稳定土压实质量控制研究ppt课件.ppt
《稳定土压实质量控制研究ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《稳定土压实质量控制研究ppt课件.ppt(75页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、稳定土压实质量控制研究,郑 州 大 学郑州西南绕城高速公路建设有限公司二六年八月,汇 报 提 纲,立项的目的及意义 主要研究内容 研究成果,立项的目的及意义,立项的目的及意义,课题立项的背景,目前路基检测中存在的问题,目前我国路基的现状,1、路基变形及压实度不足造成的危害,在路面结构的变形中,路基的变形约占70%90%,在工程中常出现的一些路面损坏现象相当一部分是由于路基强度不足,在外荷载作用下产生过量变形所致。因此,提高路基的抗变形能力是提高路基路面结构整体强度和刚度的重要方面。在压实度与路面使用寿命之间几乎存在“指数”关系,因此严格控制路基路面施工的压实度对减少行车作用下产生的形变,避免路
2、面的一些早期损坏现象意义重大。有效并快速的评定高等级公路路基土的压实度亟待解决。,路基压实度不足引起的病害:,路基不均匀沉陷导致路面局部沉陷;路基不均匀固结沉陷导致路面平整度下降;地基处理不好和压实度不够导致路面产生纵向裂缝;构造物两头路基沉陷导致“桥头跳车”;路面产生结构性破坏。,2、目前我国路基现状,在我国高等级公路半刚性路面结构中,广泛采用水泥稳定土、石灰稳定土或综合稳定土等稳定土类作为底基层;通过现场灌砂法实测混合料干密度,并利用与室内标准击实试验所确定的最大干密度比值的百分数确定现场压实度的方法来控制稳定土的压实质量;目前,稳定土的施工已基本形成了较为成熟的工艺,对其压实度的现场检评
3、也有规范作了相应的规定。,3、目前路基检测中尚存在的问题,检测设备落后,3,室内试验与现场试验反算的结果不一致,设备昂贵,对路基质量评价指标的不统一,公路路基设计规范(JTJ 013-95)公路路基施工技术规范(JTJ033-95),压实度施工控制指标,公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002),路基回弹模量路基设计参数,检测设备落后,测试复杂测试时间长测试人员多偏僻地方不易到达不同的试验方法获得结果相差较大不能对现场施工质量进行控制,路基回弹模量,压实度,称量次数较多,测试速度较慢人为主观因素影响较大不能对现场施工质量进行控制取点有限造成
4、破损,室内试验的材料性能与现场试验反算的结果不一致,路面无破损检测,对整个路面结构进行,实验室的结果,从路面结构取得的样本实验室样本受到人为扰动加载方式不一样实验室样本的应力状态和现场不同,4、课题立项背景,在郑州西南绕城高速公路建设中,出现稳定土压实度“超百”现象;有的地方还出现加大灰剂量而压实度降低的现象;另外稳定土施工中在掺合石灰稳定后,存在石灰稳定土干密度随龄期增加而衰减的现象。这极大的影响了对路面基层压实质量的有效控制。,5、课题立项目的及意义,对现行稳定土施工过程控制及验收压实质量控制方法进行分析研究,指出现有标准和规范的不足;提出应用手持式落锤弯沉仪(PFWD)新型检测设备对路基
5、稳定土压实质量进行检测;实现了对稳定土压实质量控制进行快捷、无损伤、高精度的检测;提高稳定土压实质量控制的有效性,使路面质量得到良好的控制;减少由于稳定土压实质量检测不及时等所引起的路基稳定土压实质量问题。,主要研究内容,新型稳定土压实质量检测设备研究,稳定土衰减研究,稳定土“超百”研究,稳定土压实的原理和控制方法,稳定土压实质量控制研究,1、稳定土压实质量控制综述,目前,人们主要还是聚焦于路面材料和路面结构的研究,对路面结构支撑体系即路基的研究相对较少;在公路建设中,路基压实度和弯沉值是衡量道路工程质量好坏的两个重要技术指标,尤其在高速公路建设中更是如此。压实度是指土或其他筑路材料经人工或机
6、械夯压后的密实程度,它是实测干密度和标准最大干密度之比。压实使路基及路面各结构层的材料具有足够的密实度;压实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,还可以增加路基土和路面材料的不透水性和强度稳定性。压实对于增强道路路面的使用性能和延长寿命是非常重要的。,国内外研究人员在对路基质量检测的问题上做了大量的研究和探索,主要表现在:检测方法 路基材料性能反演分析的力学模型的建立 路基材料性能反演分析的基本方法,路基检测的方向:由人工检测向自动化检测技术发展;由破损类检测向无破损检测技术发展;由一般技术向高新技术发展。目前也相继出现了一些新的压实度检测技术。
7、如:核子密度仪法、瑞雷波法、瞬态冲击法、探地雷达检测等。,路基土的压实度、弯沉值及模量作为评价道路工程质量的重要技术指标,在一定程度上有很大的相关性;国内外有很多学者在这方面进行过探索研究,但由于受各地土质不同及施工条件的差异等的限制,没有一致可用的结论;路基的模量值作为路面结构层的主要设计指标,路基压实度是路基施工质量控制的主要指标;二者的不统一为施工控制带来了很多的不方便。,2、稳定土压实的原理,路基土壤压实的目的在于减小土壤颗粒的间隙,提高土壤的密实度,降低土体的透水性,减小毛细水的上升高度,防止水分集聚和侵蚀,或因冻胀而引起不均匀的变形,提高路基的抗压强度和稳定性,使其达到规定的承载能
8、力。土是“三相体”结构,即由土粒、水分和空气组成,它们都具有各自的特性,并相互制约于一个统一体中,构成了土的各种物理特性(渗透性、粘滞性、弹性、塑性和力学强度等)。水和单个土颗粒是不可压缩的,空气只有在密闭容器内才是可压缩的,它在土体内也是不可压缩的。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。压实土壤就是用机械碾压的方法改变土的结构,以达到提高土的强度和稳定性的目的。,通常,路基材料进行碾压时,产生的物理现象有:(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孔隙中。土在受压
9、时,土粒空隙里空气的极少部分会在压力作用下溶于水中,大部分空气被排出土外,而土粒在外力作用下则不断靠拢,重新排列成密实的新结构。土的内摩擦力和粘结力也不断增加,于是就相应地提高了土的强度,同时降低了土的渗透性。,目前国内路基检测方法,灌砂法:称量次数多,测试速度慢;(规范中一直沿用的是灌砂法)环刀法:破损检测,取样必须碾压层中间;核子密度仪法:需要打试洞,结构遭到破坏;蜡封法:设备复杂,操作烦琐,密度计算复杂;灌水法:水面目测不准,水的密度随温度发生变化;气囊法:设备复杂,操作烦琐,计算复杂;瑞雷波检测压实度:检测设备特殊,数据处理复杂;瞬态冲击法测压实度:数据处理的精确度难以保证;探地雷达测
10、压实度:设备昂贵,建立合理的介电常数模型,现场密度试验方法,路基模量确定方法概况,刚性承载板法:人员多,速度慢CBR法:与实际的路基受力状态不符 室内三轴试验测定法:试验复杂,难与实际相符 室内承载板法:试验复杂,结果需要修正弯沉测定法:传统设备难到位 路表弯沉盆反算法:设备难到位查表法:难与实际情况相吻合轮板对比法:经验公式难统一,3、稳定土压实质量控制方法,在路基工程施工过程中,对路基压实质量的检测,国内外普遍采用以Proctor压实理论为基础的密度检测法,限于测路基土的干密度和含水量指标。随着公路工程建设发展,从提高土体强度、增加其稳定性和抵抗变形的能力来说,研制了新的检测手段,主要有K
11、30平板载荷试验法、FWD法、贯入仪法等。从目前路基检测的趋势来看,路基压实质量检测要求简单快速,易于操作,检测不仅要满足压实度的要求,还要能体现出路基的力学性能指标。,在路面结构层的无损测试中,土基,基层和沥青混凝土面层的力学特性通常由现场测量回弹弯沉值,然后利用弹性半空间体等理论体系的力学模型计算路面结构层的弹性模量。利用路面结构层回弹弯沉值计算路面结构层弹性模量的力学特性是所有无损检测仪器的检测、评价路面结构层的基础。它可以在较短的时间内完成对路面结构层的评价,为路面施工或设计做指导。使用以震动或脉冲力为动力源的动态加载设备能够较好的模拟行车荷载的作用,作为路面无破损检测仪器是当前研究的
12、方向。,目前,利用脉冲式动力弯沉仪测量弯沉进行的路面弹性模量的反演在路面结构层评价中在国外已经得到广泛认可。便携式弯沉仪逐渐显示出它的优势。这类仪器因为可以手持式操作,使用很方便。当前便携式仪器主要可以分为以下三种类型:基于震动式的仪器,例如 震动式弯沉仪 Humboldt GEOGAUGE;基于脉冲动力的仪器,例如 手持式落锤弯沉仪(PFWD)PRIMA100和LOADMAN;基于面层波波段分析的仪器(SASW),例如 手持震动式道路分析仪(PSPA)“Dirt”SPA(D-PSA)和Olson SASW2G。,手持落锤式弯沉仪(PFWD)又称便携式落锤弯沉仪(PFWD:Portable F
13、alling Weight Deflectometer),是在落锤式弯沉仪的基础上发展起来的,是一种新的用于确定路基承载能力的检测设备,可直接获得路基的动态弹性模量。具有操作安全可靠、测试数据精确度高、携带方便、测试速度快捷等优点,特别是对于路基施工过程质量控制具有更强的适用性。可以评价碎(砾)石土的路基强度,还可以用来间接地评价路基的压实程度。,土或路面材料的单位体积质量或固体体积率可用来表示它的密实度大小。这个单位体积质量通常称为密度。土或路面材料的湿密度,式中:土或路面材料的湿密度,V 土或路面材料的体积。,4、压实度“超百”分析与研究,干密度:,式中:W 土或路面材料的含水量,,压实度
14、是实测干密度和标准最大干密度之比,就是依据路基土的密度来评价路基土的压实质量。压实度的计算公式:,影响路基压实的因素:1)含水量对路基压实的影响;2)击实功对路基压实的影响;3)压实机械对路基压实的影响;4)碾压层的厚度和碾压遍数对压实度影响;5)其他因素对压实度影响。,我国现行的高速公路路基压实标准制定于八十年代,这在当时交通量低,车载轻的情况下是能够满足道路使用要求的。我国1982年开始确定在高等级公路中使用重型击实标准,当时压实机械还都是静力压路机和小吨位的振动压路机。压路机的吨位也已比当时大大提高了,现在振动压路机已大范围的使用。2003年振动压路机已占据了压路机总产量70%以上,在振
15、动压路机中,10-20t机型的产量占75%-80%。最新的宝马智能压路机已经达到40t,6t以下的压路机已很少使用。国家现行路基击实度标准与现行压实机械已不很匹配。,标准干密度的确定方法,击实试验法;1)调整现场测得的密实度;2)调整室内所得最大(标准)干密度;3)筛除替代法;试验路法;固体体积法。,压实度“超百”原因分析:压实度“超百”主要发生在粗粒土或中粒土,部分细粒土也存在这种现象;击实标准偏低,现场采用的碾压机械吨位过大,使得压实程度偏高;击实试验不标准,现场土层中含有过多的超粒径颗粒,使得现场测试的密度过大;,试验设计针对稳定土压实度在检查中不断有“超百”现象2004年8月10月在郑
16、州西南绕城高速公路G310互通式立交匝道上BK0+136.54-226.429、CK0+000-158.46两段上分别做了4%水泥稳定土,8%石灰稳定土的试验段;历时二个月,经过不同时间的检测,观察压实度变化情况。,增大击实功的压实试验研究,室内试验 室内试验主要是最大干密度和最佳含水量的击实试验。影响最大干密度的因素很多,比如土的类型、粒径、含水量、击实功等。项目主要采用改变击实次数的方式增加击实功的方法。,击实功试验试验数据,含超粒径稳定土的“超百”试验研究,1.取代表性土样风干后做素土标准击实,4%水泥标准击实、8%石灰土标准击实,对土样进行颗粒分析,所有土样风干后,过5mm筛后再作标准
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 稳定 实质 控制 研究 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5444931.html