第一篇:沥青砼路面中农村油路病害防治的作用论文
摘要:从农村公路的使用现状、出现病害的主要原因及病害的具体表现几方面,对当前在农村道路维修中使用较多的单层结构沥青路面施工技术进行分析。
关键词:单层沥青路面;油路病害防治;分析
1农村油路病害介绍
1.1病害定义
农村公路作为国家交通系统的重要组成部分,其主要包括县道、乡道和村道等部分,在使用过程中农村公路链接着周边的乡镇和旅游景点,直接提升了农村居民的生活条件和经济发展情况,是提高农村人民出行以及物流行业发展的重要基础设施。但是,农村一旦地理条件较为偏僻,乡村公路作为直接裸露的设施,在实际使用过程中会受到周边环境和气候的影响,且公路的结构设计情况以及交通情况会影响路面的实际使用寿命,导致路面出现多种病害,极大影响了路面的使用质量。当前在道路使用中存在的病害主要包括:坑槽、搓板、网裂、龟裂、松散等多种病害的形式。网裂是指在路面上存在不小于1mm的裂缝,其面积不小于1m2。龟裂是指路面上出现多条不小于3mm的块状不规则裂缝。松散是指路面结合料和集料等存在质量问题,导致使用中失去黏结力进而造成路面的结构松散。坑槽是指在路面使用的出现坑洼破坏。翻浆指路面的硬度不足,在湿软之后出现泥浆冒出的现象。
1.2病害的形成原因
在农村公路的施工过程中由于工程资金限制和施工环境的影响导致道路施工的设计质量不高、设计标准较低以及施工管理不严格的问题,导致最终的路面建设质量受到影响。同时,在工程完工之后由于气候环境等的影响使得后续的养护工作进行质量不佳,导致在路面的使用中出现多种病害。在农村公路的使用中,产生路面病害的原因各有不同。首先,路面裂缝出现的原因主要是道路的的路基和基层结构在气温较低时会发生冻胀,使得路面出现裂缝和网裂病害,随着气温的下降,裂缝范围会逐渐扩大,逐渐影响路面的使用。其次,坑槽病害出现的原因包括三点:第一,施工中路基的处理质量不佳,道路排水系统设计质量不高,使得在降雨天气路面积水严重,引起路面开裂。第二,在施工中路面层的厚度不足,导致使用中负载对于路基有较大的压力,造成路面开裂。第三,在道路使用出现病害时未进行及时的养护,导致病害逐渐扩大,影响路面的使用。
2单层结构沥青砼路面施工在道路病害控制中的作用
2.1旧水泥砼路面的处理
在进行沥青混凝土的加铺之前首先要进行的是对原先旧路面的处理。在旧路面的修复中,施工人员先要对原有路面进行损坏情况的评估,以确定修复工程技术和材料使用量。在路面损毁情况的评估中,评估人员主要是针对路面的混凝土板的断板率和平均错台两个指标,将路面划分为不同的等级。根据道路等级的评定来确定施工加铺中沥青层的施工工艺和加铺层的厚度。由于路面病害的存在,农村水泥路面的平整度等性质都受到较大的影响。旧的水泥砼路面作为加铺单层沥青砼的基础,在施工之前需要对其结构强度进行加强,保障加铺层具有稳定的基层结构,提升稳定性。一般施工过程中常通过如下的技术来对旧有路面进行处理:第一,更换出现病害的路面水泥砼板,保证路面平整性。第二,对于路面上错位的水泥板块和唧泥,技术人员需要对其进行压浆处理,保证其稳定性,并对错位的板块进行磨平处理,提升平整度。第三,在多唧泥路段增设多孔砼盲沟,保证加铺施工可以正常进行。
2.2处理路面裂缝
裂缝的预防和修补中,施工人员要保证原料的质量。原料在施工准备阶段,如搅拌不均匀或是水泥的搅拌过程中未按顺序进行均匀的搅拌,就会引起路面在硬化阶段的收缩不均匀,内外应力的作用之下,极易造成路面产生断裂,影响水泥砼路面的强度和质量。除此之外,水泥的配比中水分的含量太大,也会影响水泥砼配比的准确性,影响路面的硬化过程。同时,在设计策划阶段,建设部门就应当考虑多方面影响路面断裂的因素,尽量完善设计内容,减少策划上的遗漏,在满足施工要求的同时兼顾路面质量。过多的大吨位车辆就要求路面设计的工程师注意公路的最大负载,并在满足最大负载的前提之下,保证路面的质量。
2.3路面接缝处理
接缝包括旧板的纵横结构缝都是水泥砼路面的薄弱环节,也是加铺后易产生反射裂缝的位置,因此必须做好接缝的处治工作。部分路面可以采用玻纤格栅作为预防反射裂缝的处治措施。具体工艺为对水泥板接缝清缝后进行热改性沥青灌缝后,跨缝设置1m宽玻纤格栅。
2.4层间粘结和表面处理
罩面层与原水泥砼板的层间处理是影响罩面层耐久性的关键技术之一。一般常规层间处治采用热改性沥青碎石粘结层,病害路段白加黑罩面层间粘结采用高粘度改性沥青防水粘结层进行处治,施工时使用全自动高智能沥青洒布车施工,洒布量按1.8kg/m2控制,再撒S12(筛除4.75mm以下部分)的预拌沥青碎石,约为3.5kg/m2,覆盖率占60%,以施工不粘轮为宜,局部撒布过多的石料人工清除。
2.5质量控制
PG82-10改性沥青是单层罩面所使用的重要原材料之一,其品质直接影响到沥青混合料的罩面质量,是原材料质量控制的关键材料。因此必须对沥青的出厂与封罐做好跟踪工作,使用前按进场批次及数量进行检测,并适当提高检验频率,以确保其品质符合沥青PG分级的质量要求。通过测试沥青粘温曲线及试验路的检验总结,确定了PG82-10沥青的施工温度及摊铺碾压工艺如下:矿料的加热温度为190~210℃,改性沥青的加热温度为165~170℃,成品料的生产温度为175~185℃,摊铺采用2台ABG8620摊铺机按4.75m+6.5m摊铺宽度组合成梯队同步摊铺;混合料到场温度175~185℃,摊铺速度根据拌和楼的产量控制在3m/min。摊铺过程中保持匀速、不间断,混合料无离析现象,摊铺系数为1.28,随时检查混合料松铺厚度,摊铺后采用钢轮初压1遍,复压用钢轮振动碾压3遍,再用胶轮碾压3遍,最后用钢轮终压1遍收面。
2.6检测
施工完成后,对路面进行了压实度、平整度、渗水及抗滑等主要技术指标检测。压实度。共取芯38个,路面压实度均满足设计要求,最大理论密度压实度平均值为94.8%,合格率为100%。平整度。对加铺沥青混凝土路面行车道的平整度检测采用多功能数据采集车所配备的激光平整度仪进行检测,连续平整度检测统计计算区间按照每100m为一个计算长度,计为一个实测点,共检测495个测点,检测IRI平均值为1.58,满足小于2的规范要求渗水系数采用路面渗水仪进行检测,在检测路段行车道沥青路面上进行,共检测348处,渗水系数平均值为31.8ml/min,满足小于80ml/min的设计要求。分析农村公路沥青路面的病害产生原因,主要影响因素有交通量大、设计不足、地质环境等,表现出来的形态和特征主要为:坑槽、搓板、壅包、网裂、龟裂、松散等。基层公路养护管理者要不断提高专业技术水平,认真分析不同季节、不同情况的养护病害问题,采取高效的措施。
参考文献
[1]JTJ073-96,公路养护技术规范[S].
[2]JTGF40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[3]JTJ073.1-2001,公路沥青混凝土路面养护技术规范[S].
第二篇:沥青混凝土路面病害防治措施
沥青混凝土路面病害防治措施
第一节 沥青路面病害定义及分类分级
一、沥青混凝土路面破损定义
沥青路面病害的类型主要有坑槽、松散、拥包、翻浆、沉陷、泛油、车辙、网裂、龟裂等,根据交通部《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ 073.2—2001)中规定,各种沥青路面病害定义如下:
1坑槽:路面破坏成坑洼状,平均深度大于1cm,面积在30cm2以上。2松散:路面结合料失去粘结力,集料松动,面积在0.05m2以上。3拥包:路面局部隆起,平均高度在1.0 cm以上。4翻浆:路面、路基湿软出现弹簧、破裂、冒浆现象。
5沉陷:路面、路基有变形,路面下凹,平均深度在1.5 cm以上。6泛油:高温季节路面沥青被挤出,表面形成薄油层,行车出现轮迹。7车辙:路面上沿行车轮迹产生,深度在1.0 cm以上的纵向带状凹槽。
8龟裂:缝宽3 mm以上或缝距10cm以内,面积在1 m2以上的块状不规则裂缝。9网裂:缝宽1 mm以上或缝距40 cm以内,面积在1 m2以上的网状裂缝。
二、沥青路面破损分类分级
沥青路面破损受到路面类型、环境因素、地理位置、气象条件、交通荷载、材料条件、排水条件、施工条件、管理水平等因素的影响,病害产生的破坏机理和发生原因也不尽相同,有时是一种因素作用的结果,有时是多种因素共同作用的结果。从总体上讲路面破损分为二大类:结构性破损和功能性破损。
三、高速公路沥青路面破损分析
(一)、结构性破损
结构性破损是由于路面各层或某一层的承载能力降低引起的,对于半刚性路面的结构破坏通常是由于整体性半刚性材料层底面拉应力超过容许值产生的,其结构层底面拉应力引起的疲劳破坏首先从底基层底面开始,并逐渐向上延伸,接着半刚性基层产生疲劳破坏,反映在沥青表面层上往往是裂缝的产生,特别是横向裂缝,最后导致整个路面结构层结构性破坏。
1、局部裂缝:局部裂缝一般是路面使用3-5年后发生的,其表现多是细线状裂缝,引起局部裂缝的原因可归纳为基层或路基的压实度不均匀、施工质量控制不严格及局部材料质量等问题。严重的局部性裂缝将导致结构性的破坏。
2、车辙:车辙是在道路横断面上由于车辆轮胎反复行使久而久之产生的一种路面沉陷现象。产生车辙的原因可归纳为重载交通的作用、渠化交通和路面材料质量低下等。
3、桥头跳车:桥头跳车现象发生在桥和涵洞等构造物与路面交接的部位,是由于路面材料压实不均匀而产生的与构造物间的高差所致。
4、剥落、松散和坑槽:由于沥青混合物骨料和沥青粘结性下降产生的骨料松散、脱落、严重的将形成坑洞。导致这一现象的原因是骨料质量差和混合物浸水分离。
5、刨光:刨光是路表面材料光滑,轮胎走过时易于滑动的现象。导致这一现象的原因是混合物的质量不佳及碾压不足。
6、波浪、拥包和泛油:波浪是沿道路纵向形成的一种波长较短振幅较大的凹凸现象。拥包是表面的局部隆起。泛油则是路面上发生沥青浸出的现象,由于沥青浸出表面层降低了路面的抗滑性能,导致这一现象的原因是沥青材料质量差和施工控制不良。
7、修补:修补不良也是一种破损。修补后的路面由于与原路面存在结构材料差异而衔接不良。修补后往往会导致路面的不平整。
8、路面透水
雨水或雪水沿着路面孔隙、横向裂缝、纵向裂缝逐渐渗入路面内部,在车辆荷载及冻融作用下,再加上沥青老化,沥青与骨料间的裹附能力降低,造成路面松散、翻浆坑槽等病害,影响道路的正常运行。
(二)、功能性破损
功能性破损是由于路面提供给道路用户的服务功能下降引起的,反映在路面上则是平整度降低和车辙的加深,影响高速行车的安全性和舒适性。
1、横向裂缝:横向裂缝常在温度变化大的地区发生,由于路面温度收缩产生纵向近似等间距的横向裂缝。横向裂缝一般贯通整个宽度,纵向间距受到路面结构物材料、地区温差不同的影响约为5m—50m不等。
2、纵向裂缝:沿路面行车方向产生的长裂缝,纵向裂缝常以单条裂缝出现,温度和路基出现不均匀沉陷是产生纵向裂缝的重要原因。
3、龟裂:路面由于压实不足,路基下沉等原因产生的小网格式的网状裂缝。由于其形状像乌龟背壳,故称为龟裂。
4、块裂:路面上产生的不规则的大网格式网状裂缝。
第二节 高速公路沥青路面病害及病害原因分析
一 裂缝病害及裂缝产生原因分析 沥青路面出现裂缝的原因和裂缝出现的形式多种多样。影响里路面产生裂缝的主要因素有:沥青质量、沥青混合料性质、基层材料性质、气候条件、交通量变化、通行车辆类型变化以及施工质量的影响等。
沥青路面出现裂缝的主要形式为:纵向裂缝、横向裂缝以及网裂、龟裂等不规则裂缝。
1、横向裂缝
横向裂缝是沥青路面病害的常见病害之一。导致路面裂缝的原因多种多样,主要有温度变化、地基变形、半刚性基层材料自身原因造成的温度反射裂缝、行车荷载、疲劳裂缝等因素。从横向裂缝的表现形式主要分为以下几种。
(1)低温横向裂缝。就沥青混凝土自身材料性质而言,沥青混凝土是一种热胀冷缩型材料,其温度收缩系数为25×10–6~40×10–6,在较高温度下具有良好的应力吸收功能。但在冬季,一次较大的温度变化产生的拉应力可能达到300×10–6~500×10–6之间,此种收缩变化已远远超出沥青混凝土的极限拉应力,从而,在沥青面层薄弱处就会产生裂缝,薄弱处越多,产生的横向低温裂缝就越多。
(2)温度疲劳裂缝。由于环境气温反复升降,特别是我国北方地区,冬夏温差变化较大,在**、**地区,在沥青面层中产生温度应力,温度应力的反复作用使沥青面层产生温度疲劳裂缝。
(3)反射裂缝。高速公路路面基层如果采用半刚性基层材料,半刚性基层成型后明显或隐约存在裂缝,基层裂缝间距一般在15~30m。在行车荷载的作用下,特别是超重车辆车辆较多的情况下,半刚性基层底部产生过大的拉应力,导致基层开裂。随着荷载的反复作用,裂缝会逐渐扩展到沥青面层。反射裂缝一般会贯穿路面半幅全宽范围,在高速公路上此种横向裂缝有规律大致等距离分布,只是产生的距离有远有近,一般间距为150~200。
(4)桥头路基不均匀沉陷出现的裂缝。由于桥头路基填土压实度不够以及对原地基未做适当处理,使邻接构造物的路面明显出现不均匀下沉,沉降引起的沿桥涵台背方向的横向裂缝。裂缝出现的早晚主要取决于地基的施工质量、填土高度、压实度及交通量等因素。
(5)其它原因造成的裂缝主要有路面施工工作接缝开裂,桥面铺装水泥混凝土纵缝质量不好而引起的开裂等。
2、纵向裂缝
沥青路面产生纵向裂缝主要有路基填筑质量、通车后地基的整体稳定性、路基填料本身原因等原因。
(1)路基填料采用开山出来的炮渣材料,填料颗粒粒径较大,压实度不易控制,虽然采取开台阶等一系列施工措施,仍没有能够保证足够的施工质量。此为典型的路基损坏造成的沥青路面开裂现象。
(2)高填方路基段落,路基施工质量控制不严而造成路基失稳,从而引起路基的不均匀沉降,同样为路基损坏造成的沥青路面开裂。
(3)由于路基填方材料的不均匀性,影响了路基的整体性能。雨季两侧边沟积水的情况下,对外侧路基浸泡使粘土地基和路基含水量相对长时间处于饱和状态,造成地基承载力下降,路基整体强度降低,在重车荷载的反复作用下,产生路面纵向开裂。此类裂缝的位置通常处于外侧行车带附近,在雨季后开始出现轻微
裂缝,随着冬季温度的下降,在温度应力作用下裂缝继续发展,经过几年的行车碾压和温度变化,裂缝逐渐加宽并且贯通。
(4)当沥青路面出现轻微裂缝或其它原因引起沥青表面的自由水进入路面基层,特别是半刚性基层材料,水份不能够及时派出,经过长时间的重车行车碾压,再加上半刚性基层施工时施工接缝处理不当,在基层的施工工作接缝薄弱环节上就容易产生纵向裂缝,从而反射到沥青路面的表面层上,出现连续有规则的纵向裂缝。此类裂缝的发生需要较长时间的发展,一般在通车后几年后才能反映出来。
3、不规则裂缝
高速公路沥青路面表面或早或迟都会出现局部小块的形变,形成网裂、龟裂、块裂等不规则裂缝,并且通常伴有盆状或槽状沉陷。产生不规则裂缝的主要原因有:
(1)半刚性材料层之间或半刚性层下下部有一定厚度的素土夹层。素土夹层遇水潮湿后,使路面承载能力下降,载重车辆通过时容易产生―弹簧‖现象,经过不断的拉伸变化,从而引起沥青面层混凝土产生疲劳破坏,在薄弱表面容易产生不规则裂缝。
(2)半刚性基层厚度不足,而其下底基层又不是半刚性材料的路面结构,特别是在路基压实度不够或承载能力降低的情况下,也会产生不规则裂缝。
(3)在沥青面层混凝土施工中,沥青混合料在间歇式拌合即拌的时间过长,拌合温度过高或贮存时间过长,都会使沥青混合料中的沥青氧化变硬,造成沥青对拉应变特别敏感,一但在行车荷载的作用下拉应变超过了沥青混凝土的抗拉能力,就会产生不规则裂缝。
(4)基层施工质量不好,基层在施工时混合料拌和不够均匀,混合料级配、含水量、厚度和压实度不均匀,表面不平整,集料离析等因素造成基层整体不均匀性较大,在行车道上经过重车荷载的不断碾压,在基层的薄弱处逐渐反映到沥青面层上来,出现带有伴有盆状或槽状沉陷的不规则裂缝。
二、水损坏病害及水损坏产生原因分析
(一)、水损坏主要表现形式
水损坏的范畴较宽,一般认为只要是路面结构层透入水后使路面产生的早期破坏现象,都可称为水损坏。从表现形式上水损坏有:自上而下的水损坏,通过动水压力作用,水使沥青膜从集料表面脱落,失去附着力的过程,表现为松散、脱落、掉粒、坑槽。自下而上的水损坏,水分通过各种途径进入路面结构层内部,对沥青层内部或半刚性基层造成冲刷,沥青混合料在水的作用下油石剥离,沥青路面结构层强度降低,半刚性基层受水侵蚀后水稳定性减少,半刚性基层承载能力降低。表现为唧浆、裂缝、网
裂和坑洞等。
1、松散:松散是沥青与集料粘附性差导致的混合料水稳定性不足,集料由于丧失相互间的粘结而逐渐酥软直至松垮并逐渐流失,表现为麻面或大小不一的坑洞。松散的发生往往是在某个水稳定性不足的沥青结构层整体性发生,尤其是表面层,长期暴露于自然环境中,并经受车辆荷载的反复作用,极易引发沥青剥落而松散。
2、网裂:一般认为路面轮迹带产生的网裂是路面结构承载能力不足的标志,说明路面产生了荷载型的结构破坏。由于水损坏造成的网裂一般是由于水分在路面结构中从下向上作用,造成了沥青面层内部混合料的剥落、松散,或基层混合料的冲刷、脱空,在行车荷载的作用下导致沥青面层混合料产生龟裂,进一步发展的结果就是坑洞和沉陷。
3、唧浆:外界水不断渗入并积存于基层顶面,基层结合料在水的浸泡下形成泥浆或灰浆,行车荷载的反复挤压和泵吸作用下,从裂隙中冒出来,这种现象称为唧浆。产生唧浆必须要有水进入和灰浆挤出的通道,唧浆现象中,水侵入路面结构内部的途径大多是路面上已经出现的裂缝,同时,强大的有压水通过沥青层的空隙也能穿透结构完整的沥青面层,松散严重而未产生裂缝的路面也有灰浆出现。
4、坑槽:坑槽根据面积大小可以分为点状坑槽和块状坑槽,是沥青面层松散深度和面积不断加大,水损坏发展到后期产生的现象,是唧浆进一步发展的结果。
5、沉陷:水损坏引起的沉陷一般与唧浆现象同步发生。随唧浆的发展,基层结合料不断地被溶蚀并挤压到路表,造成基层顶面的不断脱空,沥青面层也就随着这种基层材料的流失不断下陷;沉陷变形过大导致沥青面层开裂,水侵入路面的途径更加通畅,使唧浆现象更加恶化,形成恶性循环。在沉陷位置钻芯取样时,有些芯样面层已经碎裂,有些表面层比较完整,但中下面层已经全部松散和剥落了。
6、伴随裂缝的水损坏现象:裂缝类病害加剧了路面的破坏。裂缝打通了水分进入路面结构的通道,在动水压力下一部分水分沿着路面的薄弱面进入路面体系中,反复的动水压力下导致路面唧泥从而产生内部更大的损坏。在调查中发现,由于温度造成的横向裂缝是不可避免的,该类裂缝如未得到及时的处理,往往在行车道轮迹带部位出现沉陷、网裂、唧浆现象。
(二)、水损害产生原因分析
无论是何种级配的路面结构层,降水进入沥青面层后,根据水滞留的位置不同,在大量高速行驶的 车辆,特别是重型货车作用下,可以产生不同的水破坏现象。
1、表面层产生坑洞
表面层为半开级配沥青混凝土的空隙率较大或者由于密实性沥青混凝土的压实度不够和不均匀性较大,以及局部小面积的实际空隙率较大,在雨雪过程中,水渗入表面层,在中面层为Ⅰ型密实性且空隙率较小的情况下,雨水渗入的速度减慢,从而造成水分滞留于表面层于中面层之间和表面层的沥青混凝土孔隙中,在大量行车荷载的作用下,每次产生的动水压力使沥青从碎石表面逐渐剥落下来,并且剥落是从表面层的底面开始逐渐向上扩展,一但下部较大的碎石上的沥青被剥落下来,下部沥青混凝土就失去强度,在重型车辆车轮碾压时形成的真空吸力带走,从而形成坑洞,由于沥青混凝土施工时的不均匀性,坑洞总是在沥青混凝土空隙率较大的部位产生,因此,坑洞的分布都是一个一个孤立存在的。即使是采用SBS改性沥青的SMA路段也难免存在沥青混凝土的不均匀性,由于上述原因产生坑洞,只是相对AC型沥青混凝土或SAC型沥青路面,坑洞要少得多。所以,只要有自由水侵入并滞留在沥青混凝土的孔隙中,无论是传统的沥青混凝土,还是改性沥青或填加抗剥落剂的沥青混凝土,在大量行车作用下,都会产生沥青剥落现象和坑洞,此类型坑洞由于只发生在表面层,往往发生面积较小。
2、表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变。
当表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混凝土,而底面层为空隙率较小的密实沥青混凝土时,或者由于降水时间较长,即使是密实性沥青混凝土面层,由于沥青混凝土的不均匀性或者局部小面积的沥青混凝土的实际空隙率较大,自由水也能逐渐渗入到表面层和中面层,滞留于中面层和底面层之间或存在于表面层和中面层的空隙当中,在车辆真空吸力的作用下,使表面层和中面层中部分碎石上的沥青剥落,从而产生两层的坑洞或者表面层产生网裂、沉陷和向外拖移。一但产生坑洞,水会继续向
坑洞渗入,如不及时修补,将会形成更为严重的病害,并加快病害发展的趋势。
3、路面出现唧浆、网裂、坑洞
水透过沥青面层,滞留在面层与上基层之间或存在于整个沥青面层中,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的动水压力并冲刷基层混合料表面,从而造成细料流失,在水的存在下,形成白色灰浆。灰浆又被车辆反复抽吸、压挤,从而通过沥青路面出现的各种形状不
一、宽窄不同的裂缝处,或其它细小薄弱处到达路的表面。一但灰浆被唧出,该处就可能会产生坑洞、网裂、形变和沉陷,在反复降水过程中,水份就更容易渗入路面,并产生恶性循环,最终导致路面发生水损坏。相对而言,唧浆是京秦高
速公路发生的最为普遍,数量也最多的一种病害,也是较难进行防治的一种病害。
第三篇:沥青混凝土路面病害的成因和防治措施分析
沥青混凝土路面病害的成因和防治措施分析
作者:崔静、于飞、倪伟、王召华摘要: 文章对沥青路面早期病害出现原因进行了 分析,根据自己的工作经验并针对其产生的原因提出了一些如何预防的措施,供广大工程技术人员 参考。关键词: 沥青路面;工程病害;防治1.前言 目前,随着道路 交通 量日益增大,使道路路面面临严峻的考验,很多沥青路面均表现出一定的早期破坏,沥青混凝土路面最常见的病害现象有:裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等,这些病害是道路工程质量的通病,严重 影响 道路的正常使用。文章就以上几种常见病害的成因进行分析,针对公路沥青路面几种常见病害的产生机理,提出防治病害产生的建议,并给出其整治 方法。2.病害出现原因分析 2.1原材料的影响(1)矿料:设计好的沥青混合料首先应认真抓好矿质原材料的选材,严格控制矿质原材料备料质量。目前,市场上供应水泥砼用或建筑用集料多采用传统小型锷式破碎机生产,加工的碎石针片状含量大,级配和材料均匀性差,采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。(2)沥青:各地根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号,并使用优质的沥青,对预防沥青路面早期
出现车辙,有效防止路面开裂,保证路面有较好的抗疲劳破坏能力具有重要的意义。2.2车辆超载的影响随着我国 经济 的迅速 发展,某些部门仅从自身利益出发,车辆超载严重,甚至达到了令人无法想象的程度。严重超载是造成早期破坏的主要原因之一。2.3路基施工缺陷的影响有些道路早期破坏与路基施工质量有关,特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑密实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。2.4施工因素的影响2.4.1沥青砼配合比设计存在的 问题 沥青混合料的配合比不合理,如:油石比较大,已铺筑的路面会产生拥包和泛油;油石比较小,路面会出现松散;矿料的质量不好,集料的压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,使路面混合料的稳定度降低,容易出现路面的各种病害。2.4.2沥青砼拌合的控制拌和设备出现意外情况:刚开炉,料温低、含水量大时,会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时,造成骨料级配发生较大变化;有时也会出现花白料,使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化,不能保证沥青混凝土摊铺质量;拌和能力过小,出现停工待料状况,使接头处温度降低,出现温度差,形成一个个坎,当运输设备不配套或司机技术较差时,会撞击摊铺机,使机身后移,形成台阶。2.4.3沥青砼的摊铺及压实摊铺机是沥青路面面层施工的主要机具设备,其本身的性能及
操作对摊铺平整度影响很大。目前在国内问题比较大,有些交通部门摊铺设备落后,摊铺面过窄,没有自动找平系统,完全凭经验、凭操作人员的感觉进行施工,甚至有些高速公路要求全断面摊铺,只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝。由于摊铺断面宽,沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析。沥青面层铺筑后的碾压对平整度有着重要影响,选择碾压机具、碾压温度、速度、路线、次序等部关系着路面面层的平整度。2.5养护与管理路面早期养护措施不及时、不完善等也是干线公路沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆进入干线公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。3.路面病害的防治措施 3.1原材料质量控制(1)沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下,可在沥青中掺加各种类型的改性剂,以提高基性能指标。(2)集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。(3)混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。(4)混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计,根据当地的气候条件和 交通 情况做具体 分析,尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考
虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(sMA):第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。3.2优化设计提高长期使用性能的重点应该从优化结构组合设计,按每一条路的实际情况得到的数据去设计路面面层,这样的数据才能更合理、更适合。对各油面层沥青混合料进行优化设计,矿质混合料设计时应采用骨架密实结构,最佳沥青用量应根据不同层位油面层需要的功能谨慎选定。为提高沥青路面的高温稳定性,江西地区施工采用的沥青用量应按最佳沥青用量OAC降低0.1%-0.3%选用,中、下油面层宜取低限。重载道路或高速公路沥青路面建议对中、上面层使用沥青进行SBS改性。3.3路基的强度首先压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最 经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制。使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的 影响,每层的松铺厚度不应大于30Cm.必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。3.4施工过程中质量的控制(1)沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外,透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。(2)在沥青混合料配合比设计上要特别重视。(3)沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。(4)摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。4.结束语 路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,各级交通管理部门都应引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。参考 文献 : [1] 中国 公路,2006.10,ISSN1006-3897.[2]李世华。道路桥梁维修手册,中国建筑 工业 出版社,2003.[3]张登良。沥青路面工程手册,人民交通出版社,2003.[4]沈金安。沥青及沥青混合料路用性能,人民交通出版社,2003.5
第四篇:物理演示实验在农村初级中学物理教学中的作用(论文)
题目:论文物理演示实验在农村初级中学物理教学中的作用
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2012年12月9日
物理演示实验在农村初级中学物理教学中的作用
[摘要] 实验既是学生学好物理的基本方法,又是是培养学生多种能力的重要途径,同时对培养学生实事求是的科学态度、引起学习兴趣都有不可替代的作用。在农村学校物理教学中,由于学校条件、教学资源、教学环境的制约,学生实验无法进行时,演示实验起着更重要的作用。
[关键词] 物理教学演示实验学习兴趣实验作用
正文
物理是一门以实验为基础的自然科学,人们在大量实验的基础上观察、总结物理现象,抽象出一系列的物理概念和规律,并把概念、规律和图景联系起来,了解它们的物理意义。演示实验是物理教学的一个重要组成部分,它是指课堂上由老师操作表演、或者在教师的指导下让学生上讲台进行操作的实验。通过实验建立学生对课堂讲授内容的感性认识,增强学生对学习内容的理解和记忆,提高教学效果;开发学生智力,训练学生的实验技能,培养学生分析、解决问题的能力和研究创新的能力。中学物理课堂教学改革的一个重要突破就是加强物理实验教学。初中物理实验在教学中具有不可替代的作用。但是,实验教学受学校条件、教学资源、教学环境等影响,特别是在农村学校条件较差、教学资源不足、教学环境不理想等,很多学生实验无法进行时,演示实验在教学中发挥着更重要的作用。
(一)、充分调动学生学习兴趣,活跃课堂气氛。
课堂演示实验教学通过看得见、感受得到的现象,使学生在良好的情绪状态中学习,很容易调动学生的学习兴趣。在良好的学习氛围中,学生由被动学习变为主动学习,由“要我学”转变为“我要学”。兴趣是学习最好的老师,学生的学习积极性一旦被调动,接受知识的能力就会大大提高。例如让学生观察“纸片托起一杯水”、“瓶吞鸡蛋”、“喷泉实验”、“冷水使热水沸腾”、“放大镜并不总起放大作用”、“塑料捆扎绳越捋越散开”等实验,常常会出乎他们的意料,使他们兴趣盎然,很容易唤起他们的好奇心,激发他们的求知欲望,使他们觉得物理是有趣的,从而激发学生的对物理学习兴趣,增强学好物理的信心。
(二)、加快学习速度,提高学习效率。
科学研究表明,人们从语言形式获得的知识大约能够记忆15%,而同时运用视觉、听觉则可接受知识的65%左右。演示实验所用的仪器可见度大,便于学生观察仪器的外
形、构造特点及其仪表的刻度,仪器装配和布局也一目了然,美感性强。操作过程直接了当,不转弯抹角,实验现象清晰明了,使学生观察后能留下深刻的印象。例如:演示阿基米德原理实验,将溢水杯溢出的水接收直接用自重可以忽略的轻质塑料袋,实验教学效果直观、明显。因此,通过课堂演示实验讲授物理学知识,能使学生的学习走近路,走直路,用较少的时间获得更多的知识,从而,加快学习速度,提高学习效率。
(三)传授学生物理实验技能和实验方法。
在进行演示实验教学中,根据教学目的,要求教师向学生介绍有关演示实验的思路、设计方法、实验设备、实验仪器的使用、实验过程以及实验注意事项等方面的知识,并能对实验结果进行科学地分析和说明。通过演示实验教学,学生可以初步了解和掌握物理学科学实验的基本思路、基本技能和基本方法,为学生今后从事物理科学事业奠定一定的基础。正由于演示实验有其重要的作用,因此,教师在进行演示实验教学中应当注意实验操作的规范性(甚至一个微小的动作)、实验结果的准确性和实验的全局性。为此,教师应备好每一个演示实验,不可忽略每一细节,力争做到实验准确无误,授以学生科学的知识和实验技能。
由于演示实验在教学中具有着重要的作用,初中生的心理特点和物理的学科特点以及农村学校条件差教学资源不足等决定了物理教学中必须加强演示实验教学。初中学生思维正处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段,其中形象思维仍起重要作用,抽象思维正在发展。在很大程度上,学生仍习惯于靠经验材料判断分析事物,不善于从理论上进行推导。心理学研究表明:人们认识事物存在着知觉优先的倾向。这就要求教师必须给学生提供足够的感性材料和活动机会,加强演示实验。
初中生的心理的另一个特点是好奇心强,喜欢探索自然的奥妙,兴趣广泛、强烈,但缺乏深度和稳定性。如果在教学中不失时机地进行实验就可以激发学生的好奇心,培养探索自然的兴趣和献身科学的精神。例如:在大气压一节的教学中,首先演示母子管实验,在大试管中注入水,将略小的试管放入大试管水中,然后提问:若手拿大试管倒置,小试管如何?绝大多数学生认为小试管会受重力而掉下。然后实验,学生惊奇的发现小试管不但没有掉下,反而在滴下水的同时,缓缓上升,感到疑惑不解,教师及时点拨:是什么使得试管缓缓上升的呢?是大气压。学习了大气压这节课我们就可以解释这一现象。一个有趣的实验,激发了学生的兴趣,整堂课学生精力旺盛,注意力集中。正如爱因斯坦所说:兴趣是最好的老师。
从记忆角度分析,结合实验讲解的物理规律远比单纯的语言讲解留下的印象深刻、久远。科学研究表明:语言信息和形象信息在头脑里的比例是1:1000,即头脑储存语言信息的能力。有人做过形象的比喻:一幢华丽的大楼,你看一眼再复认时,不用语言表达,便能认出。而让你读一遍作家对这一大楼的文字表述后,再去复认这一指定的大楼时,始终比不上“你曾看一眼的功夫”。原因是前者一瞬间建立起来的神经联系是一种立体的网状结构,而后者是依次性的链状结构。所以,在物理教学中把概念、规律通过演示实验转化为物理形象,便于学生记忆。
物理学是一门实验科学。观察和实验是研究物理学的根本方法。一部物理学发展的历史,就是一部观察实验、总结规律、应用规律的历史。物理学离不开实验,物理教学更离不开实验。
为了使物理演示实验在农村初级中学物理教学中发挥更重要的作用在教学实践中总结,农村初级中学物理教学中的演示实验有以下要求:
(一)、不能随心所欲,操作要规范。
演示实验是学生实验的样子,老师的操作态度及操作方法对学生的影响是很大的。如在连接电路时,导线横一根,竖一根,把电路接通了事,杂乱无章,操作忙乱无序,讲台上零乱混杂等等,对培养学生严肃认真的操作态度及科学的实验方法都是不利的。特别是对于农村学校的学生,从小就没多少机会进入实验室(有的学校根本没有合格的实验室)的学生来说更是不利的。
(二)、课前准备要充分,争取可见度高、实验效果明显。
课前的准备不仅是准备仪器还要备学生,演示实验前如果实验室没有仪器,老师就要精心准备自制教具,并要根据学生的学习规律、认识能力(在少数名族地区还要特别注意语言上的引导,因为少数民族地区汉语并不是他们的第一语言。)。如果进行试验前,不做充分准备,如:对仪器缺乏检查,不进行试做随便应付了事,至使上课时不是仪器装置有问题就是仪器规格不符合要求,要么就是演示现象出不来或出来了但极不明显,于是老师手忙脚乱,满头大汗,语言无伦次,学生则垂头丧气索然无味。
(三)、配合课堂讲授,引导学生观察,思考演示实验的要求。
演示实验不同于一般科学事业的最大特点是做给学生看的,而不是为了其它。因此老师不能仅专心于实验操作而忽视学生情绪和观察效果,造成这种现象的一般有两种情况:一是老师不给学生的观察提供便利,有的教师为了便于操作将整个实验装置朝着自己,学生只能看到背面或侧面还有的教师操作时站在学生和装置之间,挡住了学生的视
线。二是对学生的观察不进行具体的指导,听其自然,看到多少算多少,因此学生对演示实验往往缺乏明确的观察目的,有不少学生由于不得要领及缺少及时点拨看到的就是一幅杂乱纷纭的图像。这种演示实验就是做得“再好”,学生也得不到什么收获。
(四)、合理、科学、有序地引导学生分析实验现象。
在试验中要引导学生观察实验现象,并做好记录。实验后要有效地引导学生分析实验现象让学生自己总结归纳出物理概念、规律等。如示实验完成后,老师一边收拾讲台上的仪器,一边自己或让学生复述看过的实验现象,然后“言归正传”,又“照本宣讲“,这种传统的教学方法,虽然也要求学生观察物理实验,但它的目的仅在于帮助理解表面知识,只是让学生记忆实验事实,让学生跟着老师的问题转。事实上,在目睹了生动、鲜明的演示实验后,学生的思维活动是非常活跃的,他们会想:为什么要这样操作,而不是那样做?为什么是这种结果?为什么?
(五)、不能以讲代做、黑板上讲实验。
当前在农村学校由于条件限制,仪器缺乏,同时有的教师怕准备实验花时间太多及其它种种原因,于是来个干脆不做,进行以讲代做,在黑板上讲“实验”。使具体、生动的物理现象变成了空洞、枯燥无味的东西,让学生的学习兴趣荡然无存。
结束语:演示实验在农村初级中学物理教学中起着重要作用,教师只有弄清楚农村学校学生的特点及明确了演示实验的重要性,掌握了正确的方法,将学生的观察和思维活动紧密地结合起来,演示实验中充分发挥学生的主体意识,学生能力才能得到可持续发展。这一领域的研究空间还很大,这里只作了一些粗浅的探析,有待同行指正。
参考文献:
[1] 李新乡,张德启等.物理教学论[M].北京:科学出版社,2005.[2] 马荣田.演示实验的特点及教学的基本要求[J∕OL].中学物理,2003年02期.[3] 王利军.新课程理念下的探究性演示实验教学[J].实验教学与仪器,2008年04期.[4] 作者不详.物理演示实验的基本方法及在实验设计中的应用研究[D].年份不详.