适当加大压实厚度),路床顶面最后一层压实厚度为20cm(遇特殊情况不满足设计要求是,最小压实厚度不得小于10cm)。 (2)含水量应控制在压实最佳含水量±2%之内。 (3)路基填筑宽度每侧应宽出填筑层设计宽度30cm,压实宽度不小于设计宽度,最后销坡。 (4)路基表面应具有2%~4%的向外横坡,防止积水。为避免路基边坡被雨水冲刷,路基填筑过程中要求在路基下坡脚外两米处设置临时排水埝和排水设施。 (5)征地边线外两侧各10m范围内禁止集中取土。 (6)路基填筑范围内严禁作为施工便道使用。 (7)路基填筑应均匀密实,路床顶面横坡于路拱横坡一致。 (8)路基填土压实度、填料最小强度及最大粒径不小于表1要求。 路基压实度、填料最小强度及最大粒径 表1 项目分类 压实度(%)(重型压实标准) 填料最大粒径(cm) 填料最小强度(CBR)% 路堤 上路床(0~30cm) ≥96 10 8 下路床(30~80cm) ≥96 10 5 上路堤(80~150cm) ≥94 15 4 下路堤(>150cm) ≥93 15 3 零填及路堑路床(0~30cm) ≥96 10 8 注:表中所列压实度系按《公路土工试验规程》(JTJ051)重型击实实验法求得的最大干密度计算所得。 (9)路基填土高度 路基最小填土高度须保证不因地下水、地表水、毛细水及冻胀作用而影响稳定性。本工程为城市道路,路基设计最小填土高度应大于路床处于潮湿或中湿状态的临界高度。根据沿线各钻孔(钻探时间为6月份最不利季节)揭示的地下水位以及Ⅱ4区路基处于潮湿、中湿状态的临界高度计算的路基最小填土高度见表2。 处于中湿、潮湿状态时的最小填土高度 表2 名称 孔位ZK48 ZK49 ZK50 ZK51 孔口标高 静止水位埋深(m) 水位标高(m) 中湿状态路基设计标高(m) 中湿填土高度(m) 潮湿状态路基设计标高(m) 潮湿填土高度(m) 2、特殊路基段处理 (1)桥头引路段 桥头引路路基填方路段处于中湿状态,应对现状地坪清表整平后,回填路基土,然后在距路床顶面以下40cm以下做20cm土壤固化剂固化石灰土(5%石灰)+20cm土壤固化剂水泥石灰土(2%水泥+3%石灰),保证土基不出现软弹现象。 (2)池塘段路基处理 ○1路线在穿越大面积池塘及大型沟渠处应打坝、抽水、清淤、整平后分层填筑分层压实混渣(每层以20cm~30cm为宜)至距路床顶以下100cm处,通铺钢塑双向土工格栅后填筑20cm碎石,碎石之上分层填筑灰土。池塘、大型沟渠等边坡应开蹬成台阶状,蹬高,两步为一蹬,蹬宽≥,开蹬处铺设≥宽的钢塑双向土工格栅。 ○2路线经大面积池塘时,应将各池塘间堤埝铲平后再进行填筑混渣垫层、铺设土工格栅等工作,以确保路基整体性。 (3)桥头路基处理 ○1桥头两侧地基处理根据地质条件、填土高度和施工周期,采用加固土桩(水泥搅拌桩)+石灰土(8%)的处理方式,加固土桩采用梅花形布置。加固土桩横向布置范围放坡一侧应超出引路坡脚以外至少。 ○2成桩后应凿出桩头50cm,桩顶先铺30cm碎石垫层,然后铺土工格栅,最后再铺30cm碎石垫层 。 ○3桥头处理范围控制在50m,根据处理前后恭候沉降差的情况,靠近桥头50m范围内(除台背回填)路堤填料采用8%石灰土,所填填料应分层碾压夯实,压实度要求达到重型90%。桥台后背回填采用14%石灰土分层碾压夯实。 (六)灰土填筑 施工时按照“四区段”和“八流程”进行。“四区段”即:“上土摊铺区、翻晒拌合区、整平碾压去、报验养生区”,“八流程”即:“上土、摊铺、翻晒、布灰、拌合、整平、碾压、养生”。具体施工工艺如下: 1、试验标定 在上土之前应取现场土样测定土的天然含水量及液塑限并进行标准击实试验确定最佳含水量和最大干密度。 2、测量放样 测量组准确放出道路中心线。 3、路堤填筑时在取土场用挖掘机和装载机将土装入自卸汽车,运到填土路基处。根据路基宽度、自卸汽车方量及松铺厚度,用白灰洒线打网格,确定每车土的卸土位置,以保证填土厚度。 4、素土摊铺粗平后,首先应根据虚铺系数追踪测定高程,在考虑虚铺系数的情况下若高程达不到设计值应及时采取措施补救,待满足要求后用铧犁和旋耕犁进行翻晒和粉碎。在上灰前,检查土的含水量,当接近最佳含水量时及时上灰。 5、 摊铺石灰:素土整平稳压后,按眼路线走向5×10m打好方格,根据配比将每格需要的石灰量人工摊铺均匀。上灰时应保证灰土中无杂质、无未消解的灰块。 6、 路拌机拌合:石灰摊铺完成后,均需用路拌机拌合,拌合遍数2遍以上,要用专人在路拌机后面随时检查拌合深度,拌合深度以打入路床顶以下5~10mm为宜,确保无素土夹层,保证拌合均匀色泽一致,没有灰花团和花条,检测混合料的含水量和灰剂量,含水量控制在最佳含水量1~2个百分点,灰剂量符合规范要求。 7、 整平和碾压:用平地机、水准仪跟踪控制高程。当高程、横坡达到规范要求时,先用振动压路机稳压一遍,再用振动压路机振压两遍,然后用18~21t压路机进行碾压三遍,由路肩向路中心碾压,碾压时轮迹重叠1/2轮宽,路肩处应多压2~3遍。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上急调头或急刹车,以保证石灰土的表面不被破坏。若在碾压过程中出现“弹簧”现象,应采用挖除、重新换填或掺石灰或水泥等措施进行处理。在压路机碾压结束之前用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱符合设计要求。终平应仔细进行,必须将局部高出部分刮除并扫除路外,对局部低洼之处不再进行找补,可待铺筑下层时处理。 8、 试验检测:一段路基完成后,试验人员及时进行路面外形、压实度、灰剂量等的试验检测,自检合格后报请监理工程师验收,验收合格后进行下层施工。 外形管理的测量频率和质量标准 项次 规定值 检查方法和频率 纵段高程(mm) +5~-20 每20延米1处 厚度(mm) -10~-25 每1500~2000 m26个点 宽度 不小于设计值 每40延米1处 平整度(mm) 15 3m直尺,每200延米2处,每处连续10尺 横坡(%) + 每100延米3处 我发的是word文档,有些格式肯定不正确,你自己修改

路基压实度毕业论文

路基工程论文

路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物,是铁路和公路的基础,路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。下面是关于路基工程论文的内容,欢迎阅读!

[摘 要] 路基是公路的主要组成部分,强度高、稳定性和耐久性良好的路基将成为路面结构的良好支承体系,有利于提高路面整体强度和使用性能,延长路面使用寿命,同时,还可以降低路面工程造价和公路养护维修费用。

[关键词] 路基 施工 填挖 压实

第一章 绪论

路基是公路的主要组成部分,是路面的基础,应具有足够的刚度、强度和稳定性,我国是以压实度作为评价路基强度和稳定性的力学指标,并形成了成套的室内外实验标准方法和仪器。

第二章 路基施工的方案

1、路基挖土方:

⑴施工准备阶段:提前对运输道路进行维修,按坡比对挖方段进行测量放样,确定路基宽度,并对土质进行试验,是否符合路基填筑用料,符合要求确定好路基所需填筑的位置,以便挖出的料合理利用;如土质不符合要求,选好弃土场,进行运弃。

⑵施工阶段:

①地表处理:按测量放样所确定的宽度对原地面所不能利用的草皮、树根、腐植土等进行清除。

②机械开挖:清理完地表,按设计的宽度及坡比,采用挖掘机分层纵向开挖,挖至距设计所要求的宽度30cm时为止。当挖深至距设计高程20-30cm时,停止开挖。

③整平:采用平地机和推土机进行平整。

④洒水(晾晒):按照试验室给定最佳含水量的±2%波动范围控制路基土料的'含水量,含水量过小时应洒水翻拌,含水量过大时应晾晒。

⑤机械碾压:碾压开始采用低档慢速,随着路基土质的逐步密实,速度逐步提高。先压外侧后压内侧,曲线地段如有超高,先碾压低处后碾压高处。

2、路基挖石方

①用小炮改造路堑石方的临空面,改变最小抵抗线的指向,减少飞石的威胁;

②采用非电毫秒微差起爆的方法,合理设计起爆顺序,控制每一段起爆的炸药总量,减少爆破震动效应,对开挖范围外岩石的震动;

③认真进行深孔爆破的设计工作,控制飞石距离和方向,减少爆破次数,从而减少爆破工程对周围环境的不利影响;

④采用光面爆破,保证路堑边坡的平整、稳定。

采用光面爆破可以有效地保护石质路堑边坡。钻孔精度对光面爆破的影响很大,提高钻孔的精度,以保证爆破的光面效果。

每次爆破完成后,采用装载机、平地机及运输车及时清理因爆破堆在便道上的土石方。以便车辆通行。

3、路基填土方

⑴施工准备阶段:提前对运输道路进行维修,并要做好土质检验和压实工艺试验,严格按重型击实测定填土的最大干密度和最佳含水量,确定压实度,做好对填土质量进行监控的标准,并据以确定切合实际的工艺流程和技术参数,报监理工程师批准后组织实施,施工准备阶段工作内容如下:

① 确定最佳含水量和最大干密度

② 确定最佳组合的压实机械和合理的压实遍数及碾压速度

③ 确定松铺系数

⑵ 施工阶段:

①基底处理:清除所有腐植土、草皮、树根及洞穴回填夯实,按要求对原地面进行摊平、碾压、压实度必须符合规定要求。对清除的腐植土,选一弃土场集中存放,以备绿化工程及临时占地复耕使用。

②分层填筑:填筑时由低处开始水平逐层填筑。根据试验确定层厚松铺系数。为了保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度。路堤两则各超宽50cm。不同土质的填料应分层填筑,每种填料层总厚度不得小于50cm。

⑶ 摊铺整平:采用推土机、平地机进行整平。

⑷洒水(晾晒):按照试验室给定的最佳含水量±2%的波动范围内控制填料的含水量,含水量过大时应晾晒,过小时应洒水翻拌。

⑸机械碾压:碾压开始用慢速,随着土层的逐步密实,速度逐步提高。一般不超过4km/h,先压边缘后压中间,小半径曲线地段有较大的超高时,碾压顺序宜先低(内侧),后高(外侧)。为解决路肩碾压不实,采用横向与两侧斜交450角交叉碾压,碾压时,横向接头的轮迹重叠不少于40cm,做到不漏压,无死角,确保碾压均匀达到规定的压实度。

4、路基填石方

修筑填石路堤,应将石块逐层水平填筑,分层厚度不宜大于500mm,石料强度不应小于15MPa。石块最大粒径不得超过压实厚度的2/3。人工铺填250mm以上石料时,大面向下摆放平稳,紧密靠拢,缝隙填以小石块或石屑。用重型振动压路机分层洒水压实。压实时继续用小石块或石屑填缝,直到压实层面顶面稳定、不再下沉(无轮迹)、石块紧密、表面平整为止。

5 路基压实

影响路基压实的重要因素

(1)土的性质:不同土质的压实性能差别较大。一般来说非粘性土的压实效果较好,其最佳含水量较小、最大干密度较大,在静力作用下,压缩性较小;在动力作用下特别是在振动作用下很容易被压实。粘质土、粉质土等分散性土的压实效果较差,主要是由于这些细分散性的土颗粒的比表面积大、粘聚力大、土粒表面水膜需水量大,最佳含水量偏高,而最大干密度反而偏小。(2)土的含水量:不同湿度下的土质,用同样压实功能来挤压,将获得不同的密实度和不同的强度。土中水分在压实过程中起到重要的作用。压实开始时,原状土相对湿度低,土颗粒之间的内摩阻力大,因而外力难以克服,故压实的干密度小,表现出土的强度高,密度低;当相对湿度缓慢增加时,水分在土粒间起润滑作用,压实的结果使被压材料(土粒)得以重新调整排列位置,达到较紧密的程度,表现出密度增大,但与此同时,由于水的作用,内摩阻力有所减小,因而强度继续下降。当含水量继续增加,达到一定值(最佳值)时,水的润滑作用已经足够。当水分过多,使起润滑作用以外多余水分进人土粒孔隙中,反而促使土粒分离而不易得到良好压实效果,从而降低了土的干密度;又由于土粒问距增大,内摩阻力与粘结力减小,使土的强度也随之减小。这就是说,在一定功能的压实作用下,含水量的变化会导致土的干密度随之变化,在某一含水量(最佳含水量)下,干密度达到最大值(最大干密度)。各种土的最佳含水量大小不同,一般地,土在天然状态下的含水量值很接近于最佳含水量,因此,在施工作业中,新卸填土应当立即推平压实。达不到最佳含水量的路基填筑用土,宜翻晒或洒水。

路基压实的机具选择与操作

碾压机具和方法:压实机具和方法对压实的影响反映在以下几个方面;①压实机具不同,压力传布的有效深度也不同。一般地,夯击式机具的压力传布最深,振动式次之,碾压式最浅。根据这一特性即可确定各种机具的最佳压实度。然而,同一种机具的压实作用深度,在压实过程中并不是固定不变的。如钢筒式压路机,开始碾压时,因土体松软,压力传布较深,但随着碾压次数的增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度就逐渐减小了。②压实机具的质量较小时,碾压遍数越多(即时间越长),土的密实度越高,但密实度的增长速度则随碾压遍数的增加而减小。并且密实度的增长有一个限度,达到这个限度后,继续以原来的施压机具对土体增加压实遍数则只能引起弹性变形,而不能进一步提高密实度(从工程实践来看,一般碾压遍数在6遍以前,密实度增大明显,6~10遍增长较慢,10遍以后稍有增长,20遍后基本不增长)。

结论

公路路基的施工质量对公路的使用性能和寿命影响较大,因此在路基的施工过程中应严格规范和要求施工,针对不同的路基采用不同的施工方法,因地制宜。修建稳定性良好、整体强度高的路基,对于发展公路交通事业,提高道路的使用性能,降低工程造价,是公路建设者自始至终所追求的目标。

参考文献

[1]安清,陈磊. 《浅述土质路基填挖方案》、《科技信息(科学教研)》, 2008年,第24期.

公路工程论文范文

导语:随着我国经济的不断发展,公路施工工作量不断提高。下面是我整理的公路工程论文范文,希望有所帮助!

摘要 :本篇文章针对压实施工技术在公路工程路基路面中的应用一题展开了较为深入的研究,同时结合笔者的自身经验总结出了几点有关于加强公路工程路基路面压实施工技术的相关措施,其中包括含水量偏高偏低情况中的压实技术应用、开挖换土法技术的应用以及压路机的应用等等,以期能够对我国压实施工技术应用水平的提升献上笔者的一点绵薄之力

关键词 :压实施工;公路工程;路基路面

近年来,伴随着我国经济水平的不断提升,各个城市中的公路交通行业也开始得到了较多的发展机遇与成长空间,民众开始对交通行业的服务标准提出了更高的要求。通常情况下,公路交通是整个道路交通行业中使用频率最高且应用范围最广的,因此其本身的道路质量、安全等级以及服务水平都是人们所极为关注的热点问题。基于此,针对我国公路工程路基路面的应用技术展开详细的分析是笔者乃至所有道路施工人员都需要去认真对待的一项任务。

1压实施工技术的重要性

首先,压实施工技术可以有效提升路面的强度。很多是施工单位由于经费与施工时间等多项因素的限制会导致公路的路面厚度较薄,而压实施工基础的应有则可以在保证路面强度的前提下达到应有的工程质量水平;

其次,压实技术能够让路面更具稳定性。在实际的公路路面施工过程中,路基路面的压实度越小,那么就会导致工程材料之间的空间变得越大,如果在使用过程中被雨水多次浸透的话就会大幅度降低路面的强度,进而出现路面变形或是塌陷等不安全事故;

再次,压实施工技术能够增强路面的平整度。如若公路路面的压实度较差,那么填充在路基处的土量高度就会出现高低不一的情况。如此下来,在路基进行固结的过程中就会让公路路面看起来出现大大小小的凹凸不平,十分不利于后期的正常使用;

最后,压实施工技术是确保公路路面耐久且安全的基本需要。简单一些解释,公路路面的耐久度所指的就是路面的使用寿命,其中主要包括了路面的强度、路面的稳定性、路面的平整性等等。当公路路面正式投入使用以后,任何施工技术中的小小失误都有可能导致路基路面的压实质量出现大幅度下降。基于此,确保在施工阶段中压实技术的应用水平是一项最为基础的条件保证。

2公路工程路基路面压实施工技术的要点

保证施工材料配比的均匀性

在公路工程路基路面的施工过程中,工程材料的配比变化虽然不会对土质本身的.含水量高低带来严重的影响。但由于外掺料与土壤之间的混合料比重存在着较大的区别,所以一旦出现了以上的情况就十分容易导致外掺料在完成压实作业以后表现出干容重上升的现象,进而难以真实的反映出压实度的具体程度。基于此种情况,在日后的公路工程施工过程中,施工方应当经常性的对外掺料计量展开详细的抽查,确保施工材料配比的均匀性。

保证含水量的科学性

在具体的施工过程中,土壤含水量的高低能够对路基路面的压实程度带来直接性的影响。通常情况下,土壤中的含水量如果越高,那么干密度也会随之降低,从而导致压实度也开始不断的减少。为此,工程施工人员应当尽可能的将土壤含水量控制在2%左右,此种方式一方面能够从根本上避免弹簧土壤现象的出现,另一方面则可以为路基路面压实质量的提升打下夯实的基础。

保证重型击实的标准性

在工程施工过程中,不同试件中所包含的物理指标也会存在着较大的差异性。因此,施工企业在针对重型击实与轻型击实的标准进行选择时需要重点考虑到路基路面的实际情况与施工条件。在一般状态中,公路工程路基路面都会选择重型击实标准,施工单位主要考虑到的是重型击实标准所选择试件压缩模的重点会比轻型击实高出两到四成,进而可以有效阻止路面变形情况的出现。

3加强公路工程路基路面压实施工技术的相关措施

含水量偏高、偏低情况中的压实技术应用

首先,如果公路工程路基土壤的含水量处于偏高状态,那么施工人员应当采用晾晒与风干等方式来及时进行降水量处理,并且保证对各层中的土壤都重新进行粉碎与翻晒,确保其能够完全达到路面整平的标准;其次,如果土壤的含水量处于偏低状态,那么施工人员就可以利用犁来将土壤进行翻松处理,并运用压路机来将土壤的密实度碾压至标准状态。在这里需要注意的是,整个作业的时间绝对不能够过长,施工人员应当掌握好盖土与碾压作业之间的节奏与频率,尽可能的保证土壤中的水分不会大量流失;再次,如果在施工的过程中出现降雨,施工人员要在第一时间将已经铺盖完成的土层进行平整与压实处理,并且在原有的基础之上做好相应的排水工作。在降雨过后的路基土壤中会存留大量的水分,施工人员要在其中加入一定数量的碎石土、煤灰以及碎石渣等材料,确保其密实度可以完全达到《公路路基施工技术规范》中的相关要求。

开挖换土法技术的应用

在路基路面正式开始压实作业之前,加入软土层的厚度在2M以下,那么就可以尝试应用开挖换土法来进行作业。首先将基地内部中的所有土壤都挖出,而后再将那些强度较大的碎石与灰土等不容易受到外界环境所感染与侵蚀的优良土质填充进去。在这里需要提醒施工人员的是,换土的对象所针对的并非是所有土层,例如那些持力层就没有必要进行换土作业。

压路机的应用

在开展路基路面压实技术的施工过程中,施工人员一定要确保压路机的碾压段长度与同摊铺之间的作业速度处于相互协调的状态当中,同时还要在原有的基础之上让两者长时间的保持在稳定的情况下。如果工程施工现场的条件不允许应用压路机的话,那么也可以选择用振动夯实的方式来完成压实作业。除此之外,施工人员还需要根据碾压段的长度以及其他设定条件来综合性的考虑到在压实作业过程中的温度、风速以及沥青出场温度与混合料的设定等等,切记不可根据以往的施工经常而去盲目的设定。还需要着重注意的是,公路路面沥青的混合料如果出于冷却的状态下,那么就不可以在其上面使用压实机械以及倾倒油料和矿料等,要保证公路工程路基路面的整洁性。

参考文献

[1]刘佩宇,宋永刚,陈文.公路工程路基路面压实施工的影响因素及控制措施[J].技术与市场,2014,4(7):55-57.

[2]马云.影响公路工程路基路面压实的因素及注意事项[J].国新技术新产品,2010,10(19):88-90.

[3]郭国光,王志鹏.公路工程路基路面压实施工技术措施分析[J].中国高新技术企业,2013,5(9):77-79.

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灌砂法检测压实度论文

用灌砂法测压实度灌砂法是目前很多工程现场测定压实度的主要方法,表面看上去简单,但实际操作时常常不好掌握,容易引起较大误差,经常引发质量检测、监督部门与施工单位之间争议。故而需要足够的操作水平。       技术用途 本试验适用于现场测定细粒土、砂类土、和砾类土的密度。试样最大粒径一般不得超过15mm。测定密度层的厚度为150mm—200mm。(标准方法,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测)基本原理是利用粒径~或~清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料),并结合集料的含水量来推算出试样的实测干密度。 灌砂法同样适用于现场检定粗粒土的密度。      操作步骤 1 按灌水法试验中挖坑的步骤依据尺寸挖好试坑,称试样质量,测定试样的含水率,2 向容砂瓶内注满砂,关阀门,称容砂瓶,漏斗和砂的总质量,准确至10 g。 3 密度测定器倒置于挖好的空口上,打开阀门,使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动。当砂注满试坑时关闭阀门,称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量,准确至10 g,并计算注满试坑所用的标准砂质量, 4 试样的密度(ρо)=取自试坑内试样的质量(MP)÷(注满试坑所用标准砂的质量(MS)÷标准砂的密度(PS))。 5 试样的干密度(ρd)={取自试坑内试样的质量(MP)÷(1+ω)}/(注满试坑所用标准砂的质量(MS)÷标准砂的密度(PS))。注:ω—试样含水率,%。

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运用方法:1、选定合适的仪器,确定各仪器材料使用状态正常,确定量沙数量够用;2、向灌沙桶装沙至桶顶15mm左右,称取桶内沙的质量(M1),准确至1g;3、打开开关让沙自由流出,并使流出沙的体积与试坑内体积或标定罐容积相当;4、轻轻将灌沙桶移至玻璃板上,打开开关让沙流出,直至沙不再流出时关闭开关;5、收集称量留在玻璃板上的沙或桶内余沙,准确至1g,玻璃板上的沙就是圆锥体的沙(M2);6、重复测量三次取平均值;7、用水测定标定罐容积V,准确至1mL;8、在储沙桶内装入M1的沙,打开开关使沙自由流入标定罐至不在流出时关闭开关,去下灌沙桶称取桶内余沙质量M3;9、量沙的单位质量:p1=(M1-M2-M3)/V;10、在实验地段选一平地清扫,将基板置上,当表面比较粗糙时,将盛有M5量沙的灌沙桶放在基板中间的圆孔上,让沙流出至停止时,称量桶内沙M6;11、将基板放回清扫干净的表面(原处)上,沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌沙桶一致),在凿洞过程中将凿松的材料取出装入塑料袋中(保持水分),试洞深度等于测定层厚度,不得混入下层材料,称取每次取出的松动材料的质量,将全部取出材料质量总和M8记下;12、从挖出的全部材料中取出有代表性的去测其含水率W,对于粗粒土、水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料宜将取出的全部材料烘干,且不少于2000g,记为M9;13、将基板放在试坑上,将M1沙的储沙桶下口对准基板中孔打开开关,让沙流入试坑内,停止时取走灌沙桶称取余沙M4;14、在试洞挖好后将灌沙桶直接放在试坑上,中间不放基板,打开开关让沙流入试坑,停止时关闭开关,称取灌沙桶余沙M4;15、试坑体积装沙质量:a灌沙时放有基板M10=M1-M4-(M5-M6) b灌沙时不放基板M10=M1-M2-M4试坑材料密度p=(M8/M10)Xp1试坑材料干密度p2=p/(1+)试坑材料为水泥等无机结合料时干密度p2=(M9/M10)Xp1试材压实度K=(p2/P7)X100。灌砂法是目前很多工程现场测定压实度的主要方法,表面看上去简单,但实际操作时常常不好掌握,容易引起较大误差,经常引发质量检测、监督部门与施工单位之间争议。故而需要足够的操作水平。本试验适用于现场测定细粒土、砂类土、和砾类土的密度。试样最大粒径一般在5mm-60mm之间。测定密度层的厚度为150mm—200mm。(标准方法,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测)基本原理是利用粒径~或~清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料),并结合集料的含水量来推算出试样的实测干密度。

常见检测方法:

1、挖坑灌砂法挖坑灌砂法是检测压实度最常用的试验方法之一,本方法适用于在现场测定基层(或者底基层)、砂石路面以及路基土的各种材料压实层的密度和压实度。

2、核子密度仪法本方法适用于现场用核子密度仪以散射法或者直射法测定路基或者路面材料的密度和含水率,并计算压实度。本方法可以检测土壤、碎石、土石混合物、沥青混合料和非硬化水泥混凝土等材料。打洞后用直接透视法测定,测定层厚度不超过20cm。也可测定路面材料的密实度和含水量。

3、环刀法本方法适用于测定细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。

4、钻芯法本方法适用于检测从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度,以评定沥青路面的施工压实度。

5、无核密度仪法本方法适用于现场快速测定沥青路面各层沥青混合料的密度并计算施工压实度。

扩展资料

路基路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一。只有对路基、路面结构层进行充分压实,才能保证路基路面的强度、刚度、稳定性以及平整度,从而延长路基路面的使用寿命。

路基路面现场压实质量用压实度表示。对于路基土及路面基层,压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值;对沥青路面,其是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。

参考资料:压实度的百度百科

混凝土抗压强度的实验研究论文

绿色高性能混凝土建筑材料可持续发展的设想 多年来,关于混凝土材料的研究和对其发展方向的制定,过于偏重于使其达到某种或综合的优良性能这一基本原则上,而对其耐久性重视程度不够。90 年代初高性能混凝土概念提出后,促使人们加强了对混凝土材料的施工性和耐久性的研究,而绿色高性能混凝土则是将单纯的材料性能的获得与建筑材料的可持续发展综合考虑时的必然方向。1 绿色高性能混凝土 高性能混凝土应该具有下列某些或多项优良性能: (1) 优良的施工性:能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,并尽量降低振动噪音和振实能耗; (2) 强度高:尽量减少肥梁胖柱,并要考虑到建筑的美学效果和结构挠度以及功能等方面的要求; (3)耐久性优良:如抗冻性、抗渗性、抗冲击性、抗水砂冲刷性等; (4) 具有某些特殊功能:如超早强、低脆性、高耐磨性、吸声、自呼吸性等。尽管在开发应用高性能混凝土的过程中,一般都要使用高性能外加剂和性能优良的掺合料,在一定程度上可以起到节约水泥从而节约资源和能源、保护环境的作用,但高性能混凝土的提出者及研究开发者都很少从环境保护、节约资源和能源的高度来认识这一问题,过分强调在任何工程中都使用高强混凝土,无凝是对宝贵而有限的地球资源和能源的浪费。 最早提出绿色高性能混凝土概念的是中国工程院院士吴中伟教授。简要地说,符合以下条件的高性能混凝土才真正能称得上是绿色高性能混凝土: (1) 所使用的水泥必须为绿色水泥,砂石料的开采应以十分有序且不过分破坏环境为前提; (2) 最大限量地节约水泥用量,从而减少水泥生产中的“副产品”———CO2 、SO2 和NOx 等气体,以保护环境; (3) 更多地掺加经加工处理的工农业废渣,如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料,以节约水泥保护环境,并改善混凝土耐久性; (4) 大量应用以工业废液,尤其是黑色纸浆废液为原料改性制造的减水剂,以及在此基础上研制的其它复合外加剂,帮助其它工业消化处理难以处治的液体排放物; (5) 集中搅拌混凝土,消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水,并加强对废料、废水的循环使用; (6) 发挥高性能混凝土的优势,通过提高强度,减小结构截面积或结构体积,减少混凝土用量,从而节约水泥和砂、石的用量;通过改善施工性能来减小浇筑密实能耗,降低噪音;通过大幅度提高混凝土耐久性,延长结构物的使用寿命,进一步节约维修和重建费用,减少对自然资源无节制的使用; (7) 对大量拆除废弃的混凝土进行循环利用,发展再生混凝土。2 绿色高性能混凝土的原材料 尽管绿色高性能混凝土是一种相对节能的建筑材料,但随着世界水泥年产量和混凝土浇筑量的不断增加,它对资源、能源和环境所产生的影响是非常惊人的。据估算,生产1t 水泥熟料所排放的CO2 约为1t ,同时还要排放SO2 、NOx 等有害气体,CO2 的大量排放直接导致“温室效应”,而SO2 、NOx 等气体的排放则会引起“酸雨”现象,由于收尘设施不佳,水泥生产还排放出大量粉尘,水泥厂一直被看作环境污染源;水泥工业也是耗煤、耗电大户,水泥的大量生产和应用还将导致地球矿产资源的匮乏和生态平衡的破坏。因此,混凝土能否长期作为最主要的建筑材料,不仅要求其具备在耐久性、施工性和强度等方面的高性能,而且最关键之处在于其绿色“含量”是否高。水泥虽然只占混凝土所有原材料质量的10 %~20 % ,但水泥工业生产中所消耗的能量是最多的,几乎占混凝土能耗的50 %~60 %;混凝土从原材料生产加工到浇筑成型的整个过程中,水泥工业是排放粉尘和有害气体的最大的污染源。 因而,发展绿色高性能混凝土的首要条件是生产和使用节能型、环境污染少的绿色水泥。“绿色”型水泥生产是将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平,并能够循环利用其它工业的废渣和废料;技术装备上更强化了环境保护的技术和措施;产品除了全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保护的保证体系;粉尘、废渣和废气等的排放几乎接近于零,真正做到不但自身实现零污染,无公害,又因循环利用其它工业的废料、废渣,而帮助其它工业进行三废消化,最大限度地改善环境。3 开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作 绿色高性能混凝土从原材料到具体工程应用涉及到的部门和环节很多。实现水泥生产“绿色化”一个环节是不够的,必须同时开展如下工作: 第一、要加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计和施工人员等的环保节能意识,加大“绿色”概念的宣传力度,引起混凝土工程领域各环节的高度重视。 第二、工程设计人员应更新传统的混凝土设计方法,敢于在重大工程中掺用活性混合材料和加大掺量;施工人员要提高质量意识,严格施工,加大活性混合材掺量对混凝土各项性能所产生的益处已众所周知,但未被工程界充分重视。比如,对粉煤灰的应用问题,尽管科研工作者早就着手大掺量粉煤灰混凝土的研究,但目前即使在商品混凝土中粉煤灰的实际掺量一般也只有15 %左右,很少超过20 %。有人曾研究过粉煤灰替代率为35 %~50 %的低强度等级混凝土(14MPa)的性能,认为可大量用于道路的路基,大掺量粉煤灰混凝土,尤其适合于大体积混凝土工程和海工混凝土工程。再如针对混凝土材料的耐久性,人们并没有象所期望的那样加大活性混合材的用量,控制某些种类防冻剂和早强剂的掺量,或者重视低碱水泥的使用,以致范围广泛的混凝土工程碱集料破坏现象仍很严重。 第三,研究对工业废渣行之有效的加工方法、加工设备,以期充分利用其活性;在工业废渣利用方面,还要坚持贯彻优质优用的原则,即超细磨矿渣和优质粉煤灰主要用于配制高强度混凝土,而配制中低强度等级混凝土一般仍应采用普通细度矿渣或低等级粉煤灰。 第四,开发适合于掺活性混合材混凝土的高性能外加剂,以解决掺混合材对混凝土性能产生的某些负面效应,同时还可避免过分提倡混合材超细磨所引起的能耗问题。通过掺用合适的高效减水剂和引气剂,可配制出各种性能相当优异的混凝土。对于大掺量普通细度活性混合材的混凝土,通过掺加有效的激发剂,有望改善其早期强度,但应严格限制激发剂中C1 和SO2的含量,或禁止使用这类激发剂,以免引起钢筋锈蚀或碱集料反应。 第五,研究一种或多种活性混合材和外加剂与水泥矿物成分的超叠加效应,以便针对具体材料提出最佳设计方案。 第六,对纸浆黑色废液进行加工处理,开发以纸浆废液为主要原材料的各种外加剂,并扩大其使用范围,长期以来,黑色纸浆废液一直是导致我国长江、黄河流域以及其它河道水质严重污染的“元凶”。我国大约有9000 多家造纸厂,每年产生的黑色废液大约有30 亿~90 亿t ,绝大多数厂家都把未经处理的废液直接排放到江河中,造成的污染十分惊人———竟占我国所有化工污染的1/ 4 ! 尽管国家已对部分厂家实行了关停并转,但处理纸浆废液的任务仍刻不容缓。利用纸浆废液来制取混凝土减水剂不仅可以节省工业萘的消耗,降低成本,最重要的是可帮助造纸厂处理并循环利用废液,减少其对环境、工农业生产以及人身健康造成的巨大危害。 第七,研究和制定绿色高性能混凝土的质量控制方法、验收标准等,绿色高性能混凝土都要求掺加活性混合材,然而,除硅灰和稻壳灰等外,活性混合材对混凝土强度的贡献主要在后期。如果仍沿用普通混凝土质量控制方法和验收标准,即以28 d 抗压强度来衡量混凝土的质量,则不符合实际情况,势必要造成强度和材料的浪费,也影响绿色高性能混凝土生产者的积极性,使绿色高性能混凝土难以推广,这与混凝土“绿色化”的真正目的是背道而驰的。另外,绿色高性能混凝土要求混凝土具有较为优良的耐久性,但对混凝土质量评定的传统和现行的标准只考虑强度,而对耐久性指标一般不予考虑,希望新标准中增加耐久性指标。 第八,应针对当前城市改造过程中大量拆除旧结构物混凝土,研究出一整套破碎、分级技术,开发再生混凝土,用于浇筑强度要求相对较低的地坪、中低等级混凝土路面、路基等工程。

声回弹综合法检测混凝土强度技术应用摘 要:随着建筑市场管理日趋完善,建筑工程施工质量验收统一标准中的十六字指导思想“验评分离,强化验收,完善手段,过程控制”在工程中的具体应用得以实现,“完善手段”这一指导思想在工程质量验收中也就显示出越来越重要的地位;用科学的检测数据来判断,避免减少人为因素的干扰和主观评价的影响,同时监理规范的“平行检查”中增加检测手段控制,这些都为工程质量验收结构完整和使用功能的完善提供保证。 关键字:超声回弹,混凝土,强度,技术应用 上世纪六十年代罗马尼亚的建筑及建筑经济科学研究院,率先提出采用超声回弹综合法对混凝土强度进行检测起,我国从1976年也开始对此方法进行了全面及大量的检测,并于1988年制订了中国工程建设标准化协会标准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02:88)。2005年由中国建筑科学研究院会同有关单位再次对《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》进行了修订,并于2005年12月1日执行《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02:2005。简称《综合法》。为了执行《综合法》,国家规范在《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107—87)中规定:“当时混凝土试件强度的代表性有怀疑时,可采用从结构或构件中钻取试件的方法或采用非破损检验方法,按有关标准的规定对结构或构件中混凝土的强度进行推定”。《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)中也有规定,“当混凝土试件强度评定不合格时,可采用非破损或局部破损的检验测方法,按国家现行有关标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定,并作为处理的依据”。1. 《综合法》的定义及优点超声回弹检测混凝土强度技术简称“综合法”,是混凝土强度的无损检测中的非破损方法之一。所谓综合法就是采用两种或两种以上的无损检测方法(超声波脉冲速度—回弹值),获取多种物理参量,并建立强度与多项物理参量的综合相关关系,以便从不同角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理参数,能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,因而它比单一物理量的无损检测方法(回弹法、超声法)具有更高的准确性和可靠性。单一的回弹法和超声法,同一影响因素对不同方法影响程度不同,有的甚至完全相反。例如:当混凝土的强度等级相同,生产工艺和配合比基本相同的混凝土标养试件在用单一的回弹法和超声法进行强度检测时发现,混凝土龄期和混凝土湿度,对回弹法来讲,随着混凝土龄期的增长,混凝土表面硬化,加上混凝土表面结硬,使回弹值偏高,对潮湿混凝土表面硬度降低,回弹值显著偏低。对超声法来讲,情况却相反,随着龄期增长,混凝土内部逐渐趋于干燥,传播速度偏低,对潮湿混凝土传播速度要比干燥混凝土要快。如果将两种单一方法结合后,混凝土龄期和湿度的影响可以相互抵消而不加考虑了。这样,综合法正是利用了两种对构件损伤最小,一个利用构件内部的物理指标,一个从表面硬度着手,起到由表至内多侧面综合反应混凝土抗压强度,正因为是多侧面反应混凝土强度指标,故有较好的相关性,另外,综合法和半破损法的钻芯法相比也有一定的优点,钻芯法由于要造成结构或构件局部结构破坏,不宜在一结构中大面积使用。这样“超声波脉冲速度—回弹值”综合法成了混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方法。某工程实例:存在问题检测结果(综合法的比较)试件编号测定强度fcu(MPa)误差(er)%试件综合法超声法回弹法综合法超声法回弹法2. 《综合法》的工程应用 (1)监理工程实践中,常常由于施工控制不严或施工过程中某种意外事故可能影响混凝土的质量,以及发现预留试块的取样、制作、养护、抗压试验等不符合有关技术规程或标准所规定的条款,怀疑预留的试块强度不能代表结构混凝土的实际强度,如:预留试块的丢失、同条件养护和标养不真实,都应优先采用综合法。(2)当需要了解混凝土在施工期间的强度增长情况,以便满足结构或构件的拆模、出养护池、出厂、吊装、预应力筋张拉或放张,以及施工期间负荷对混凝土强度的要求时。如:冬期施工等,都应优先采用综合法。(3)对已建成结构需要进行维修、加层、拆除等决策时,或受灾害性因素影响时,可优先采用综合法对原有混凝土强度进行强度推定,以便提供改建、加固设计时的基本强度参数和其他设计依据。(4)另外,国际上对建筑物结构的检测已扩大到设计基准期内的检测,对混凝土强度部分都应优先采用综合法。3.建立适合自己的测强曲线用混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数之间建立起来的关系曲线,称为测强曲线。超声回弹综合法测强曲线,是以混凝土试块的抗压强度与超声声速值、回弹值,选择响应的数学来拟合它们之间的相关关系。建立适合自己的测强曲线,采用本地区(或以某一工程为对象)具有代表性的混凝土原材料、成型养护工艺和龄期为基本条件,制作一定数量的试块,进行非破损测试后,再进行破损试验建立的测强曲线。这样建立起来的测强曲线其现场适应性和强度测试精度均优于统一的测强曲线。另外,在各地区纷纷建立自己的测强曲线时候,保定市也建立起了自己的测强曲线。4. 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02:2005新增部分工程应用(1)综合法使用的回弹仪和超声波检测仪,必须具有产品合格证及检定证。对于混凝土超声波检测仪,符合《混凝土超声波检测仪》JG/T5004检定要求的模拟式和数字式超声波检测仪,均可用于综合法测试。回弹仪检定有效期为半年,混凝土超声波检测仪有效期为一年。(2)综合法新增加了超声波平测、角测等内容:角测法:当混凝土被测部位只能提供两个相邻表面时,虽然无法进行对测,但可以采用丁角方法检测。即将一对F、S换能器分别耦合于被测构件的两个相邻表面进行逐点测试,两个换能器的轴线形成90°夹角。例如:检测旁边存在墙体、管道等障碍物的混凝土柱子。平测法。当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时,可采用平测法检测。将一对F、S换能器置于被测结构同一表面,以一定测试距离进行逐点检测。比如:检测路面、飞机跑道、隧道壁等结构。另外,超声测试宜优先采用对测或角测,当被测构件不具备对测或角测条件时,可采用单面平测法。平测时两个换能器连线与附近钢筋线保持40°~50°夹角,以减少钢筋的影响,超声测距宜在350mm~450mm。因为综合法强度换算表中超声波声速是以对测的纵波声速回归计算的,如单面平测大部分接受到的是表面波,不能直接查读强度换算表,需要进行修正后使用强度换算表。(3)在测强曲线的修订中延长测强曲线龄期、增加强度范围、增加高强混凝土和泵送混凝土内容等。规程第6点龄期7~2000d(原7~730d,如超过此龄期时,可钻取混凝土芯样进行修改);第7点混凝土强度:10~70MPa(原C10~C50),从而使混凝土受检时间、范围得到更广泛的应用

浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文

在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。

摘要 :

新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。

关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景

引言

目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。

再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。

1、再生混凝土研究现状

国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。

对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.

国内研究现状

我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。

另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。

2、再生混凝土性能特点

物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。

中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。

同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。

浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。

西班牙加泰罗尼亚理工大学等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。

葡萄牙里斯本理工大学等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。

意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。

耐久性能

武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。

湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。

浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。

安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。

美国威斯康星大学麦迪逊分校等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。

英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。

抗剪性能

广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。

广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。

西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。

郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。

同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为~,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。

北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。

北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

3、存在问题及应用前景

存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。

(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.

(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。

(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。

应用前景

再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。

摘要:

为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。

关键词:

再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性

1、再生混凝土简介及其研究的必要性

再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。

近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。

2、再生骨料的生产工艺及性能

再生骨料的生产工艺

对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。

再生骨料的性能

经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。

3、再生混凝土物理性能及力学性能

再生混凝土物理性能

由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。

再生混凝土的强度

再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。

应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。

再生混凝土的弹性模量

由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由降低到时,再生混凝土的抗压弹性模量增加。

再生混凝土的干缩与徐变

再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。

4、再生混凝土的耐久性

再生混凝土的抗渗性

与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。

(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;

(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。

由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。

再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性

再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。

再生混凝土的抗裂性

与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。

再生混凝土的抗冻融性

再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。

5、结语

通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。

第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。

第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。

第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。

第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。

第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。

第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。

参考文献

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