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文檔簡介
1、擋土墻:防止填土或土體變形失穩(wěn),支撐路堤填土或山坡土體,而承 受側(cè)向土壓力的建筑物。重力式擋土墻: 依靠墻自身抵抗土體側(cè)壓力來維持其穩(wěn)定性的擋土墻。 墻背:擋土墻靠近回填土的一面。主要力系:經(jīng)常作用于擋土墻的各種力。附加壓力:季節(jié)性作用于擋土墻的各種力。特殊力:偶然出現(xiàn)的力。壓實度: 路基土壓實達(dá)至U的干密度丫與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗所得的最大 干密度Y 0比值,用K表示。最佳含水率:土在最大干密度時與其相對應(yīng)的含水率。路面:用各種材料和混合料鋪筑在路基上供車輛行駛的層狀結(jié)構(gòu)物。 路面基層:直接位于瀝青面層下用高質(zhì)材料鋪筑的主要承重層。路面穩(wěn)定性:路面保持其本身結(jié)構(gòu)強度的性能。接觸面積:輪胎傳給路面
2、的荷載分布的面積。軸載譜:不同軸載的作用次數(shù)的頻率組成輪跡橫向分布: 總軸載作用按一定規(guī)律分布于車道橫斷的現(xiàn)象。 輪跡橫向分布系數(shù):一定寬度條帶內(nèi)車輛累積作用頻率。疲勞:材料的極限強度會隨著作用次數(shù)的增加而降低的現(xiàn)象;一般有 劈裂疲勞和小梁疲勞試驗(拉彎疲勞試驗)。疲勞破壞:路面材料在低于極限抗拉強度下,承受多次重復(fù)應(yīng)力或應(yīng) 變的作用,其內(nèi)部的微裂縫不斷擴展,強度儲備逐漸耗損而最終導(dǎo)致 破壞的現(xiàn)象 疲勞極限:容許重復(fù)作用次數(shù)隨重復(fù)應(yīng)力(應(yīng)變)值的減少而隨增加, 當(dāng)重復(fù)應(yīng)力(應(yīng)變)值減少至U重復(fù)荷載作用次數(shù)無限大時的重復(fù)應(yīng)力(應(yīng)變)值即稱為疲勞極限。疲勞壽命:材料從開始加載到破壞所對應(yīng)的重復(fù)荷載
3、作用次數(shù)稱為疲勞壽命。無機結(jié)合料穩(wěn)定材料(無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層、半剛性基層):在粉碎的或原狀松散的土中摻入一定量的無機結(jié)合料(水泥、石灰或工業(yè)廢渣等)和水,經(jīng)拌和得到的混合料在壓實與養(yǎng)生后,其抗壓強度符合規(guī) 定要求的材料稱為無機結(jié)合料穩(wěn)定材料。設(shè)計齡期:不同無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的強度和模量隨齡期增長的速度不同,因此,在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時的參數(shù)設(shè)計齡期,對于水泥穩(wěn)定類材料的劈裂及模量的齡期為 90天,對于石灰或者二灰(石灰粉煤灰)穩(wěn) 定類的齡期為180天,水泥粉煤灰穩(wěn)定類為 120天,材料組成設(shè)計7 天的抗壓強度。墊層:位于土基和基層(底基層)之間,起防水、排水、防污、防凍作用。配合比設(shè)計:采用經(jīng)濟適
4、用原則,以設(shè)計文件和施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定的混合料強度為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),通過試驗選擇最適宜穩(wěn)定的集料或土,確定結(jié)合料齊U量和混合料最佳含水量。瀝青路面:用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。車轍:路面結(jié)構(gòu)及路基在行車荷載作用下的補充壓實(再壓實),或結(jié)構(gòu)層及路基中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形(剪切破壞)。車轍還包括輪胎磨耗引起的材料缺失。松散剝落:瀝青從礦料表面脫落,在荷載作用下面層呈現(xiàn)的松散現(xiàn)象。 瀝青層出現(xiàn)松散剝落將會繼而出現(xiàn)坑槽破壞。表面抗滑不足:瀝青路面在使用過程中,表面集料被逐漸磨光,或者 出現(xiàn)瀝青層泛油,使得瀝青層表出現(xiàn)光滑。層鋪法:分層灑布瀝青,分層鋪撒礦料
5、和碾壓的方法修筑面層。路拌法:采用移動式拌和機械(或人工)在現(xiàn)場施工,將礦料和瀝青材料 就地拌和,攤鋪并碾壓密實成型??刹捎脽嵊屠淞匣蚶溆屠淞习韬蛿?鋪。廠拌法:一定級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設(shè)備加熱拌和,送到工地攤鋪碾壓成型。分熱拌熱鋪、熱拌冷鋪,區(qū)別在于攤鋪時混合料 溫度公稱最大粒徑:保留在最大尺寸的標(biāo)準(zhǔn)篩上的顆粒含量不超過10%也就是指混合料中篩孔通過率為 90100%的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。勁度模量:材料在給定的荷載作用時間和溫度條件下應(yīng)力與總應(yīng)變的 比值蠕變:蠕變是應(yīng)力不變,變形隨時間而增加的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛: 應(yīng)力松弛是恒定不變,應(yīng)力隨時間減小的現(xiàn)象。應(yīng)力降低到初始數(shù)值(初始應(yīng)力
6、值的 1)的時間,稱為松弛時間。瀝青:是由不同分子量的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苌锝M成的黑褐色 復(fù)雜混合物,呈液態(tài)、半固態(tài)或固態(tài)。石油瀝青:原油蒸餾后的殘渣。根據(jù)提煉程度的不同,在常溫下成液 體、半固體或固體。石油瀝青色黑而有光澤,具有較高的感溫性。失穩(wěn)性車轍:瀝青路面結(jié)構(gòu)層在車輪荷載作用下,內(nèi)部材料流動,產(chǎn)生橫向位移,在輪跡處出現(xiàn)變形結(jié)構(gòu)性車轍:路面結(jié)構(gòu)在交通荷載作用下產(chǎn)生整體永久變形主要是由 于路基變形傳遞到面層引起磨耗性車轍:路面結(jié)構(gòu)頂層材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素作用下不 斷損失而形成的永久變形輪轍試驗:模擬實際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的試驗方法, 室內(nèi)代表性試驗為車轍試驗。車轍試
7、驗是在規(guī)定尺寸的板塊狀壓實瀝 青混合料試件上,用固定荷載的橡膠輪反復(fù)行走后,測定其在變形穩(wěn) 定期每增加變形1的碾壓次數(shù),即動穩(wěn)定度,以次表示。馬歇爾穩(wěn)定度:試件破壞時的最大荷載流值:達(dá)到最大荷載時,試件所產(chǎn)生的垂直流動變形值(以 0.1計) 粘附理論:水降低了瀝青的粘附性、對瀝青形成沖刷,水進入瀝青與 集料間、隔離了瀝青與集料的粘結(jié)當(dāng)量圓:輪胎對路面的靜態(tài)壓力大小與胎內(nèi)壓相接近,壓面近似為橢圓,為方便計算分析,簡化為圓形均布。反射裂縫:由基層的縮裂反射到面層的裂縫。*瀝青路面高溫穩(wěn)定性: 瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力當(dāng)量軸次:按彎沉等效或拉應(yīng)力等效的原則,將不同車型、不同軸載作用次
8、數(shù)換算為與標(biāo)準(zhǔn)軸載 100相當(dāng)?shù)妮S載作用次數(shù)。累計當(dāng)量軸次:在設(shè)計年限內(nèi),考慮車道系數(shù)后,一個車道上的當(dāng)量軸次總和。1、擋土墻的用途(什么情況下用擋土墻)1. 路基位于陡坡地段或巖石風(fēng)化的路塹邊坡地段2. 為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段3. 可能產(chǎn)生塌方,滑坡的不良地質(zhì)地段4. 水流沖刷嚴(yán)重或長期受水浸泡的沿河路基地段5. 橋梁或隧道與路基的連接地段6. 為節(jié)約用地,減少拆遷或少占農(nóng)田地地段7. 為保護重要建筑物,生態(tài)環(huán)境或其它特殊需要的地段2、擋土墻類型按擋土墻位置分:路塹擋墻,路堤擋墻,路肩擋墻、山坡?lián)鯄?、隧道和明洞口擋墻橋?兩端擋墻等。按擋土墻的墻體材料分:石砌擋墻,混凝土擋墻
9、,鋼筋混凝土擋墻,磚砌擋墻,木質(zhì)擋墻和鋼 板墻等。按擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分:重力式,懸臂式,扶壁式,錨桿式,拱式,錨定板式,板樁式和垛式 等。按照工作方式:剛性擋土墻、柔性擋土墻3、各種擋土墻的用處路塹墻1)在山坡陡峻處,用以減少挖方量,降低邊坡高度,避免山坡因開挖 而失去穩(wěn)定;2)在地質(zhì)不良地段,用以支擋可能滑塌的山坡土體。路堤墻1)在山坡陡峻處填筑路堤,用以支擋路堤下滑;2)收縮坡腳,避免與其它建筑物相互干擾,減少填方量;3)保證沿河路堤不受河水沖刷路肩墻1)支擋陡坡路堤下滑;2)抬高公路;3)收縮坡腳,減少占地,減少填方量;山坡墻 支擋山坡覆蓋層或滑坡下滑錨桿式擋土墻 由肋柱,擋板和錨桿組成
10、,靠錨桿錨固在山體內(nèi)拉住肋柱。肋柱,擋 板可預(yù)制。 一般適用于墻身較高的路塹墻或路肩墻, 并具有錨固條件。 每級墻高不宜大于 8m多級墻的上下級間應(yīng)設(shè)置寬度不小于2m的平臺。錨定式擋土墻 ( 錨定板式 ) 類似于錨桿式擋土墻,僅錨桿的固定端用錨定板固定在山體內(nèi)。一般 適用于路塹墻或路堤墻。借助于埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力抵抗側(cè)向土壓力, 保持墻的穩(wěn)定。墻咼不宜超過10m。懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻 由立壁,墻趾板和墻踵板組成,利用墻踵板上的填土重量來維持土體穩(wěn)定。適用于缺乏石料地區(qū)及擋土墻高度不大于 7m的 情況。扶壁式擋土墻相當(dāng)于沿懸臂式擋土墻的墻長,每隔一定距離設(shè)置一道扶壁,使墻面 板與墻踵
11、板連接起來,以承受較大的彎矩作用。適用于高墻。加筋土擋土墻由面板,拉筋和填料組成,依靠拉筋與填料之間的摩擦力來抵抗側(cè)向 土壓力,面板可預(yù)制。適用于缺乏石料地區(qū)及在軟弱地基上修筑路肩 墻與路堤墻。垛式擋土墻用鋼筋混凝土預(yù)制桿件,縱橫交錯裝配成框架,內(nèi)填土石,以抵抗土 壓力。適用于缺乏石料地區(qū)的路肩墻與路堤墻。樁板式擋土墻由樁柱和擋板組成,利用深埋的樁柱前土層的被動土壓力來平衡墻后 主動土壓力。適用于土壓力大,要求基礎(chǔ)埋置深地段,可用于路塹墻、 路肩墻。4、擋土墻的構(gòu)造1 墻面墻身 2 墻背(俯斜、仰斜、垂直)有直線形墻背和折線形墻背之分3墻頂及護欄4 基底(墻趾、墻踵)基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋置深度 影響因素
12、:地質(zhì)條件、水文情況、凍結(jié)深度、鄰近建筑物的基礎(chǔ)影響一般情況下,地表下不小于 1米。路塹式擋土墻基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于路塹邊溝底面不小于0. 5m。無沖刷時,應(yīng)在天然地面以下至少im有沖刷時,應(yīng)在沖刷線以下至少 im受凍脹影響時,當(dāng)凍深小于或等于im時,應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于0.25m,并應(yīng)符合基礎(chǔ)最小埋置深度不小于1m的要求;當(dāng)凍深超過1m時,基底最小埋置深度不小于 1.25m,還應(yīng)將基底至凍結(jié)線以下 0.25m 深度范圍內(nèi)的地基土換填為弱凍脹材料。碎石、礫石和砂類地基,不 考慮凍脹影響,但基礎(chǔ)埋深不宜小于1m排水設(shè)施目的:?疏干墻后土體;?防止地面水下滲;?防止墻后積水形成靜水壓力等 主要措施:地表
13、排水墻身排水?設(shè)置地面排水溝,引排地面水。?夯實回填土頂面和地面松土,防止雨水及地面水下滲。?路塹擋土墻墻趾到邊溝予以鋪砌加固,以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。?設(shè)置墻身泄水孔,排除墻后水。尺寸一般為5X 10、10X 10、15X 20的方孔或直徑為 510圓孔??籽坶g距一般為23m對于浸水擋土墻孔眼間距一般1.01.5m沉降縫和伸縮縫為避免因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,需根據(jù)地質(zhì)條件的變異和 墻高,墻身斷面的變化情況設(shè)置 沉降縫。為防止圬工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。沿路線方向每隔10-15m設(shè)置一道,應(yīng)將墻身和基礎(chǔ)斷開,縫寬2-35、擋土墻設(shè)計原則極限狀態(tài)分項系數(shù)法受力三抗
14、力6、重力式擋土墻設(shè)計抗滑穩(wěn)定性驗算 滑動穩(wěn)定方程 抗滑穩(wěn)定系數(shù)抗傾覆穩(wěn)定性驗算 傾覆穩(wěn)定方程 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)地基應(yīng)力驗算 地基承載力抗力值 不均勻沉降 合力偏心距驗算截面強度驗算(剪切破壞)強度計算穩(wěn)定計算彎曲抗拉極限強度驗算正截面直接受剪時驗算7、增加抗滑穩(wěn)定性的方法設(shè)置傾斜基底采用凸榫基礎(chǔ)更換基地土層改變墻身斷面形式和尺寸 &增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法展寬墻趾改變墻面及墻背坡度改變墻身斷面類型9、提高地基承載力或減小基地應(yīng)力的方法采用人工基礎(chǔ)米用擴大基礎(chǔ)10、路基工程具有以下特點:施工場地線長面窄土石方工程數(shù)量大,沿線分布不均勻項目繁多,相互制約受區(qū)域性和氣候影響大施工干擾因素多11
15、、施工機械土石方挖運機械推土機鏟運機挖掘機平地機裝載機運輸車輛壓實機械(靜力、振動、夯實)鋼輪壓路機凸塊壓路機輪胎壓路機振動壓路機夯實壓路機12、技術(shù)準(zhǔn)備測量與放樣清理場地試驗(天然含水量、液塑限、標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗、試驗)及試驗路段13、應(yīng)進行試驗路段,施工路段長度不小于 100(1)二級及二級以上公路路堤;(2)填石路堤、土石路堤;(3) 特殊地段路堤;(4) 特殊填料路堤;(5) 擬米用新技術(shù)、新工乙、新材料的路基。14、一般土質(zhì)路基施工挖填壓運條件復(fù)雜工程量大填方路堤填筑方法:分層填筑法、豎向填筑法、技術(shù)要點1).不同性質(zhì)的填料要分別分層填筑,混合填筑法不得混填;2) . 路堤上部受車輛荷載
16、的作用影響較大,一般將水穩(wěn)性凍穩(wěn)性好的 土填在路堤的上部;3) .透水性大的土填在透水性小的土之下時,如果兩者粒徑相差懸殊,應(yīng)在層間加鋪過渡層:如果相反時,其頂面應(yīng)作成4% 的雙向向外橫坡,以免積水;4) .沿縱向同層次要改變填料種類時,應(yīng)作成斜面銜接,且將透水性 好的填料放在斜面的上方為宜。挖方路堤填筑方法:全斷面橫挖(從路塹的一端或兩端按橫斷面全寬逐漸向前開挖,適宜 短而深的路塹)縱向挖掘法分層縱挖 沿路塹全寬以深度不大的縱向分層挖掘前進的作業(yè)方式,適用于較長的路塹開挖通道縱挖法 沿路塹縱向挖掘工作通道再逐漸向兩側(cè)橫挖。分段縱挖法 若開挖長大的路塹,可以沿路塹縱向選擇一個或幾個適宜 處,將
17、較薄的一側(cè)路塹橫向挖穿,將路塹在縱向分成幾段,安排多組 開挖斷面,同時掘進?;旌鲜介_挖技術(shù)要點(1) 注意排水。(2) 定位棄方,改造農(nóng)田水利、平整土地開發(fā),修成棄土堆,協(xié)調(diào)環(huán)境。防滑塌等病害。(3)測量放樣,指出挖方界限,檢測開挖斷面尺寸。保證邊坡寬度的可靠度,比理論計算值多寬0.50.8m。(4)人工修正邊坡,用鏟、鋤削平光滑的坡面。(5) 支擋設(shè)施。(6) 路塹開挖至路床頂面,路床土取樣試驗,判斷路床表面以下3080 土質(zhì)強度。符合要求,對于高等級公路一般進行4080超挖回填壓實;不滿足要求,一般要求換填 80壓實。特殊土特殊要求。15、重點部位施工工藝P179-18016、壓實作用、意
18、義提高路基強度提高路基水穩(wěn)定性降低土的滲透性毛細(xì)作用減少塑性形變減少凍脹提高凍融穩(wěn)定性17、影響壓實的主要因素內(nèi)因:土質(zhì): 種類 亞砂土和亞粘土由于粘土(最佳含水量?。┖哿U沉]^高,最佳含水量較高 最大干密度較低級酉己級配良好含水量: 最佳含水量 含水量過高晾曬 摻入石灰、水泥、粉煤灰 外因:壓實功(壓實工具重量、碾壓次數(shù)、錘落高度、作用時間)最佳含水量水隨壓實功增大減小同含水量壓實功越高密實度越高限度以上提高緩慢基本要領(lǐng) 控制最佳含水量一一控制有效土層厚度一一適當(dāng)增大壓實功壓實機具速度快效果差壓實厚度密度隨深度遞減確定適合的攤鋪厚度18、壓實原則與方法 壓實土層的密實度隨深度遞減,表面 5
19、的密實度最高。壓實前可自路中線向路兩邊做2%-4%勺橫坡,對松鋪層進行整平,并 嚴(yán)格控制松鋪厚度和最佳含水量。碾壓時,橫向接頭的輪跡應(yīng)有一部分 重疊,應(yīng)做到無漏壓、無死角和 確保碾壓均勻。碾壓應(yīng)遵循先慢后快、先兩邊后中間、先低后高 的原則路堤邊緣兩側(cè)可采取多填寬度3050,壓實完成后再刷坡整平;也可 采用小型振動壓路機從坡腳向上碾壓,坡度不陡于 1: 1.75時,可用 履帶式推土機從下向上壓實。19、施工質(zhì)量控制彎沉溫度濕度回彈20、路面的功能及要求強度和剛度(開裂、變形)穩(wěn)定性(環(huán)境適應(yīng)性)耐久性(疲勞、老化)表面平整度(舒適、動荷)表面抗滑(安全)密閉性(防水)環(huán)保性(少塵、少污染)21、
20、橫斷面槽式全鋪式路拱橫坡度拋物線形直線形22、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能面層(上(密閉) 中(抗剪) 下(抗疲勞)基層(主要承重層)(底基層(次要承重層)墊層強度 抗變形能力 穩(wěn)定性隨深度增加降低按照 使用要求 受力情況 土基支撐條件 自然因素影響 分層面層:(兩層三層12-18 4 5 6)特點:承受較大的行車荷載的垂直力、水平力、沖擊力,受降水侵蝕、 氣溫影響要求:較高強度、抗變形能力,水穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性,耐磨、不透 水,抗滑性、平整度。材料:水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石混合料基層:特點:主要承受由路面?zhèn)鱽淼能囕v荷載的垂直力,并擴散到墊層和土 基中要求:承重層 足夠的強度、剛度 良好的擴
21、散能力 水穩(wěn)性 平整度 材料:結(jié)合料、穩(wěn)定土、穩(wěn)定碎石、貧水泥混凝土墊層:特點:改善土基濕度溫度,保證面層基層不受水溫變化影響 擴散荷載 減小土基變形防止路基土擠入基層要求:水穩(wěn)性隔溫性 材料:透水性墊層穩(wěn)定類墊層23、路面分類柔性路面 總體結(jié)構(gòu)剛度較小,荷載作用下的彎沉變形較大,抗彎拉 強度較低,傳遞給土基的單位壓力也較大,它主要包括各種未經(jīng)處理 的粒料基層和各類瀝青面層、碎(礫)石面層或塊石面層組成的路面 結(jié)構(gòu)。剛性路面 指用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu),其強度高、彈 性模量高、處于板體工作狀態(tài),傳遞給基礎(chǔ)的單位壓力小。半剛性路面通過改善瀝青混合料性能使其呈半剛性特性或使用較高模量的基
22、層材料(模量介于水泥混凝土和無膠結(jié)料的粒料之間),其剛度也介于瀝青路面和水泥路面之間。24、行車荷載及其對路面的影響汽車荷載既是路基路面的服務(wù)對象,又是造成路基路面結(jié)構(gòu)損傷的主要原因;它是不斷移動著的、具有振動和沖擊影響的動荷載;汽車荷載的特性包括汽車輪重與軸重的大小與特性、車軸的布置、汽車軸載的時間分布特性、以及汽車靜態(tài)與動態(tài)荷載的特性比較等不同方面。25、車輛類型道路上通行的汽車車輛主要分為客車與貨車兩大類??蛙囉址譃樾】蛙?、中客車與大客車;貨車又分為整車、牽引式掛車和牽引式半掛車。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以 軸重或者輪壓來進行控制。26、換算標(biāo)準(zhǔn):單軸雙輪組軸重 100 (設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)軸限)27、 路面
23、結(jié)構(gòu)設(shè)計和路基穩(wěn)定性計算中重型貨車和大客車起決定 作用評定表面特性(平整性、抗滑性)一一小型客車28、運動車輛(動荷載)對路面的影響道路上行駛的汽車除給路面施加垂直靜壓力外,還施加水平力和振動力,對路面固定點而言,這種影響又具有瞬時性和重復(fù)性。(正弦波)水平力:路表層水平力過大(路面抗剪強度不足)易導(dǎo)致推擠、擁包、 波浪及車轍等病害。加減速、轉(zhuǎn)彎時水平力變化,可能達(dá)到垂直力的80%動荷載:(汽車自身的振動和路面不平整)正態(tài)分布 振動力(振動輪載最大峰值與靜載之比稱為沖擊系數(shù),設(shè)計路面時,應(yīng)以靜輪載乘以沖擊系數(shù)作為設(shè)計荷載)車速越大、平整度越差變異系數(shù)越大 車輛振動特性,輪胎剛度低,減 振裝置效
24、果越好,變異系數(shù)越小瞬時作用及重復(fù):路面點的車輪作用時間約為0.010.10s,結(jié)構(gòu)變形來不及呈現(xiàn),瞬時作用利于結(jié)構(gòu),但多次重復(fù)作用又易使其疲勞。路表面彎沉隨汽車的行駛速度的增加而減小,多次重復(fù)作用影響下, 彈性材料呈現(xiàn)出強度隨荷載次數(shù)的增加而降低的疲勞現(xiàn)象,彈塑性材 料呈現(xiàn)出變形隨荷載重復(fù)次數(shù)增大而增大的累積變形現(xiàn)象。29、交通量調(diào)查與分析:調(diào)查內(nèi)容包括 交通總量、車型分布、軸輪型分布、實載率等,有的還調(diào)查軸載譜;分析主要是確定交通量年平均增長率,并求算獲得設(shè)計 年限(基準(zhǔn)期)內(nèi)累計交通量 。對路面而言,主要是 軸重。各不同軸載應(yīng)根據(jù)某一指標(biāo)按其 對路面結(jié)構(gòu)的損傷作用的等效性 換算 成其它軸
25、載的作用次數(shù),從而可使用標(biāo)準(zhǔn)軸載來綜合累計。30、軸載換算的基本原則: 等破壞原則:同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下在使用末期達(dá)到相 同的損傷程度(破壞狀態(tài))(定理); 等厚度原則:用不同標(biāo)準(zhǔn)軸載設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)厚度相同。31、瀝青路面設(shè)計交通分析當(dāng)年平均日交通量- 設(shè)計年限(基準(zhǔn)期)- 增長率-設(shè)計年限內(nèi)累計 交通量(分車型)軸載譜各級軸載的作用次數(shù)(根據(jù)等效原則)軸載換算系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載(100)當(dāng)量作用次數(shù) (設(shè)計彎沉值瀝青層底拉應(yīng)力) 輪跡橫向分布車道系數(shù)設(shè)計年限+增長率+標(biāo)準(zhǔn)軸載(100)當(dāng)量作用次數(shù)+車道系數(shù)=累積當(dāng)量軸次33、半剛性基層優(yōu)缺點優(yōu):穩(wěn)定性好、抗凍性強、結(jié)構(gòu)本身自成板體缺:
26、耐磨性差,不適用于面層34、兩類半剛性穩(wěn)定粒料類(水泥砂礫、石灰粉煤灰碎石)穩(wěn)定細(xì)粒土(石灰土、水泥土)35、無機結(jié)合料計量=無機結(jié)合料質(zhì)量/干土質(zhì)量*半剛性基層的特性36、應(yīng)力應(yīng)變特性強度和模量隨齡期的增長而不斷增長由于半剛性基層材料的抗拉強度遠(yuǎn)小于其抗壓強度, 因此抗拉強度(劈 裂強度)是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 的主要指標(biāo),抗壓強度是材料組成設(shè)計 的主 要指標(biāo)。應(yīng)力-應(yīng)變特性與原材料的性質(zhì)、結(jié)合料的性質(zhì)和劑量及密實度、含水 量、齡期、溫度等有關(guān)應(yīng)力應(yīng)變特性采用試驗確定,內(nèi)容:抗壓強度、抗壓回彈模量、劈裂強度、劈裂模量、彎拉強度、抗彎拉模量37、疲勞特性隨齡期的增長逐漸具有剛性,微裂紋過多,極易疲勞破
27、壞試驗:彎拉疲勞試驗劈裂疲勞試驗疲勞壽命取決于 重復(fù)應(yīng)力與極限應(yīng)力之比一定應(yīng)力條件下, 強度越大,剛度越小,疲勞壽命越長 受材料變異性 影響38、干燥收縮 致因(機理):水分揮發(fā)和混合料內(nèi)部的水化作用,混合料的水分不斷 減少毛細(xì)管作用吸附作用分子間力作用礦物晶體或凝膠體層間水作用碳化收縮作用干縮影響因素?zé)o機結(jié)合料穩(wěn)定材料的干縮特性 ( 最大干縮應(yīng)變 和平均干縮系數(shù) ) 的大 小與結(jié)合料的類型、劑量(結(jié)合料計量越大越縮) 、被穩(wěn)定材料的類別、粒 料含量(碎石多收縮性能好) 、小于 0.5 細(xì)顆粒含量(細(xì)粒越多越易縮 裂)、試件含水量(含水量越大干縮越大)和齡期(齡期越長相對干縮 越?。┑扔嘘P(guān)。指
28、標(biāo): 干縮應(yīng)變、干縮系數(shù)、干縮量、失水量、失水率、平均干縮系數(shù)幾種材料的干縮比較對穩(wěn)定粒料類, 三類半剛性材料的干縮特性的大小次序為: 石灰 穩(wěn)定類 水泥穩(wěn)定類石灰粉煤灰穩(wěn)定類對于穩(wěn)定細(xì)粒土,三類半剛性材料的收縮性的大小排列為:石灰土水泥土和水泥石灰土 石灰粉煤灰土懸浮密實干縮大,密度大骨架密實干縮小,密度小39、溫度收縮半剛性材料的外觀脹縮性是 三相的不同溫度收縮性的綜合效應(yīng)表現(xiàn)砂粒以上顆粒的溫度收縮系數(shù)較小,粉粒以下的顆粒溫度收縮較大溫縮影響因素溫度收縮的大小與結(jié)合料類型和劑量、被穩(wěn)定材料的類別、粒料含量、 齡期指標(biāo):溫縮應(yīng)變、溫縮系數(shù)、平均溫縮系數(shù)石灰土砂礫懸浮式石灰粉煤灰粒料密實式石灰
29、粉煤灰粒料和水泥砂礫40、半剛性基層縮裂防治措施修建初期以干燥收縮為主,經(jīng)過一定齡期的養(yǎng)生以溫度收縮為主1)控制壓實含水量,略小于最佳含水量2)嚴(yán)格控制壓實標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到最大壓實度3)控制施工溫度,施工在氣溫進入 0C前一個月結(jié)束4)注意初期養(yǎng)護,(最不利情況)保證表面處于潮濕狀況,禁防曬干5)及早鋪筑面層,含水量變化不大,減輕干縮 6)摻加集料,集料含量為 60-70%,提高強度穩(wěn)定性,抗裂性41、防止反射裂縫1)設(shè)置土工合成材料,土工布、玻纖格柵、塑料格柵隔離阻斷作用降低基層裂縫尖端拉應(yīng)力集中加筋作用承受裂縫拉應(yīng)力,提高瀝青層的抗拉強度傳遞荷載作用提高接縫處的傳荷能力,減小彎沉差2)設(shè)置應(yīng)力吸
30、收層橡膠瀝青、改性瀝青砂、柔軟瀝青混凝土應(yīng)力吸收層高彈性、不透水、黏附性強、抗裂性能好 疲勞循環(huán)次 數(shù)高3)鋪筑碎石隔離過度層(級配碎石)大孔隙率阻斷裂縫尖端的擴展路徑不傳遞拉應(yīng)力、拉應(yīng)變,塑性變形能力大,吸收接縫處應(yīng)變能收縮系數(shù)極小 ,消散、吸收單純由環(huán)境因素變化42、水泥穩(wěn)定類基層種類水泥穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定砂礫、水泥穩(wěn)定細(xì)粒土、水泥石灰穩(wěn)定土(綜 合穩(wěn)定)43、水泥穩(wěn)定類基層特點良好的整體性、足夠的力學(xué)強度、抗水性和耐凍性。其初期強度較高, 且隨齡期增長而增長,應(yīng)用范圍很廣。水泥穩(wěn)定類一般可用于路面結(jié)構(gòu)的基層和底基層,但水泥穩(wěn)定細(xì)粒土 禁止作為高速公路或一級公路路面的基層,只能用做底基層。
31、施工最低氣溫5C以上,應(yīng)在第一次重冰凍(-3 C 5C)到來之前一個月或一個半月完成44、影響水泥穩(wěn)定類基層強度的因素1)土質(zhì)各類砂礫土、砂土、粉土和粘土均可用水泥穩(wěn)定。用水泥穩(wěn)定級配良 好的碎(礫)石和砂礫的效果最好,強度高、水泥用量少;其次是砂性 土;再次之是粉性土和粘性土。一般要求土的塑性指數(shù)不大于17。2)水泥的成分和劑量通常情況下,熟料成分決定活性程度和硬化能力,硅酸鹽水泥的穩(wěn)定 效果好,而鋁酸鹽水泥較差;熟料比例也細(xì)度不宜過高。水泥土的強度隨水泥劑量的增加而增長,水泥用量過多,經(jīng)濟上不合理,且容易開裂。試驗和研究證明,水泥劑量為35 %較為合理。3)集料級配骨架密實抗壓強度剛度大懸
32、浮密實抗拉強度高,抗縮裂性能差4)含水量最佳含水量同時滿足水泥完全水化水解5)施工工藝和養(yǎng)生充分壓實,拌合到壓實要快 6h之內(nèi),終凝不夠加緩凝劑濕法養(yǎng)牛,養(yǎng)生溫度越高強度增長越快,減縮裂,加強度冰凍(-3 C 5C)到來之前一個月或一個半月完成,避免雨季施工46、石灰穩(wěn)定類強度影響因素1)土質(zhì) 塑性指數(shù) 12-182)灰質(zhì) 磨細(xì)生石灰粉,縮短存放時間3)石灰劑量 最佳劑量4)含水量 最佳含水量5)密實度 提高密實度6)齡期 前 1-2 個月增長較后期快7)養(yǎng)生條件 溫度、濕度 施工同水泥穩(wěn)47、工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層特點 都要與石灰綜合穩(wěn)定,石灰粉煤灰(二灰)是最好的防干縮基層材料, 施工最低氣溫
33、5C以上,應(yīng)在第一次重冰凍(-3 C 5C)到來之前一個 月或一個半月完成,避免雨季施工摻加石灰比列 廢渣指標(biāo)限定48、材料要求1)細(xì)粒土有最大粒徑、均勻系數(shù)、塑性指數(shù)等要求2)粒料有密度,強度,堅固度,壓碎值,級配,最大粒徑等要求 級配 骨架密實型:用于高速公路、一級公路的基層或上基層; 懸浮密實型:二級及二級以下公路的基層和各級公路的底基層; 均勻密實型:高速公路、一級公路的底基層,二級及二級以下公路的基層;骨架空隙型:有排水要求的基層。3)水泥 初凝3h以上,終凝6h以上4)石灰粉煤灰礦渣49、配合比設(shè)計抗壓強度指標(biāo)確定(7天無側(cè)限抗壓強度)配合比設(shè)計,試件在熱區(qū)25C、溫區(qū)和寒區(qū)20C
34、條件下養(yǎng)生 6天浸水 1天(共7天)后,進行無側(cè)限抗壓強度試驗50、配合比設(shè)計步驟1)制備混合料試件(至少 5 個)制備一種集料或土,不同結(jié)合料劑量的混合料綜合穩(wěn)定土 水泥占40以上按水泥穩(wěn)定類設(shè)計,否則按石灰穩(wěn)定類設(shè) 計骨架密實、骨架空隙用振動成型方法,懸浮密實和均勻密實用靜壓成 型方法2)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗(每種至少 3個)確定最佳含水量、最大干密度3)強度測試(重新制件每種至少 6個)7天無側(cè)限抗壓強度,平均值 R、偏差系數(shù),偏差系數(shù)過大,舍棄或重 做4) 確定結(jié)合料劑量(保證率系數(shù),3-4 )R(1)選符合中最小劑量考慮施工損失,結(jié)合料劑量增加0.51%,廠拌法只可增加 0.5%總結(jié):確定集
35、料比例(級配)經(jīng)驗查表確定至少5中結(jié)合料劑量(4-6 )每種至少做三個含水量的擊實試驗確定最佳含水量、最大干 密度根據(jù)試件尺寸、實際干密度與壓實度確定質(zhì)量每個劑量 重新最佳含水量制件至少 6個(表)ff 7天無側(cè)限抗壓強度ff平 均值R、偏差系數(shù)ff設(shè)計強度 3-4、保證率系數(shù)ff符合條件中選最 小劑量(經(jīng)濟)51、施工控制原則各檔集料組成比列級配范圍水泥劑量試件7天無側(cè)限抗壓強度52、什么情況下修實驗路高速公路、一級公路或使用新技術(shù)、新材料、新工藝的半剛性基層,在大面積施工前應(yīng)鋪筑不小于100m的試驗路53、試驗路主要項目(1)用于施工的集料配合比例。(2)材料的松鋪系數(shù)。(3)確定標(biāo)準(zhǔn)施工
36、方法: 集料數(shù)量的控制; 集料攤鋪方法和適用機具; 合適的拌和機械、拌和方法、拌和深度和拌和遍數(shù); 集料含水量的增加和控制方法; 整平和整形的合適機具和方法; 壓實機械的選擇和組合,壓實的順序、速度和遍數(shù); 拌和、運輸、攤鋪和碾壓機械的協(xié)調(diào)和配合; 密實度的檢查方法,初定每一作業(yè)段的最小檢查數(shù)量。(4)確定每一作業(yè)段的合適長度。(5)確定一次鋪筑的合適厚度。54、施工控制配合比控制(逐級填充法 4.75 嚴(yán)格控制0.075 )料場生產(chǎn)合格室內(nèi)配合比設(shè)計生產(chǎn)配合比(拌合站)生產(chǎn)配合比檢查與調(diào)整(拌合站)壓實靜壓振壓穩(wěn)壓(靜)縱橫向接縫處理 養(yǎng)生壓實后立即開始養(yǎng)生,養(yǎng)生期不少于7天,濕法養(yǎng)生,灑水
37、,土工布,瀝青乳液養(yǎng)生,養(yǎng)生技術(shù)立即做瀝青透層,也可先做下封層55、墊層(不考慮其結(jié)構(gòu)受力)防水排水防污防凍56、瀝青路面優(yōu)缺點1)表面平整無接縫,行車較舒適2)結(jié)構(gòu)較柔,振動小,行車穩(wěn)定性好3)車輛與路面視覺效果好4)施工期短,施工成型快,能夠快速交付使用(在機場跑道、高速公路上尤其需要)5)易于維修,可再生(切割修補,加熱再生)6)強度穩(wěn)定性受基層土基影響較大7)瀝青混合料力學(xué)性能受溫度影響較大8)瀝青會老化,瀝青結(jié)構(gòu)層易出現(xiàn)老化破壞(抗溫縮性下降)57、按強度構(gòu)成原理分類密實型(礦料的級配按最大密實原則設(shè)計):強度穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力和內(nèi)摩阻力。閉式:小于 0.5,0.075
38、的礦料較多,空隙率小于 6% 致密而 耐久,但熱穩(wěn)定性差易車轍變形開式:熱穩(wěn)性好,密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料嵌擠型(顆粒尺寸均一的礦料):強度穩(wěn)定性主要取決于嵌擠產(chǎn)生的 內(nèi) 摩阻力,粘聚力起次要作用熱穩(wěn)定性好,空隙率較大,易滲水二耐久性差透水瀝青路面,開級配抗滑表層,瀝青瑪蹄脂碎石,瀝青灌 入碎石,瀝青表面處置,58、按施工工藝分類層鋪法路拌法廠拌法59、瀝青路面技術(shù)特性分類*瀝青混凝土(碎石、礦粉,強度高)面層 13 13 表示最大公稱粒徑 熱拌瀝青碎石(無礦粉 c下降)基層乳化瀝青碎石瀝青貫入式瀝青表面處置*瀝青瑪蹄脂碎石排水瀝青混凝土開級配抗滑磨耗層60、瀝青瑪蹄脂碎石路面瀝青(c高)、纖
39、維穩(wěn)定劑(c高)、礦粉(c高)及少量細(xì)集料組成的 瀝青瑪蹄脂填充間斷級配(6高)的粗集料骨架空隙中所形成的瀝青 混合料?!叭嘁簧佟贝旨隙啵V粒多,瀝青結(jié)合料多,細(xì)集料少,粗糙度遠(yuǎn)大于,抗滑耐磨、空隙率小、抗疲勞、高溫抗車轍、低溫抗 開裂(不抗凍)61、瀝青路面結(jié)構(gòu)組成空隙率 瀝青飽和度 油石比 瀝青用量62、力學(xué)強度(主要抗剪強度)主要取決于集料顆粒間的摩擦力和嵌擠力,瀝青膠結(jié)材料的粘結(jié)性,瀝青與集料之間的粘附性影響:集料類型,空間布型(級配、空隙率、油石比、瀝青用量),膠結(jié)料類型、用量、與集料的粘附程度懸浮密實骨架空隙骨架密實63、瀝青混合料的抗剪強度(三軸實驗)瀝青混合料的抗剪強度同粒
40、料的級配組成、形狀和表面特性、瀝青的 粘結(jié)力和用量有關(guān)。粘結(jié)力: 瀝青的粘度 瀝青用量-存在最佳瀝青用量,使粘結(jié)力最大。 溫度和剪切速率-隨溫度的升高和剪切速率的下降,混合料的粘結(jié)力下降。 細(xì)料含量,棱角,礦粉同瀝青的吸附性。內(nèi)摩阻角:瀝青含量越高,內(nèi)摩阻角值下降得越多。而集料級配良好,富有棱角時,有助于提高摩阻角64、抗拉強度(無側(cè)限抗壓強度試驗,馬歇爾劈裂試驗) 直接抗拉強度 間接拉伸(劈裂)強度 抗彎拉強度 瀝青混合料抗拉強度影響因素:內(nèi)因:瀝青的性質(zhì)、含量、集料的級配、混合料空隙率等。外因:測試溫度、加載速率,加載模式等。65、應(yīng)力應(yīng)變特征*瀝青混合料應(yīng)力-應(yīng)變特征受到 荷載大小和作用
41、時間、溫度等因素影 響。荷載大小和作用時間的影響:受力較小,受荷時間短促處于彈性狀態(tài)并兼有粘彈性的性質(zhì); 受力較大,受荷時間較長f混合料表現(xiàn)出彈 -粘-塑性質(zhì)。 溫度的影響:在冬季低溫時具有很高的粘滯度,則應(yīng)力松弛時間較長,超出荷載的 作用時間,瀝青混合料呈現(xiàn)出彈性體的變形特征;夏季高溫時,混合料的粘滯度迅速降低,應(yīng)力松弛時間大大縮短,接 近或小于荷載作用時間,在臨界狀態(tài)下就會產(chǎn)生塑性變形。*瀝青的勁度:荷載作用時間極短時,曲線接近水平,表明材料呈彈性, 荷載作用時間很長時,材料呈純粘性。荷載作用時間介于兩者之間時,瀝青材料呈彈 -粘性質(zhì)。 溫度影響同蠕變應(yīng)力小,時間短:主要表現(xiàn)為彈性性質(zhì) 應(yīng)力較大,時間較短:主要表現(xiàn)為粘彈性性質(zhì)應(yīng)力大,時間長:主要表現(xiàn)為塑性性質(zhì)應(yīng)力松弛作用時間 <<松弛時間,以彈性為主;作用時間 >>松弛時間,以粘塑性為主;作用時間與松弛時間相近,為彈-粘-塑性。*必考*66、高溫穩(wěn)定性(車轍、擁包、推擠) 影響因素外因:溫度越高越變形濕度越咼穩(wěn)越差行車荷載越慢越大越變形施工質(zhì)量壓實高變形小內(nèi)因:瀝青用量最佳用量瀝青質(zhì)量越稠越穩(wěn)混合料類型礦料越粗大越穩(wěn)礦
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