填料控制

填料控制（精选9篇）

填料控制 篇1

在高速公路路基施工中,压实度是保证路基质量的关键性参数。

填料含水量控制得越严格,越接近最佳含水量(以下简称ω0),则碾压效果越好。

1 规范对填料含水量控制要求及其局限

1)施工规范和规程对路基填料含水量的控制范围规定为ω0±2%以内(以下简称“规定”)。对超出ω0±2%范围,则要求翻松晾晒(或洒水湿润)等措施。

2)“规定”应用的局限。根据多年试验检测的经验和收集积累的相关数据,在执行上述“规定”时也经常遇到一些情况:a.某些填料即使含水量控制在ω0±2%以内时,压实度仍很难达到设计要求;b.某些填料含水量超出ω0±2%范围,通过采取适当的施工方法,仍能使压实度达到设计要求;c.某些填料当含水量低于ω0-2%时,压实度很难达到设计要求。

有些填料在实际施工中,因填料的性质、季节因素、自然环境和工期限制等因素,其含水量的降低或提高很难操作。如阴冷天气下的重黏土、高液限土,将其翻松晾晒降低含水量,需耗费很长时间,这就需要探讨质量、工期和成本控制三者兼顾的合理控制范围,在利用原有的填料和既有条件且不影响质量的前提下,对“规定”做出合适的调整,既能保证填筑质量,又不浪费太多资源。

2 路基填料含水量控制范围调整的分析

2.1 可行性分析

1)填料击实曲线类型和特征。

击实曲线有如图1所示几种基本形式。从图1观察到,路基填料的击实曲线走向趋势一般均为抛物线形。视填料密实度对含水量的敏感性不同,抛物线形击实曲线又体现出不同的特征:当填料密实度对含水量变化敏感时,击实曲线窄而陡;当两者不敏感时,则击实曲线宽而平缓。

2)对应标准击实曲线,可找出不同密实度对应的理论含水量控制范围,如图2所示可以观察到:对应密实度90%时的理论含水量控制范围为Ⅰ～Ⅵ。理论上,只要碾压功能足够,当含水量控制在Ⅰ～Ⅵ之间时,该密实度都可以达到90%。同样,含水量分别控制在Ⅱ～Ⅴ之间和Ⅲ～Ⅳ之间,理论压实度可以分别达到93%,95%。

根据以上分析,得出下列结论:

1)同一种填料对应不同的压实度要求,其含水量的控制范围不同。压实度越低,对应的含水量控制范围越大,反之则越小。

2)对应同一压实度要求,线型窄而陡的填料比线型平缓的填料含水量控制范围要小些。

3)根据试验,填料密实度分别达到90%,93%和95%时的理论含水量控制一般要超出ω0±2%范围。

4)在含水量等于ω0时,达到同等压实度时所耗费的功能是最小的。故实际操作中,要求填料的含水量尽量接近ω0是正确的,但并不宜普遍要求填料含水量都必须控制在“规定”范围以内。

5)在执行JTJ 051-93公路土工试验规程,该击实试验方法是在模拟当时的碾压能力而设计的击实试验参数(击实锤重4.5 kg,落距45 cm等)。随着社会的发展和变化以及生产工艺的更新,压实能力有了极大地提高,宝马压路机20 t以上、超重型压路机已经在高速公路施工中普及。用这些压实设备施工,工程实践中经常遇到压实度超过100%的情况。

2.2 工程应用实例

1)含水量控制在ω0±2%以内,压实度仍很难达到设计要求。

a.G210高速公路有一段,填料大部分为砂性土,在94%区时检测填料最大干密度为1.85 g/cm3,最佳含水量为11.8%,天然含水量为10.0%。施工中采用YZ20型压路机(自重20 t,激振力达50 t)振动碾压5遍,实测压实度平均值为93.4%,再振压累计至6遍,7遍,8遍时,实测压实度平均值分别为93.6%,93.7%,93.8%,未达到设计要求。经研究发现该填料击实曲线有左陡右缓的特点,故在施工中进行了如下压实试验:通过翻松洒水,增加其含水量碾压6遍后,实测压实度均达到设计要求。b.G210高速公路另一段,填料大部分为粉土,最大干密度为1.675 g/cm3,最佳含水量为14.9%。将土样实际含水量控制在ω0±2%以内时,压实度很难达到设计要求的95%。经研究分析后,在实际操作中采用如下施工方案:将粉土摊铺初步压实,抽取地下水,对路基普遍灌水,将土渗透一定时间后,含水量在20%左右时进行静压1遍,弱振1遍～2遍,再静压1遍～2遍,最后采用宝马压路机静压2遍。经检测其压实度达到96%～98%,符合设计要求。

2)含水量超出ω0±2%的填料,采取适当的施工方法后,压实度能达到设计要求。

a.当黏性土含水量大于ω0+2%时,施工中采用大功率振动压路机,增加碾压遍数,压实度达到设计要求。b.极细砂在几乎完全干燥状态下采用大功率压路机振动碾压,压实度达到设计要求。在干旱地区水源缺乏,砂路堤完全在干燥状态下振动碾压,而且其密实度不小于在最佳含水量下达到的密实度,经检测其压实度大于93%合格。c.粉砂土某挖方区粉砂土填料ω0=15.0%,ρdmax=1.85 g/cm3,检测天然含水量为19.6%,大于ω0达4.6%。因工期催得紧,施工中进行了压实试验:采用大功率羊足振动碾(自重25 t,激振力达60 t)碾压6遍,经检测其压实度代表值为94%,超过设计要求的93%,理论压实度超过设计压实度并经现场观察,未出现“弹簧土”现象。

3)细粒土少的材料,密实度对含水量变化不敏感,当进行超湿碾压时压实度容易达到设计要求。对于填石、砂砾、渗滤材料碎石和颗粒均匀砂等,对碾压时的含水量变化不敏感。因此,一般可不对含水量作控制,这类材料在实际操作中的成功经验是超湿碾压。对砂砾填料,地基条件允许时可以放水浸泡。

4)采用冲击式压路机施工时,碾压碎砾土一般对含水量不作控制,只需表面洒少量水就可以进行碾压,并且松铺厚度可放宽至50 cm～80 cm。

3结语

1)不同填料的密实度对含水量的敏感性是不相同的;同一填料含水量大于或小于ω0的密实度对含水量的敏感性也是不尽相同的。

2)为掌握不同填料密实度对含水量变化的反应,确定不同压实度的含水量适宜控制范围,建议通过试验路段进行不同含水量的压实试验。凡通过碾压使压实度能达到设计要求而又不致引起“弹簧土”的含水量范围,通常情况下都可以考虑作为路基施工中的填料含水量控制范围。

3)不同的压实度要求(如路基90区,93区和95区),建议采用不同的含水量控制范围。

4)对填料含水量控制范围作出调整时,应通过试验路段确定适宜的压实层厚、碾压遍数等试验参数,施工中严格执行并以现场实测的压实度作为最终的控制、验收标准。

5)某些情况下,为保持土体积的长期稳定性,控制含水量可能比控制密实度更重要。这时,就必须认真按照招标文件或相关技术要求严格控制含水量。

摘要：针对填料含水量对碾压效果的影响,介绍了公路路基不同填料种类和不同含水量要求,分析探讨了如何调整路基填料含水量的控制范围,以期在保证压实度质量的前提下,达到施工进度快、降低成本的目的。

关键词：路基填料,含水量,压实度,质量

参考文献

[1]宋炳红,胡少华.砂土填筑高速公路路基新技术[J].山西建筑,2007,33(15):281-282.

感恩节填料 篇2

I haven’t wanted to bring this up, but something strange happens to people on 1)Thanksgiving.

I don’t mean that they suddenly change their hair color and go on shopping 2)sprees or anything like that. I mean that something compels otherwise reasonable people to make the same traditional family Thanksgiving 3)stuffing recipe year after year, no matter what.

If you don’t believe me, ask my friend Kathy. Most of the rest of the year she successfully tries to avoid cooking. But each Thanksgiving, she wakes up at dawn and spends hours—HOURS—in the kitchen making

4)Wild Rice Stuffing with 5)Pearl Onions and 6)Bacon Bits, a traditional family recipe that’s been passed down from mother to daughter for five generations.

“Why don’t you just 7)sleep in and buy a container of instant stuffing mix?” I suggested one day over coffee.

But I could tell by the way she rolled her eyes and said, “But that’s not the way we do it,” that it would just be 8)plain wrong.

Then there’s Kathleen. For as long as I’ve known her she has had a policy on adding handfuls of olives to her stuffing. Oh, not because of any special flavor or because her family particularly likes them but because, as she put it simply, “That’s what my mother always did.” It doesn’t seem to matter that her mother actually hates olives and has no idea why she did it that way either.

But things could be worse. Due to a cruel twist of fate, my friend Carol’s husband insisted on bringing along his own family’s stuffing recipe when they got married. Since Carol didn’t want to bother making two different 9)batches, she decided to merge them together, and now her Thanksgiving stuffing is a mostly 10)inedible 11)concoction of Brazil nuts, 12)buttermilk, chopped onions, and pineapple.

There are, of course, always the exceptions. My neighbor Sue refuses to make any stuffing at all because last Thanksgiving her fa-mily’s traditional “apple-13)almond-14)sage stuffing” recipe 15)fell under suspicion. It started when she found out that a 16)certain cousin named Heidi follows a traditional recipe for apple-17)walnut-sausage stuffing that was given to her by a

18)great-aunt who was known for her orange-walnut-19)fennel stuffing. I ask you, how do you 20)get to the bottom of that?

However, we all know what’s clearly going on here.

Thanksgiving stuffing, in a subtle way, connects each generation as few other foods can. Sure, over the years the recipes may change a bit, and you might not be able to explain exactly why you’re supposed to add a cup of crushed oysters to the

21)breadcrumbs. But that’s OK; everyone just goes along with it anyway.

Then, of course, there are people like me, whose traditional family stuffing recipe comes from the back of a 22)crouton box. I’m not sure what this says about my family—except that I come from a long line of people who can’t cook. Or perhaps they’re just practical. Either way it’s not much of a legacy.

And, truth be told, I’m not sure what to do about it except to try to change the recipe. In fact, this year I think I’ll add a dash of 23)vermouth and some dried cherries and maybe even an oyster or two.

And if my kids complain about it I’ll just calmly explain that it’s OK if they don’t like it. In fact, they don’t even have to eat it. The most important thing is that we’re creating a new family tradition to pass on together.

And then—well, then, we could all leave and go to a restaurant.

我本来并没打算写这篇文章，可是人们在感恩节有一些不同寻常的举动，值得一书。

我并不是说他们突然染了发、进行疯狂大购物或者其他类似的举动。我的意思是，有某种东西在控制着人们，就连那些理智的人也每年都在家里做传统的感恩节填料，年复一年，决不改变。

你要是不相信，尽管问问我的朋友凯西好了。一年中的绝大部分时间里，她都成功地避开了下厨的任务。可是每年的感恩节这一天，天刚拂晓她就起床了，然后花几个小时待在厨房里——几个小时！——精心制作她的“菰米、腌小洋葱、腊肉丁填料”。这是她家传统的感恩节填料配方，由母亲传给女儿，足足传了五代。

“你为什么不睡个懒觉，然后去买一盒即食的混合填料呢？”有一天我们一起喝咖啡时，我建议道。

她眼珠一转，回答说：“那不是我们的惯常做法。”但从她的神情我可以看得出，其实她的意思是说：那样做是万万不可的。

还有凯瑟琳。自我认识她起，我就知道她有一个惯例——她总会往填料里加少许橄榄。她这样做的原因，并不是想增加什么特殊的风味，也并非她的家人特别喜欢橄榄，而是因为“我母亲总是这样做。”——她一语道破其中非常简单的缘由。哪怕她母亲实际上非常讨厌橄榄，或者根本不知道自己为什么要这样做，也似乎并不重要。

还有更糟糕的情况。我朋友卡罗尔“命运悲惨”，她的丈夫坚持要在婚后沿用他家的传统填料配方。由于卡罗尔不想那么麻烦，去弄两份不同的填料，所以她决定把两种填料混在一起。于是，她的感恩节填料通常都是难以下咽的巴西坚果、酪乳、洋葱片及菠萝的混合物。

当然，凡事总有例外。我的邻居苏就拒绝做任何填料，原因是去年感恩节她家传统的“苹果、杏仁、鼠尾草”填料配方遭到了质疑。事情的经过是这样的：她发现一位名叫海蒂的表妹做的是“苹果、胡桃、香肠”填料，这个传统填料配方是由一位姑婆传给她的，而这位姑婆最拿手的是“橘子、胡桃、茴香”填料。我问你，这种追本溯源可能有结果吗？

然而，我们都知道感恩节传统填料的确切意义所在。

感恩节填料是为数不多的能将每一代人微妙地联系在一起的几种食物之一。诚然，随着时间的流逝，这些填料可能会发生少许变化，而且你也许无法确切地解释为什么你会在面包片中夹一些碎牡蛎。然而，这是绝对没问题的，无论怎样每个人都能接受。

当然，总有像我一样的人，家族传统填料配方来自装油炸面包丁的盒子的背后。我不知道这说明了我家族的什么问题——除了说明我们家祖祖辈辈都不会烹饪以外。或许他们只是讲求实际而已。无论如何，我们家在这上面没什么传统可言。

说实话，我不知道该怎么做，除了设法不断变换填料配方。事实上，我想今年我会加一些味美思酒，一些干樱桃，或者一两只牡蛎也未尝不可。

如果我的孩子们抱怨难吃，我会平静地解释说，他们不喜欢也没关系。事实上，他们甚至可以不吃它。最重要的是，我们在创立一项可以一起传下去的新的家庭传统。

然后，我们大可以离开家门下馆子去了。

填料控制 篇3

路基作为高速公路主体工程,应具有足够的强度、稳定性和耐久性。《公路路基施工规范》(JTG F10—2006)规定:液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土,不得直接作为路堤填料[1];需要使用时,必须采用技术措施进行处理,经检验满足设计要求后方可使用。如此,依据国家规范高液限土作为填料时须进行处理,而控制其含水量在合适的范围内成为关键所在。

含水量的变化将直接影响高液限土的特征和工程应用,很多学者在这发面进行了深入的研究,例如:1980 年Allam 和Sridharanj 通过试验得出含水量的变化将直接影响高液限土的特征[2];Al-Homoud 从结构方面分析高液限土在干湿循环作用下的强度和膨胀性的疲劳效应[3];胡昕等进行了高液限土水敏感性研究,揭示了含水量变化对高液限土各项力学性能的影响[4]。目前,广东地区还没有系统的高液限土作为路堤填料的施工控制性指标(也未发现我国其它地区有类似的成果),导致实际工程中在这方面的处理比较零乱和无序,管理、设计、监理和施工单位难以掌握,严重影响施工质量和施工水平的提高。现将就高液限土作为填料时含水量控制指标进行初步研究,从而为设计、施工提供依据。

1容许含水率

1.1容许含水率的概念

《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004) 中对土质路基压实检验,要求检测压实度和弯沉值,对含水率没有要求[5]。因此在现场施工实际中,只要压实度能达到相应标准就认为合格,对填筑时的含水率,没有硬性要求。所以在实际情况很难降低含水率的情况下填筑,采用较高含水率的高液限土填筑,经检验压实度符合要求也认为是合格的。

在工程实际实施工中,要达到设计的既定压实度,就要把土体的含水率控制在最佳含水率附近[6],而对高液限土来讲,一般高液限土的含水量是远大于最佳含水率的,可达到10%以上。所以要通过降低土体的含水率以达到要求的压实度。或者说是把高液限土的含水率降低至最佳含水率附近的限值。为此,需定义容许含水率。

容许含水率是指在高液限土路堤填筑过程中,要达到设计的压实度,土体所允许的最大含水率。

容许含水率计算的依据可解释为,当土体在最密实情况下(压实度为100%),其对应的含水量为最佳含水率,干密度为最大干密度,反之当设计的压实度较低时,如为93%,则其对应的干密度稍小,在此时状态下的孔隙体积为定值,如果空气的体积含量较小,水的体积含量就较大,如果空气率最小,含水率就最大。计算公式为:

ωmax=ρw(1-vamin)/ρd-1/Gs (1)

由于土体的最佳含水率、最大干密度可由击实试验得出,最佳空气率可以计算得到。对应某一压实度的干密度和土体比重可以获得,则很容易计算出容许含水率的值。

1.3容许含水率和最佳含水率对比分析

如已知高液限黏土的最大干密度为1.65 g/cm3,最佳含水率为20.2%,测得在该高液限土在压实度为93%和90%的干密度分别为1.535 g/cm3和1.485 g/cm3,可计算得对应的最大容许含水率为25%和27%,即比最佳含水率大了5和7个百分点。见表1。

表1为理论计算及击实曲线图中得出的含水率范围,在云罗高速K27+850路段进行现场试验,采用压实吨位22T的碾压机碾压,并在路段取30组试样,采用灌砂法和烘干法分别测得其压实度和含水率(容许含水率),并分别用室内击实试验计算相应的最优含水率,通过比较,发现现场试验路的实测值与理论值差异较大,理论上容许含水率高于最优含水率7%时,理论压实仍可以达到90%的压实度。但在现场压实中当容许含水率高于最优含水率6%时就很难达到90%标准。现场某试验路压实度与含水率关系统计见表2。

压实吨位/t 22

由表2可知,当ω-ωop<6%时,压实度都可以达到90%。对不同的高液限粘土进行压实度统计也得出,当压实度达到90%时,压实过程中土的容许含水率与最优含水率的差值都在6%,因此,可以取最优含水率以上6%作为容许含水率。

2含水量变化与土体强度关系的分析

试验用土为从云罗高速6标段所取的高液限土,天然干密度ρd=1.30,最优含水率Wop= 28.5%。制备的试样为不同含水率下的高液限土,控制其干密度为1.5 g/cm3,含水率分别为10%,18%,28%,35%。

采用普通直剪仪进行高液限土的快剪试验。每个含水率制备四个试样,在四种不同法向应力作用下进行剪切试验,法向应力分别为100 kPa,200 kPa,300 kPa,400 kPa。钢环系数为2.38。土样在剪切过程中不排水。

由颗粒分析试验数据可发现,剪应力先随剪切位移增大而增大,当剪应力达到峰值后,随剪切位移增大而减小,此时,试样剪切破坏。并且抗剪强度随法向应力的增加而增加。为了比较不同含水率下,高液限土的强度特性的变化,现将不同含水率试样在各级垂直压力下的抗剪强度及对应的c、φ值。见表3。

由表3可知,含水率越高,对应的抗剪强度越低,对应的c、φ值也相应降低。根据表3的数据,可以总结以下几点。

初始干密度=1.5 g/cm3

2.1含水率对高液限土抗剪强度包线的影响

试样的抗剪强度与起始含水率具有明显的相关关系,且含水率越大抗剪强度越小,这与基质吸力与含水率成反比的规律[7]是一致的。当含水率从28%增加到35%时,高液限土的抗剪强度显著降低;但当含水率从10%增加到28%时,高液限土的抗剪强度则缓慢减小。说明,存在一个界限含水率,超过该含水率后,高液限土的抗剪强度将显著降低。见图1。

2.2含水率对黏聚力的影响

随着含水率的增大,高液限土黏聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性。当含水率从10%增大到28%时,关系曲线梯度较小,黏聚力缓慢减小;而当含水率从28%增大到35%时,关系曲线梯度较大,黏聚力值发生急剧变化。一般认为,土的黏聚力是土颗粒间引力和斥力综合作用的结果,主要来源于土粒间的相互吸引、水膜联结及颗粒间的胶结等[8],其中土颗粒间的水膜联结和胶结作用对黏聚力的产生具有重要的作用。因而土的黏聚力随着含水率的不同而变化较大。含水率越小,颗粒间的水膜联结力越大;随着含水率的增大,水膜联结力逐渐减小,直至达到土体饱和含水率完全丧失。颗粒间的胶结作用主要来源于土料本身,亦即在矿物的溶解和重析出过程中生成的[9]。因此,当土的含水率增加到某一值后,颗粒间的胶结物将开始被溶蚀,颗粒胶结作用逐渐丧失。不难看出,含水率逐渐增大时,起初只有水膜联结力在逐渐减小,只有当含水率增加到某一值后,胶结作用才开始与水膜联结力一起减小,这也解释了随含水率增大高液限土黏聚力减小具有明显阶段性的原因。见图2。

2.3含水率对内摩擦角的影响

相对于黏聚力,含水率变化对高液限土内摩擦角的影响较小,当高液限土的含水率从10%增加到28%,内摩擦角变化不大,当含水率从28%增加到35%,内摩擦角急剧减小。见图3。

由以上分析可知,高液限土的强度特性受含水率的影响很大。具体总结如下:

①试样抗剪强度与初始含水率的关系是含水率越大抗剪强度越小,这与基质吸力与含水率成反比的规律是一致的;

②对不同初始含水率的试样而言,抗剪强度包线的内摩擦角φ相差不大,但凝聚力的差距则比较大。

③通过含水率与内摩擦角及凝聚力的关系曲线我们可以发现,这些曲线在ω=28%附近出现了急剧变化,表明此类高液限土在低于其塑限时,具有较高的凝聚力和内摩擦角,而超过最优含水率以后,凝聚力和内摩擦角将急剧减小。当高液限土的含水率高于塑限时,则强度比较低,如果含水率低于塑限,则土体比较坚硬。所以在处理高液限土时应当注重含水率的问题,应当把含水率控制在低于塑限,并且做好高液限土的隔水工作。

3容许含水率下高液限土CBR试验成果及分析

第2节已经论述了含水率的变化将直接影响土体的强度,所以在路基压实过程中最理想的状态是达到最优含水率,但考虑到高液限土特殊的工程特性,很难达到这一要求,第1节通过实验论证,当高液限土达到容许含水率时,压实度可以达到90%左右,本节将采用CBR实验论证容许含水率下的高液限土能否作为路堤填料。

击实试验可得到最优含水率ωopt、最大干密度ρdmax,可以用于确定压实度标准,容许含水率取值比最优含水率大6%;而加州承载比(CBR)是表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标,是填料能否用作路堤填料的重要评判之一[10],对于高液限土填筑CBR要求大于3。

路基路面充分的压实后,能得到较高的强度、较好的抗变形能力和良好的稳定性。具体试验结果参见表4,其中CBR试验在93%压实度条件下进行。

由表4可知,CBR实验中满足容许含水率的高液限土CBR值大多满足要求,即大于3,说明在工程应用中,满足容许含水率的高液限土是可以作为路堤填料的。

4结语

根据以上研究论证,建议在高液限土作为路堤填料的施工过程中,可以适当降低路堤的压实遍数,只要使土体满足容许含水率(最优含水率以上6%),土体就可以满足压实度要求和CBR值要求,能够作为路堤填料。

摘要：为了使高液限土在填筑过程中达到设计压实度,提出了容许含水率的概念。另外,对不同的高液限黏土进行压实度统计得出,压实过程中土的容许含水率与最优含水率的差值在6%左右时,压实度仍可以达到90%。采用普通直剪仪进行高液限土的快剪试验,得出含水率变化对高液限土抗剪强度产生影响,含水率越高,对应的抗剪强度越低,对应的c、φ值也相应降低。通过CBR试验结果分析,高液限土路堤只要满足容许含水率,就能具有较高的强度、较好的抗变形能力和良好的稳定性。

关键词：高液限土,容许含水量,快剪实验,CBR

参考文献

[1]JTG F10—2006公路路基施工技术规范.北京:人民交通出版社,2006

[2] Allam M M.Effect of wetting and drying in shear strength.Journal ofthe Geotechnical Engineering Division.1981;107(4):421—438

[3] Al-Homoud A S.Cyclic swelling behavior of clays.Journal ofGeotechnical Engineering,1955;121(7):562—565

[4]胡昕,洪宝宁.高液限土和煤系土抗剪强度的水敏感性比较研究.四川大学学报:工程科学版,2010;42(1):54—59

[5]JTG F80/1—2004公路工程质量检验评定标准北京:人民交通出版社2004

[6]钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算.北京:水利电力出版社,1996:58O62

[7]张雪东,赵成刚,蔡国庆,等.土体密实状态对土-水特征曲线响规律研究.岩土力学,2010;27(1):89—92

[8]柳厚详,宋军,张起森,等.石灰改良高液限土路用性能的试验研究.吉林化工学院学报,2004;21(1):55—58

[9]曾静,邓志斌.竹城公路高液限土与红粘土路用性能的试验研究.岩土力学,2006;27(1):89—98

填料控制 篇4

【关键词】千枚岩；水泥；固化；技术

一、研究意义

广甘高速G6合同段骑马停车区高填方路堤，最大填高24.8米，对于在山区修筑高速公路来说，开挖废弃的千枚岩料还需要在保证环境情况下进行极为艰难的处理。而在路堤填方段又缺少合适填料来源的情况下，G6合同段采用银子坝隧道和挖方中的绢云母千枚岩进行路基填筑。2010年“8.19”洪灾前，本段路基已施工完成，并准备用作预制场，洪灾后，水进入路基内部，导致绢云母千枚岩遇水发生软化，路基产生不均匀沉降，路基表面局部形成波浪形变形。经过现场踏勘研究，千枚岩开挖弃料用作路堤填方料设计时，首要的工作根据其颗粒大小与级配判断它的土类。因填土路堤与填石路堤设计控制指标是不同的，按设计规范要求，填土路堤主要控制的指标是CBR强度与压实度（与击实试验有关），而填石路堤主要控制指标是岩石抗压强度、压实干重度（与击实试验无关）和孔隙率。研究认为，可以将回填模量作为检测填石路基施工质量的标准。实测千枚岩抗压强度因千枚岩种类、风化程度的不同而不同，其值差别很大，其中，绢云母千枚岩的各项指标性能最差。因为，研究千枚岩填料水泥固化性的力学性能，对于判断千枚岩填料能否能作为合格的填料进行填筑具有重大意义。

二、千枚岩填料水泥固化特性研究

（一）试件选取。根据广甘高速公路G6合同段工地试验室对部分填料现场实测的结果，千枚岩填料现场实测的平均干密度约为2.17g/cm3。并结合击实试验得出的最大干密度和最佳含水率的结论选取制作三组千枚岩弃料试件。第一组选用粒径0.1-20mm之间的千枚岩弃料，未添加水泥，最大干密度2.17g/cm3，最佳含水率8.0%；第二组选用粒径0.1-20mm之间的千枚岩弃料，添加4%水泥，最大干密度2.21g/cm3，最佳含水率8.5%；第一组选用粒径0.1-20mm之间的千枚岩弃料，添加6%水泥，最大干密度2.25g/cm3，最佳含水率8.9%；三组不同的千枚岩弃料试件制作后养护28d；

（二）试验仪器。试验仪器采用微机控制电子式万能压力机进行，仪器最大量程100KN，百分比最大量程10mm，刻度分值0.01mm。

（三）试验方法。常规压缩试验：从0KN开始一直加载直至试件出现明显裂缝荷载加载不上去为止，即可认为试件已经被破坏。

（四）试验结果与分析

随着水泥剂量的增加，千枚岩弃料的抗变形能力明显提高，参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）并根据上表可知，添加4%水泥改良的千枚岩弃料的抗压强度已经满足了高速公路关于路面底基层抗压强度的要求；而添加6%水泥改良的千枚岩弃料的抗压强度达到了高速公路關于路面基层抗压强度的要求标准。

参考文献

[1]杨烨，阎宗岭.汶马公路千枚岩路基填筑技术[J].公路交通技术，2009，6.

[2]杨松，曾忠.千枚岩开挖弃料在广甘路堤填方工程中的应用[J].西南公路，2013，1.

[3]刘保健.千枚岩的工程性质与公路工程建筑技术[M].北京：人民交通出版社，2014.

[4]广甘高速公路G6标段千枚岩填料的试验检测报告[R].2013

[5]广甘高速公司.广甘高速公路项目建设执行报告[R].2013

[6]刘保健，翁效林，赵丽娅.土工试验检测报告[R].西安长大公路（检）字，2010.

作者简介

粉细砂填料的改良应用 篇5

关键词：粉细砂,物理改良,K30

1 工程概况

新建铁路伊敏至伊尔施线 (两伊线) 位于内蒙古东北部, 第Ⅰ标段DK14+500~DK124+0.00通过伊敏河冲积平原、高平原区, 除表层为薄层黏性土外, 其下均为粉细砂, 厚度大于10m。局部地段沙地牧草丛生, 沙丘、沙岗长有樟树、柳树、白杨林。目前已基本固化, 均属固定沙地、沙丘。

两伊铁路线路等级为Ⅱ级, 正线数目为单线, 考虑预留重型轨道类型标准设计。路基直线地段路基面标准宽度路堤7.8m, 路堑7.4m。路堤标准横断面见图1所示。

按照《铁路路基设计规范》TB10001-2005规定, 路基基床表层优先选用A组填料填筑, 其次为B组填料, 基床表层以下选用A、B或C组填料填筑。当采用砂类土填筑时, 基床底层相对密度Dr为0.75, 地基系数K30不小于100MPa/m, 基床以下相对密度Dr达到0.7, 地基系数K30不小于80MPa/m。

该段所在地区填料主要为粉细砂, 填料性质为均匀、级配不良细砂, 按铁路路基填料分类属于C组填料。其不均匀系数Cu为2.00, 曲率系数Cc为0.77。颗粒大小分布曲线见图2。细砂天然含水率3%, 最大干密度1.78g/m3, 最小干密度1.43g/m3。级配曲线见图2所示。

粉细砂填料填筑经过现场多次调整含水率、摊铺厚度、机具型号、碾压方式及碾压遍数, 其密实度和K30结果见表1, 当试验进行第二层填筑时, 自卸汽车开到路基面上部卸土, 轮胎多次陷入砂里, 不能前行, 只能用推土机将自卸汽车推出, 整平后将填料卸在两侧, 用推土机将填料推平, 但推平过程中, 已将第一层破坏, 而且履带印辙较深, 无法再进行试验。

采用粉细砂填料填筑存在以下问题: (1) 相对密度基本能满足规范要求, 但K30实验值仅在32~48MPa/m之间, 不仅达不到规范要求的基床底层K30为100 (MPa/m) 和路堤本体K30为80 (MPa/m) , 而且相差甚远。 (2) 重载自卸车存在陷车问题。施工中陷车严重, 自卸车基本不能进入作业区域, 卸料只能卸在边缘, 由推土机往中间推运, 不具备高强度机械作业的条件。 (3) 填高较高的路堤不具备上料条件。

2 改良方案

填料改良一般有物理改良和化学改良。物理改良是通过在土中掺入中、粗砂、卵石及砾石等粗颗粒土, 改变土的颗粒级配, 提高土的工程性能;化学改良是通过在土中掺入石灰、水泥等掺合料, 改变土的化学成分, 提高土体工程性能。

本线施工现场水泥来源较远, 并且确定改良的过程中, 由于施工工期紧张, 施工单位及建设单位已经在距离线位10km~30km的位置与地方政府确定了11处取土场并与地方签订了使用协议, 填料有砾砂、碎石土 (属于A或B组填料) 。经研究确定在路基DK35+768~DK35+835段及DK97+480~DK97+645段距离外运料比较近的地段开展不同配比的粉细砂物理改良填筑试验。分别做砾砂与细砂、碎石土与细砂掺拌, 掺入料与细砂体积比分别为6:4和7:3。

掺拌改良过程为将细砂置于路基外平坦段, 厚度分别为0.3m、0.4m和0.5m, 外运料铺于砂上0.7或0.6m, 摊平再用钩机装上车运到填方地段, 推平后用20t碾压机碾压。对比未掺配前的施工方法, 增加一次挖装、摊平工序, 运输设备自卸汽车增加一次装车的等候和调头;同时挖装设备液压反铲由于挖掘深度、回转角度等施工条件变化降低了工作效率。DK35+768~DK35+835段试验所得密实度、K30试验结果见表2~表3, DK97+480~DK97+645段试验结果见表4~表5。

3 改良后应达到的标准

粉细砂填料经过砾砂改良后, 仍然按照砂类土控制, 基床底层相对密度Dr达到0.75, 地基系数K30不小于100MPa/m;基床以下相对密度Dr达到0.7, 地基系数K30不小于80MPa/m。

粉细砂经过碎石土改良后, 由孔隙率n (%) 和地基系数K30控制, 其中基床底层孔隙率应小于31%, 地基系数K30不小于120MPa/m, 基床以下孔隙率应小于32%, 地基系数K30不小于110MPa/m。

4 物理改良试验结果

(1) 砾砂、细砂改良体积比7:3, 松铺厚度0.3~0.5m, 振动碾压机碾压6遍, 其相对密度达到0.81~0.86, K30达到100~160MPa/m, 均能满足基床底层及以下路堤压实标准。

(2) 砾砂、细砂改良体积比6:4, 松铺厚度0.3m, 振动碾压机碾压8遍, 其相对密度在0.76~0.84, K30达到71.2~84MPa/m, 相对密度能满足基床底层及以下路堤要求。K30得到显著提高均大于70MPa/m, 但仍未达到基床以下设计要求的最低值80MPa/m。

(3) 碎石土、细砂改良体积比7:3, 松铺厚度0.3~0.5m, 振动碾压机碾压6遍, 其孔隙率在26~31, K30达到112~144MPa/m, 均能满足基床底层及以下路堤压实标准。

(4) 碎石土与细砂改良体积比6:4, 松铺厚度0.3~0.5m, 碾压8遍, 孔隙率在25~30, K30达到71~112MPa/m, 孔隙率均能满足基床底层及以下路堤压实标准;K30得到显著提高均大于80MPa/m, 但仍未达到基床以下设计要求的最低值110MPa/m。

(5) 无论改良土体积比是6:4还是7:3, 施工过程中自卸汽车、推土机、压路机等大型机械都能上下自如, 不再陷车, 解决了施工困难, 提高了工效。

5 结束语

(1) 按照《铁路路基设计规范》TB10001-2005, 路堤填料压实标准采用双指标控制, 粉、细砂虽然属于C组填料, 但填筑后K30难以达到标准, 需进行填料改良。

(2) 目前铁路施工采用高工效的大型机械作业, 重载自卸车、压路机等难于在粉细砂填筑的路基上作业, 通过填料物理改良能得到有效解决。

(3) 铁路通过沙漠或粉细砂为主的地区, 根据粉细砂的成分可参考本试验段数据进行路基填料设计。

参考文献

[1]TB10001-2005 (J447-2005) [S].铁路路基设计规范.

[2]吴荣燕.风积砂填料在高等级铁路中的改良应用[J].甘肃科技纵横, 2009. (3) .

纳米填料导电胶研究进展 篇6

导电胶一般以普通胶黏剂为基体, 并在其中填充以导电填料, 固化后填料间紧密接触从而形成导电通路。常用的导电填料有金属粉体、炭黑以及金属包覆聚合物颗粒等, 常用的胶黏剂基体有环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、硅酮等[5], 其中又以微米银片/环氧树脂体系导电胶应用最广[3]。美国国家制造科学中心 (NCMS) 提出, 替代Sn-Pb钎料的导电胶应达到电阻率低于1.0×10-3Ω·cm, 且在85℃/相对湿度85%条件下老化500h后接触电阻上升小于20%的性能要求[6]。目前, 国内外关于导电胶领域的研究主要集中于新体系开发研究、固化过程研究、连接可靠性研究和导电机理研究等方面。

纳米材料处于介观尺度, 比表面积大, 由此而带来的量子限域效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应使其具备了独特的理化性质[7]。近年来, 为了利用纳米材料的特点来改善导电胶的各项性能, 多种纳米尺度的导电填料被引入到导电胶复合材料体系当中, 相关的研究也逐渐成为了导电胶领域的新兴热点之一。本文从分析纳米填料导电胶电学性能和力学性能的角度总结概述了该领域的研究现状, 并提出了面临的问题及发展趋势。

1 纳米填料作用的理论分析

电导率或电阻率是导电胶材料最为重要的电学性能指标。当无导电填料时, 导电胶基体本身是良好的绝缘体。随着填料体积分数的增加, 导电胶的电导率也在逐渐上升。然而研究中发现, 电导率的变化是非线性的:在填料体积分数达到某值时电导率发生跃变[3], 导电胶复合材料由绝缘体转变为导体 (图1) 。渗流理论 (percolation theory) 认为此时导电填料在绝缘基体中的分布状态发生了突变, 填料间实现良好接触并形成了完整的导电渗流网络。填料间接触电阻的大小取决于两个因素:一是通过小面积接触区域时电流集中引起的收缩电阻, 二是电流克服绝缘基体层库仑阻塞所引起的隧穿电阻[8]。电导率跃变时导电填料的临界体积分数称为渗流阈值, 这一数值对于确定填料用量有重要的指导意义。渗流阈值的大小不仅与基体和填料的种类以及基体固化程度有关, 还与填料在基体中的分布状态有关[3]。

若在传统微米填料导电胶中添加纳米填料, 则纳米填料可分布于微米填料间的空隙处促进导电网络的形成, 降低渗流阈值[9];然而纳米填料的掺入又可能影响到微米银片间的良好接触, 原有的微米银片-微米银片通路被替代为微米银片-纳米颗粒-微米银片通路, 减小了填料间接触面积, 增大了导电网络接触电阻[10]。考虑到纳米填料表面活性高的特点, 填料间易相互吸附接触, 对于导电网络的形成有利;但另一方面, 高表面能亦可驱动填料间发生局部团聚[11], 削弱纳米材料的特性, 改变均一稳定的导电网络。此外, 纳米材料分散于非牛顿流体中会产生增稠作用, 在导电胶加热固化时, 引起液态体系黏度增加, 流动性降低, 不利于纳米填料的均匀分布和电阻率的降低[12]。因此, 纳米填料对导电胶电学性能的影响是复杂的。

除了电学性能之外, 导电胶的力学性能也随导电填料向纳米量级的转变而转变。导电胶的力学性能主要取决于胶黏剂基体本身的力学性能, 但加入了导电填料后, 导电胶可被看作聚合物基功能复合材料[8], 导电填料即为其中的增强体, 其含量、性能、分布状况以及同基体间的界面结合强度等对于导电胶的力学性能有重要影响。因而从这一角度而言, 导电胶的力学性能具有可设计性的特点[13]。纳米材料的高表面能与比表面积有助于基体与填料间的紧密结合, 若纳米填料均匀分散于胶黏剂基体中, 则可在导电胶受外力作用时承担部分载荷, 对提高其接头强度有益。

2 纳米填料导电胶性能的影响因素

2.1 纳米填料含量的影响

以纳米颗粒为单一填料的导电胶, 其电阻率随填料含量的变化符合渗流理论。Lee H.H.等[14]以直径30~100nm的球状银颗粒为导电填料, 聚乙酸乙烯酯 (PVAc) 为基体, 制备了不同填料体积分数的导电胶。填料体积分数对电阻率有显著影响, 33.5%纳米填料导电胶的电阻率为7.95×102Ω·cm, 体积分数增至84.8%时, 电阻率则骤降至1.93×10-4Ω·cm, 渗流阈值在40%左右。而在纳米-微米混合填料导电胶中, 纳米填料含量的影响有所不同。当将2.5% (质量分数, 下同) 的上述银纳米颗粒添加至不同体积分数的传统银导电胶中时, 在渗流阈值附近降低了电阻率, 而在渗流阈值以上则提高了电阻率。在渗流阈值附近, 微米填料处于形成导电网络的临界状态, 此时添加少量银纳米颗粒改善了电接触;而在渗流阈值以上导电网络已成形的情况下, 纳米填料增大接触电阻的效果便显现出来。B.M.Amoli等[15]在传统银导电胶中加入不同质量分数的银纳米颗粒, 当纳米填料占10.7%时尚可起到降低电阻率的效果, 但达到19.1%时电阻率降低已不明显。Chee S.S.等[16]采用将银纳米颗粒预先附着与微米银片的方法添加填料, 也出现了类似的现象。这表明在渗流阈值附近添加纳米填料来改善电学性能时, 纳米填料含量也存在一个合理的范围, 过多的填料反而不利于电导率的提高。

Zhang Y.等[17]以镀银纳米石墨片填料导电胶为研究对象, 考察了接头剪切强度与填料质量分数的关系。当填料含量小于30%时, 剪切强度随填料含量增加而增加;填料含量在30%以上时, 剪切强度则随填料含量增加而下降。导电胶剪切强度与其粘接强度相关, 纳米填料可改善胶黏剂刚度并提高粘接强度, 但填料含量大于30%之后, 填料在基体中的均匀弥散分布被削弱, 剪切强度呈下降趋势。

2.2 纳米填料粒径的影响

P.Mach等[18]在填料含量为75%的微米银片/环氧树脂导电胶中添加了不同粒径范围的银纳米颗粒, 并对导电胶接头电阻进行了测量, 发现同种纳米填料粒径不同时, 电阻的变化趋势可能出现相反的情况:未添加银纳米颗粒时的接头电阻为38mΩ, 当体系中加入3.8%直径为80~100nm的银纳米颗粒后, 接头电阻下降约50%;而加入3.8%直径为6~8nm的颗粒后, 电阻反而上升了约90%。这说明微米银片间原有的间隙适合80~100nm粒径的颗粒填充, 强化导电网络;而加入6~8nm的颗粒增大了填料间的接触电阻, 影响了导电胶的性能。R.N.Das等[19]发现在纳米银导电胶固化时出现烧结现象, 银纳米颗粒直径越小, 其比表面积越大, 表面原子占比越高, 烧结温度越低;但若小粒径填料在烧结前形成大粒径团聚体, 则导电胶难以整体烧结, 而是形成分散块体。

2.3 纳米填料形状与维度的影响

除纳米颗粒外, 一维和二维纳米填料也被用于导电胶体系中, 形状各异的纳米填料赋予了导电胶新的性能特点。

在量子限域效应的影响下, 多壁碳纳米管 (MWNTs) 中电子只能沿其轴向运动[20], 并且MWNTs的电阻几乎不随长度的增加而增加[21], 因而是较为理想的导电填料。Zhang Z.等[22]在维持填料总体质量分数不变的情况下, 将少量经表面处理后的MWNTs和银纳米颗粒添加至微米银片导电胶中, 得到了不同填料比例的导电胶。微米银片导电胶中添加了1%~5%的银纳米颗粒后, 电阻率有不同程度降低;当银纳米颗粒含量为1%时, 添加0.1%~0.5%的MWNTs又使电阻率进一步降低至3×10-5Ω·cm。

Ma R.等[23]同样以微米银片、银纳米颗粒和MWNTs为填料, 制成了丁腈橡胶为基体的柔性导电胶。SEM分析表明长度为10~20μm的MWNTs两端分别与相邻微米银片相接触形成导电网络。附于MWNTs侧壁的银纳米颗粒促进了这一过程的进行, 降低了MWNTs与微米银片间的接触电阻。柔性导电胶电导率达到了3.75×104S·cm-1, 且在试样弯曲半径为4.5mm时电阻上升率仍在3.5%以下;当填料仅有微米银片时这一数值提高至11.2%, 体现了MWNTs填料在导电胶柔性封装中的重要作用。文献[24]中阐述了银纳米颗粒附于MWNTs侧壁的机理:银纳米颗粒制备中加入苯甲硫醇, 由于苯环的吸电子作用以及硫原子相对较大的原子半径, 苯甲硫醇体现出一定的酸性, 可吸附于纳米银颗粒表面;苯环共轭π键又可与MWNTs表面发生π-π相互作用, 从而使银纳米颗粒附于MWNTs侧壁。在无银纳米颗粒附着的情况下, 添加了0.5%MWNTs的银导电胶电阻不降反升[25], 同样说明银纳米颗粒可改善MWNTs与微米银片间的接触电阻。MWNTs在低熔点合金 (LMPA) 填料导电胶中亦有重要作用。Sn-58Bi填料在固化温度下会发生熔化, B.S.Yim等[26]对比了未添加MWNTs和添加了0.05%MWNTs的Sn-58Bi填料导电胶接头, 在Sn-58Bi填料体积分数为40%时, 未添加MWNTs的导电胶接头在LMPA合金凝固后并未在引线与基板间形成有效电接触, 而添加了MWNTs后引线与基板间电接触良好, 且接头电阻小于传统银导电胶;在力学性能方面, 采用Sn-58Bi/MWNTs填料导电胶后, 方形扁平封装试样的抗拉强度比使用银导电胶提高了170%以上。Li J.等[27]研究了MWNTs/环氧树脂体系导电胶电学性能, 结果表明MWNTs填料的渗流阈值在0.25%以下, 相比粒状金属填料有大幅度降低, 但其在渗流阈值之上的电阻率过高 (1Ω·cm左右) ;I.A.Mir等[28]以环氧树脂与六氢邻苯二甲酸酐 (HHPA) 为混合基体时, 导电胶也有类似电学特征, 因而改善MWNTs填料导电胶接触电阻方面有很大提升空间。

各种一维纳米金属填料也被用于改善导电胶的性能。Dai K.等[29]将树枝状纳米银掺入传统银导电胶中, 在填料总体质量分数为60%时, 添加10%的树枝状纳米银使电阻率由5.1×10-4Ω·cm降至1.3×10-4Ω·cm, 接头剪切强度则由17.7MPa提高至18.9MPa。Yang X.等[30]采用银纳米颗粒与直径为100nm左右的银纳米线作为混合填料, 导电胶在160℃下固化后电阻率可稳定在3×10-5~4×10-5Ω·cm范围内, 抗弯强度与环氧树脂基体相比提高60%以上。N.Hansen等[31]则采用直径为50~500nm的镍纳米线填料以降低渗流阈值, 在填料体积分数为5%时, 电阻率为0.012Ω·cm;接头剪切强度与环氧树脂基体相比提高20%以上。相比于纳米颗粒, 一维纳米材料间的线-线贴合接触更易形成, 且形成后较为稳定, 有更大的接触面积[32], 形成一维纳米填料导电网络所需的填料减少[33], 渗流阈值降低。

在二维纳米填料方面, 以纳米石墨片 (nano-G) 和镀银纳米石墨片 (Ag plating nano-G) 为导电填料制备导电胶获得成功。厚度在40~110nm间的纳米石墨片包含有80~220层石墨烯片层, 镀银纳米石墨片可由膨胀石墨经化学镀银处理而获得。Zhang Y.等[17]以丙烯酸酯树脂为基体, 制备了镀银纳米石墨片填料导电胶。当填料含量为40%时, 电导率达到了2.6×10-2S·cm-1。环氧树脂基体中添加20%镀银纳米石墨片填料后, 电阻率可降至1.50×10-3Ω·cm, 与此同时接头抗剪强度达到13.2MPa。研究发现, 这一新型导电胶电阻率随填料含量的变化情况与一般渗流理论不同 (图2) 。可以看出, 在渗流阈值Φ1之上, 电阻率在填料含量达到Φ2附近时又发生了第二次明显的下降, 可认为该导电胶体系中存在双渗流阈值。当填料含量达到渗流阈值Φ1时, 填料间距离减小至允许隧道电流通过, 电阻率下降至102~103Ω·cm;填料含量继续增加至渗流阈值Φ2时, 填料间直接接触形成导电通道, 电阻率进一步下降至10-3Ω·cm[34]。nano-G填料导电胶同样存在双渗流阈值现象, 但其最小电阻率仍在10-1Ω·cm左右。

2.4 纳米填料表面状态的影响

纳米颗粒在高表面能驱动下易发生团聚, 对其进行表面处理可有效防止团聚发生, 从而改善导电胶电学性能。Li Y.等[35]分别采用丙二酸和对苯二硫酚处理银纳米颗粒, 在表面形成了自组装单层膜 (SAMs) 辅助填料间吸附接触, 导电胶接头电阻可达到无铅钎料接头的水平。B.M.Amoli等[15]在还原银纳米颗粒的过程中, 采用巯基羧酸 (HS— (CH2) n—COOH) 为表面活性剂促进纳米颗粒分散, 发现不同碳链长度对纳米粒径和其导电性的影响有显著差别, 如表1所示。巯基丙酸 (MPA) 碳链较短, 酸性强于巯基十一烷酸 (MUA) , 因而MPA吸附在更大程度上减少了Ag+离子数量, 团聚趋缓;此外长链MUA吸附于银纳米颗粒表面利于形成更大粒径胶束, 也促进了粒径增加。对电阻率的测量发现MUA处理后的银纳米颗粒几乎不导电, 而MPA处理后银纳米颗粒电阻率可达到1.02×10-3Ω·cm。热重分析及红外光谱分析表明MUA处理后银表面有机分子数量密度高出约3倍且结合紧密, 起到了绝缘的作用。硅烷偶联剂附于填料表面, 能够促进树脂基体与填料表面之间的黏合, 常作为添加剂应用在导电胶中[5]。Z.Kornain等[36]采用硅烷偶联剂KH550对银纳米颗粒进行表面处理后, 导电胶电导率由4.54×10-3 S·cm-1上升至4.01S·cm-1。Li X.等[37]同样采用硅烷偶联剂KH560对银纳米颗粒进行表面处理后, 粒径可降至20nm左右, 团聚减弱, 电阻率降至2.5×10-3Ω·cm。

金属填料使用中面临表面氧化的问题, 氧化银电导率较高, 故氧化层对导电胶电学性能影响较小;而铜系纳米填料表层氧化对电导率造成较为显著的影响。Dang Z.M.等[38]发现, 采用硅烷偶联剂KH550进行表面处理亦有助于提高铜系纳米填料的抗氧化性, 通过对比表面处理前后纳米铜-微米铜混合填料导电胶在100℃下加热后的电阻率, 其抗氧化性得到了验证, 未经KH550处理的导电胶电阻率随受热时间延长而显著增加, 处理后的导电胶电阻率则无明显变化。硅烷偶联剂在铜表面的包覆层有效隔绝了大气接触并具有疏水特性, 因而起到了阻碍氧化的作用。

2.5 固化温度与固化时间的影响

固化温度与固化时间直接影响导电胶基体的行为, 如聚合物交联反应、组分挥发等[39]。一般而言, 固化温度越高或固化时间越长, 可使聚合物交联反应进行更为完全, 促进溶剂组分挥发和基体收缩, 使导电填料间接触更为紧密, 从而提高导电胶的性能。

Ma R.等[23]分别在130, 150℃和170℃下对银纳米颗粒/MWNTs/微米银片混合填料导电胶固化相同时间, 其电导率随固化温度升高而递增。J.Felba等[40]考察了银纳米颗粒导电胶电阻值同固化时间与固化温度的关系, 如图3所示。

在一定固化温度下, 接头电阻随固化时间的增加而降低, 且存在某一特征固化时间, 经历此固化时间后, 电阻陡降, 表明此时导电胶中形成了良好的导电网络;随固化温度的升高, 达到某一电阻值所需的时间也逐渐减少。因此固化时间与固化温度之间存在一定互补关系, J.Felba等[40]由Arrhenius方程得出了所研究导电胶的固化时间t与固化温度T的关系式

式中:Ea为Arrhenius活化能, 取1.05eV;R为气体常数。

3 纳米填料导电胶性能的改进技术

综上所述, 纳米填料导电胶性能的影响因素可概括为3方面: (1) 数量因素, 如填料质量分数、纳米填料在混合填料中的比例等; (2) 几何因素, 如纳米填料粒径、形状与维度、空间分布状态等; (3) 物理因素, 如纳米填料表面状态、固化温度、固化时间等。对于某一导电胶而言, 当其纳米填料种类与质量分数一定时, 优化纳米填料空间分布状态、改变固化温度与时间便成为改进导电胶性能的重要方向。

3.1 纳米填料原位生成

纳米填料原位生成优化了其空间分布状态。若纳米填料能够在胶黏剂基体中原位生成, 则在不使用分散剂的情况下, 亦能有效避免纳米填料团聚的不利影响。此外对于纳米-微米混合填料体系而言, 通常导电胶由两种填料分别加入胶黏剂基体中制备而成, 若预先使纳米填料原位生成于微米填料表面, 亦可有效改善其分布。

Gao H.等[41]以环氧树脂与甲基六氢邻苯二甲酸酐 (MHHPA) 为导电胶基体, 在其乙腈溶液中加入还原剂对二甲氨基苯甲醛 (DABA) , 在固化温度下可实现银离子的原位还原, 生成20~30nm银纳米颗粒;A.Hirose等[42]则通过聚乙二醇还原氧化银原位生成了银纳米颗粒。Yang C.等[43,44]通过两个步骤实现了银纳米颗粒在微米银片上的原位生成:首先在乙醇中加入碘同微米银片相作用, 使其表面生成100nm以下的碘化银纳米团簇;随后以硼氢化钠为还原剂, 将碘化银纳米团簇还原为银单质, 得到表面原位生成的纳米结构。以其为填料的导电胶电阻率可达到10-5Ω·cm数量级。Chee S.S.等[16]在乙醇还原银离子的溶液中加入平均直径为8.9μm的银片, 在加热搅拌条件下纳米银颗粒可直接还原生长于微米银片表面。由于在还原过程中无需另加入聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 等分散剂, 也避免了填料表面绝缘层包覆影响电接触。在渗流阈值附近, 填料增重1%的导电胶电阻率下降了两个数量级。

3.2 纳米填料烧结

由于纳米材料的小尺寸效应, 其自扩散系数远高于块体材料;而且熔化所需增加的内能比块体材料要小得多, 随着温度的升高, 纳米材料表面开始出现液相。这两方面因素促进了填料间传质作用, 因此通过调整固化温度与时间, 可实现导电胶中纳米填料的低温烧结, 其高表面能在烧结时可驱动孔洞收缩及空位团湮没[20], 从而达到降低接头电阻率、提高连接强度的目的。

R.N.Das等[19]对10~15nm的银纳米颗粒导电胶进行固化烧结发现, 固化温度越高, 烧结过程进行越充分, 烧结颈逐渐增长直至形成连续整体;同时, 随着固化温度升高, 所得接头电阻值逐步下降。导电胶中采用上述银纳米颗粒与微米银片的混合填料, 同样可在200℃左右实现烧结连接;银纳米颗粒原位生成于微米银片表面时, 所得接头电阻值降幅更大, 表明纳米填料原位生成有助于混合填料体系烧结致密度的提高。采用脂肪酸对微米银片进行表面处理, 能够改善导电胶流变特性并促进填料分散。Zhang R.等[45]认为, 填料表面的大多数脂肪酸 (RCOOH) 转变为了脂肪酸银盐 (RCOOAg) ;250℃下脂肪酸银盐可受热分解, 进而在微米银片表面原位生成银纳米颗粒, 该温度下纳米颗粒间即发生烧结作用, 实现了填料间的良好连接, 经测量电阻率达到10-5Ω·cm数量级。J.Felba等[46]对98.5%的纳米银胶进行了加热烧结, 电阻率与块状银电阻率的数量级相同。因而高质量分数的纳米填料导电胶可用于印刷电路[14]。

4 结束语

导电胶具有环境友好、细间距封装能力强等优势, 随着微电子产业的加速发展, 具有独特性能的纳米填料导电胶应用前景广阔。在一定含量范围内, 采用纳米填料可显著降低渗流阈值, 并有助于基体与填料间的紧密结合, 纳米填料原位生成和纳米填料烧结等技术的出现进一步优化了导电胶性能。但目前导电胶封装尚不能完全替代Sn-Pb钎料在封装领域内的各项应用, 在导电导热性能、力学性能和可靠性方面尚有较大提升空间, 而且纳米填料的成本也对其应用造成限制。

路基基底处理与填料的选择 篇7

在公路路堤的基地范围内的植物, 如果在路堤填筑前未被彻底的清理, 一旦这些有机物被大面积的大荷载覆盖。植物的光合作用将被阻断, 而大荷载的土石混合料重量又加大了植物根系的毛细抽吸现象, 植物的根、茎、叶、果中的储水量大量被增加, 而增加了的水份和养料又得不到阳光的照射形成光合作用, 于是被大量聚集在植物株体中的水份和化学元素, 便开始发挥其反作用, 在厌养菌的作用下促使植物株体发生霉变和腐烂, 在与光、空气相对隔绝的环境中这些植物霉变和腐烂产生的热量被不断地屯集和加强, 最终使腐烂的植株在高温、高压、高含水量的小环境中渐变成液态形成, 而此液态物质又与土壤中的微量化学物质发生化学反应, 致使基底的土质结构被破坏, 土质变软、变稀, 土质的天然稠度、有机质含量被增大, 最终形成了腐植土。

腐植土, 按1942年卡萨格兰德教授 (A·casagrande) 提出的土塑性分类图判断已明显属于>50的高液限土, 腐植土的工程物理特性表明其土质的天然孔隙比一般大于4;天然含水量大于200%;快剪内摩擦角一般小于5°;其压缩系数大于0.5Mpa-1;不排水抗剪强度小于30 Mpa。上述工程物理指标已明显不符合公路工程对基底的要求。

研究表明, 有机质含量愈高, 而路堤填筑高度也高的情况下路堤受有机质腐烂后的沉陷影响愈大, 相反, 有机质含量为零时不论路堤填筑高如何变化, 只要其筑高在原基底允许承载力范围内其因有机质腐烂造成路堤沉陷的可能几乎为零。

因此, 《公路公路技术标准》 (JTGB001-2003) 及《公路工程国内招标文件范本》 (2003版) 均规定:“在路基用地范围内的垃圾、有机物残渣及原地表以下至少100~300mm内的草皮、农作物根系和表土应予清除……”以规范条文的形式明确规定了基底清表处理的重要性和不可忽略性。

大量的理论探讨和工程实践使我们明白:为保证公路路堤的填筑成型质量, 保证公路路堤具有足够的强度和稳定性必须注重基底的处理, 只有重视这个问题才是确保工程质量的关键因素之一。

实践中, 我们认为基底处理方法应按下述方案进行。

2 路堤基底的处理方案

路堤基底是指路堤填料与原地面的接触部分。为使两者结合紧密, 避免路堤沿基底产生滑动, 防止因草皮树要腐烂引起路堤沉陷, 需视基底的土质、水文、坡度和植被情况及填高采取相应的处理措施。

2.1 伐树、除根及表土处理

路堤填筑时如不清除结合面上的草木残株等有害于路堤稳定的杂物, 路堤成形后一旦杂物腐烂变质, 地基将会发生松软和不均匀沉陷等现象。为预防这种情况, 就必须在路堤填筑前做好伐树, 除根和表层土壤处理工作。特别当路基填筑高度小于1.0米时, 应注意将路基范围内的树根, 草丛全部挖除。

伐树, 除根和清除草丛作业可采用人工方法或机械方法, 应注意的是对草丛等不得使用燃烧方法处理。因为火烧法, 火不易控制, 稍有不慎, 即会造成烧山毁林等严重后果。且燃烧后的草木根系并未完全死亡, 其灰反而成有机肥料对路堤沉降的危险并未完全排除。

如基底的土系腐植土, 则须用挖掘机或人工将其表层土清除换填, 厚度视具体而定, 一般以不小于30CM为宜, 并予以分层压实, 压实度应符合规范要求。

如基底土发现草碳层, 鼠洞裂缝, 溶洞等, 都必须处理好, 以防造成日后塌陷。

有些清除物 (如腐植土) 在路堤修筑后, 可取回作为护坡保护层使用, 也可作为中央分隔带及绿化带的回填土, 这时应注意堆弃位置便于取回。

路堤通过耕地时, 筑填施工前, 必须预先填平压实, 如其中有机质含量和其它杂质较多时, 碾压时因弹性过大, 不易压实, 应换填干土。

2.2 坡面基底处理

填方路堤, 如基底为坡面时, 在荷载作用下, 粒料极易失稳而沿坡面产生滑移。因此在施工前必须注意对基底坡面处理后方能填筑。经验表明, 当坡度较小, 在1:0~1:5之间时, 只需清除坡面上的树、草、杂物后, 将翻松的表层压实后即可保证坡面稳定:当坡面坡度较大, 在1:5~1:2.5之间时, 应采取如图三所示的方法, 将坡面做成台阶形一般宽度不宜小于2.00M, 高度不宜小于1.00M, 且台阶顶面宜做成向堤内倾斜的4%6%的内坡, 如基底坡度大于1:2.5时, 则应采用修护面墙, 护脚等措施对坡脚进行特殊处理。

特殊地段的基底当基底原状土天然稠度小于1.1, 液限大于40, 塑性指标大于18的粘质土基底, 当进行处治或采用重型压实确有困难时可采用轻型压实标准。

3 路堤填料的选择

由于公路沿线土石的性质和状态不同, 故路基的稳定性亦有很大的差异。为保证路堤的强度和稳定性, 需尽可能选用当地稳定性良好, 并具有一定强度的土石作填料。

3.1 最稳定的填料

最稳定的填料主要有石质土和工业矿渣两大类, 前者常含有漂石土, 卵石土, 砾石土, 中砂和粗砂等;后者常用的有:钢渣, 建筑废料等, 这两类材料摩擦系数大, 不易压缩 (层间压缩量小) , 透水性好, 水湿稳定性及强度受水影响很小, 是填筑路堤的最佳材料。

3.2 密实后可稳定材料

这类材料亦分为一般填土和工业废料两类, 前者通常指粉土质砂, 以及砂和粘土所组成的混合土, 后都主要有粉煤灰、电石灰等。这些材料经压实后能获得足够的强度和稳定性是较好的。

3.3 稳定性差的填料

稳定性差的填料主要有高液限粘土, 粉质土等。a.含砂高液限粘土, 高液限粘土。它的粘性高, 塑性指数大, 透水性极差, 干燥时很坚硬, 但浸湿后强度急剧下降, 不易干燥。干湿循环的胀缩所引起的体积变化很大, 过干时易成块, 且不易打碎和压实, 过湿时又易压成弹簧土, 属不理想填料。b.粉质土。它含有较多的粉土粒, 虽有一定的粘性和塑性但不易稳定, 水浸后易成流体状态 (泥浆) , 干旱时则尘土飞扬。毛细水上升高度大, 最大时可达0.8~1.5m, 在季节性冰冻地带会造成很大水份累积, 导致严重的冻胀和翻浆, 属最差的路堤填料, 黄土类, 黑土 (肥粘土) 多属于这类土。

上述稳定性较差的土一般属液限大于50, 塑性指数大于26的土, 不宜作为公路路基填土。在特殊情况下, 受工程作业现场条件限制, 必须使用时, 通常应作处理后, 方能使用。

结束语

公路工程是一个永久性的工程。只有消除施工中的模糊思想, 明确各工序对公路工程整体质量的作用机理和要求才能将我国公路工程的建设推上新的台阶。

参考文献

[1]JTGB001-2003.公路工程技术标准.

新型砂弹填料配方研究 篇8

砂弹是靶场常规弹药试验用到的一种试验用弹, 它是将实弹弹体装药倒空后装填一定量的惰性填料而成。目前, 投入使用的砂弹填料主要有:水泥砂浆、沥青石子、石粉蛭石等型。这些填料都存在下沉量过大、碎药量多等无法克服的缺陷, 影响试验精度和效果。迫切需要研制一种强度高、无碎药、价格相对便宜、易实现高精度自动装填的新型试验砂弹填料, 并研究新填料装填质量控制规律, 满足靶场试验中对砂弹填料的要求。同时, 为试验砂弹高精度自动化装填设备研制提供理论基础。

1 对砂弹惰性填料的要求

1.1 填料要有较高的压溃强度

由于弹丸在飞行的过程中, 在加速段承受极大的加速度, 从而使弹丸内部装药受到巨大的压溃应力。这就要求砂弹内部装填的惰性填料具有很高的压溃强度。目前压溃强度最小的注装TNT的压溃强度为9.6MPa, 因此, 填料的压溃强度不能低于9.6MPa。

1.2 填料具有一定比重范围, 可以方便调节弹重

为使砂弹能够更真实反映实弹的试验数据, 要求砂弹的装填精度很高, 一般为标准弹重的千分之一, 并且要求药面高度误差为±5mm。实际情况下, 由于工厂制造工艺原因, 弹体有不同级别弹重, 为使装填后的弹体密度与实弹一致, 这就要求填料具有一定的比重范围, 能够满足不同的弹重需要。

1.3 填料装填后密度均匀

由于砂弹的质心、偏心、转动惯量等参数与实弹必须保持一致, 这就要求装填的惰性填料具有密度均匀的特点。

1.4 工艺性好, 能够实现自动化装填

为了减少人力勤务, 缩短装填时间, 提高装填效率, 研制高精度装填设备势在必行, 另外, 为满足装填设备要求, 惰性填料必须具有工艺性好的特点, 从而实现自动化装填。

2 砂弹惰性填料的配方设计

2.1 砂弹填料配方设计前的几点思考

1) 填料配方必须以设计要求为前提进行考虑

2) 空弹体的内腔结构决定了填料在装填时为流体, 又因为在砂弹进行射击试验时候, 要求使其与原弹体装药的参数相似或一致, 必须使内部结构紧凑不松动, 这就要求填料能够进行自凝固。

3) 为缩短研制时间, 设计时应尽可能参考应用其他行业成熟的试验配方。

2.2 砂弹惰性填料配方设计

呋喃树脂在机械工业中发挥着重要作用, 尤其在铸造工艺中作砂芯粘结剂;在室温下, 通过加入一定量的有机酸性固化剂, 使其与呋喃树脂、铸造砂充分均匀混合而自行硬化的呋喃树脂自硬砂在铸造业中得到广泛应用, 大大提高了铸件的质量[1]。呋喃树脂自硬砂填充时流动性好, 常温下固化等特点, 据此开发了新型砂弹填料。

呋喃树脂砂在室温下固化, 固化强度高, 混制方便, 选择合适固化剂可以很好的控制使用时间, 填料流动性好, 便于填充。

新型填料由石英砂、粘结剂、固化剂、偶联剂等成分组成。

2.2.1 石英砂

石英砂是一种储量丰富, 分布极广的材料, 其主要成份是SiO2, 用放大镜观察, 纯洁的石英颗粒是无色透明或半透明的。石英的晶体属于骨架状结构, 它的基本结构单位是硅氧四面体, 在这类结构中, 每个硅原子都与四个氧原子相连, 四个氧原子位于四面体的顶端, 硅原子则处于四面体的中心, 每个四面体又和周围的四个四面体共用顶端的氧原子, 即每个硅原子与四个氧原子相连, 而每个氧原子又与两个四面体中的二个硅原子相连, 如此向空间伸展, 整个晶体是一个巨大的分子。Si-O间是以强大的共价键相结合形成的原子晶体, 所以石英砂具有高硬度、高压溃强度、高熔点的特性[2]。

石英砂是新型填料的骨架, 起支撑作用, 它是主要成分, 承受着砂弹发射过程中的主要载荷。

2.2.2 黏结剂

呋喃树脂是以农副产品糠醛为主要原料生产的热固性树脂。其在强酸作用下固化为不溶解、不熔化的固形物。呋喃树脂由于分子结构中含有稳定的呋喃环, 而具有优异的力学性能和耐酸、耐碱、耐酸碱交替腐蚀以及良好的耐有机溶剂性能, 随着当前世界范围内原油价格的节节上涨, 使用可再生原料生产的呋喃树脂, 拥有货源充足, 价格低廉, 储存期长等优点, 越来越引起人们的注意[3]。

从石英砂的表面特征看来, 凡含有羟基、羧基、环氧基等基团的高聚物都能与其表面上的羟基生成氢键、离子—偶极键, 且易起化学反应。这样, 不仅呋喃树脂本身固化为一体, 而且呋喃树脂与石英砂发生反应, 固化为一体, 形成了强度高的填料。

填料终强度的获得是通过树脂与树脂、树脂与石英砂的交联固化而得到的, 因此粘结剂的加入量对压溃强度的影响是巨大的。但树脂加入量过大, 不仅使填料成本增加, 而且使填料黏度增大, 不利于装填和清理。合适的树脂加入量是填料得以使用和推广的关键。

黏结剂是连接砂粒与砂粒之间的桥梁, 其性能决定填料的强度和流动性等性能的好坏。黏结剂选用能在常温下固化且强度高的改性呋喃树脂。选择树脂的原则是含水量低, 游离甲醛少, 黏度要小。

2.2.3 固化剂

固化剂是促使树脂进一步聚合, 并使之交联的催化剂, 最终达到砂粒与砂粒紧密连接形成紧实的填料。呋喃树脂采用的固化剂可分为有机酸和无机酸两大类[4]。有机酸主要是苯磺酸、对甲苯磺酸。无机酸主要是硫酸已脂、磷酸等。对固化剂的选择是否合理, 决定于固化剂本身的酸性强弱和加入量的多少, 它会影响填料的工艺性能、强度、使用时间等。目前使用的大多是有机酸。

呋喃树脂在固化剂的作用下, 由线型交联成体型结构, 从而提高呋喃树脂的黏结强度。

2.2.4 偶联剂

硅烷偶联剂是在分子中同时具有两种不同的反应性基团的有机硅化合物, 具有双重化学性质, 其分子结构中通常都含有一种基团亲无机物 (强极性) , 另一种基团亲有机物 (极性小或非极性的) 。它能分别和无机物 (石英砂) 有机物 (呋喃树脂) 互相结合, 从而把这两种性质上相差很大的材料“偶联”起来, 形成“无机相—硅烷偶联剂—有机相”的结合层从而使聚合物与无机材料界面间获得较好的黏接强度。

与改性呋喃树脂匹配的偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷, 石英砂表面存在-OH基与石英砂表面结合好的活性基团是乙氧基 (-OC2H5) [5], 它通过水解、缩合与石英砂表面起作用。从粘结的基本理论可知, 树脂与石英砂要获得高强度既要有树脂黏结剂内部的高内聚力, 又要有树脂-砂粒界面的高附着力, 以及其树脂黏结剂的润湿能力。在树脂黏结剂中加入硅烷偶联剂, 可提高黏结强度和改善抗湿性, 使树脂耗量降低1/3左右。

3 结论

通过多次试验得出该新型填料各成分配方的最佳比例, 用该比例填装的弹丸进行以下的试验验证:经过靶场静态测试、高低温试验、CT扫描和实际射击试验, 砂弹静态特征符合砂弹技术要求;内部均匀, 无气孔、裂纹等缺陷;填料强度满足射击试验要求, 没有下沉。

目前存在的主要问题是:由于实弹有不同的弹重, 该填料只能满足较轻弹重, 对于重弹则无法满足要求, 应尽快改进填料配方, 找出解决方法。目前改进试验正在进行中。

参考文献

[1]白香爱.自硬树脂砂的应用及最新发展.铸造设备研究, 2003; (1) :39—41

[2]《铸造工艺基础》联合编写组.铸造工艺基础.北京:北京出版社, 1979;6—8

[3]程艾琳.呋喃树脂性质的几点分析.玻璃钢/复合材料, 1999; (3) :50—52

[4]马忠亮, 李爱英.呋喃树脂固化反应动力学研究.华北工学院学报, 1998;16 (1) :23—25

浅析如何提高路基填料工程进度 篇9

疏港路工程是我区备受瞩目的重点工程, 工程全长40公里, 工程涉及景观桥6座, 各类涵洞49道, 换填方量达123万立方米, 按照常规的作业方式, 完成此项工作至少需要一年的时间, 而区委区政府要求我们在100天完工。 (123万立方米的填方量是个什么概念, 如果每天送料车辆有500车次, 大家想象一下, 施工现场会是怎样的一种场景, 假定每辆车拉料30立方米, 仅换填方量这一项就得需要82天, 我们在这里考虑的只是理想状态, 可是现实的问题是这么大的换填方量, 所需换填的材料是不是充裕, 施工便道是不是满足需要, 便道是不是能承受得住重型车辆的反复辗压, 这么大的车流量行车会不会顺畅) 总工期共100天, 而换填方量就占去了82天, 剩余的还有路面底基层基层面层的施工, 而总工期只有100, 我们怎样才能圆满完成任务?

2 选题理由

受地理条件限制, 疏港路工程施工条件恶劣, 路基土质为软土, 换填方量达123万立方米, 按现场的施工环境, 每天平均填方量只能达到1万立方米, 而区委、区政府要求我们路基填筑60天内完工, 日均填方量必须达到2.05万立方米, 才能保证疏港路工程全线顺利竣工。我公司迅速成立了疏港路工程项目部, 进行调查研究方案。

3 现状调查

小组对我公司前两年施工的邱柳线、稻钱路、大李线三条道路路基填筑施工日均填方量统计如下

从表中可以看出, 在以往施工的工程项目中, 日均填方量都超过了1万立方米, 面现在施工的疏港路工程每天只能铺筑1万立方米, 是什么原因引起的工程进度如此缓慢。

经过现场分析, 专家论证, 找出影响路基填料日均填方量低的因素是材料供应不到位, 填料摊铺不及时, 施工机械不足、施工工艺不熟悉、资金不到位等五项因素。

我们又对这五项因素, 进行了一一分析。见下表:

从上面的现状调查可知, 影响防洪堤工程路基填料日均填方量低的主要原因在于材料供应不到位和材料摊铺不及时, 两者之和所占比例为78%, 为主要原因。

4 目标值的设定及可行性分析

我项目部找到了原因就设定目标值为日均填方量由现状的1万方米提高到2.05万立方米, 同时进行了可行性分析。

4.1 我单位自1996年开始, 每年均有大量的公路工程施工任务, 对于路基填筑工程的施工技术都非常熟悉, 所以我们有信心完成好此项工程任务。

4.2 先进的机械设备, 优秀的施工队伍为我们完成此项任务创造了有利条件。

5 制定对策

我项目部对路基填筑施工进度缓慢, 日均填方量低, 从材料供应不到位及材料摊铺不及时的原因进行了深入的分析, 得出了六条末端因素, 一是换填方量大、二是运输车辆少、三是路基施工设备不足、四是没有可供大型车辆行走的施工便道, 五是缺少教育培训六是施工方法不当, 七是精细管理不到位。

5.1 针对路基换填方量大, 我们通过现场调查发现路基换填方量达123万m3, 创历年之最, 我们项目部负责材料采购的人员多家联系, 择优选择, 提前预定路基填筑所需的泡渣、砂土及粉煤灰材料, 使材料到位。

5.2 针对运输车辆少, 我们项目部负责机械调度的人员对以往在公司拉料车辆登记表进行了查阅, 多方联系, 达到运输车辆充足。

5.3 针对路基施工设备不足, 公司加大机械投资力度, 先后购置HD130悍马压路机、YZ20压路机、YL28C压路机、随车起重运输车、工程钻井机、石灰消解机、柴油发动机、路基施工所用的挖掘机、推土机、铲运机和压实设备, 数量充足。

5.4 针对没有可供大型车辆行走的施工便道, 通过现场核查, 施工现场只有一条供小型车辆行走的施工便道。所以我项目部在运河两侧做了5条临时便道, 修筑5条过河便道, 同时利用高铁的临时便道。另外为了防止大型车辆的反复碾压, 造成二次破坏, 项目部临时组建了施工便道维护队伍, 由专人负责管理, 每天都要对施工便道进行维护, 并在各路口设安全疏导员, 从而来保证送料车辆的循环流动。

5.5 针对缺少教育培训, 我项目部做出决定, 每月培训一次, 对新技术新工艺方面随时进行技术培训, 培训结果, 通过现场考核验证, 施工现场技术管理人员培训并考核通过率达到100%, 公路施工人员工人技术操作考核率达100%方能上岗。

5.6 针对施工方法不当针对施工方法不当, 我项目部在施工方法上, 我们把顺序施工法改为平行施工法, 精心组织, 合理安排, 把施工人员分成两个项目部, 八个作业段, 充分利用工作面, 采用“多点并进, 双向合拢, 不留空档, 穿插作业”的施工方式, 在施工管理上采用增加拉料车辆, 每个项目部每天送料车辆均达到500车次以上, 施工人员轮流上岗, 24小时不间断施工, 做到人歇机不歇。

5.7 精细管理常抓不懈。在质量管理上, 对工程质量不断提出更高要求, 围绕质量、进度和效益, 不断改进施工工艺, 严格操作规程, 确保工程优质高效。在安全管理上, 强化安全意识和操作规程, 加强对施工人员、设备操作人员、驾驶员进行安全教育。去年5月份, 公司派21人参加省交通厅举办的“三类人员”安全生产培训班。同时, 加大安全投入, 设置各种安全标志标牌, 经常对安全生产工作进行检查, 真正让安全制度和措施落到实处, 见到实效。施工现场是施工管理的窗口, 公司制定印发《施工手册》, 按照规范标准认真抓好落实。在成本管理上, 加强财务管理, 加强审计监督, 引导职工树立过紧日子的思想, 在生产组织和施工管理过程中, 处处精打细算, 事事讲究节约, 定期进行成本分析和检查, 开源节流, 节能降耗, 杜绝不合理开支, 保证成本控制目标的实现。

6 效果检查

通过两项对策实施, 2011年6月22日, 小组成员对现记录如下: (1) 路基填料日均填方量达2.5万立方米, 路基填筑施工50天完工。 (2) 从施工组织、施工技术及施工管理都发挥出了一流的水平。

7 经济效益和社会效益。

唐津运河防洪堤路基填筑工程, 施工条件恶劣, 按常规的作业方式, 日均填方量只能达到1万立方米, 但是经过小组成员的共同努力, 日均填方量达到了2.5万立方米, 缩短了工期, 节约工程投资40万元, 取得了良好的经济效益。

社会效益:唐津运河防洪堤是区委、区政府打造生态水城的亮点工程, 我公司以科学的手段制定相应的推进计划, 在施工条件恶劣、填方材料用量大的情况下, 抢晴天, 战雨天, 提前10天完成路基填筑的施工任务, 为整体工程完工赢得了宝贵的时间, 展示了交通人的风采, 美化了丰南的条件, 得到上级主管部门和当地政府的认可, 得到社会各界的高度评价!

8 结语

在当今激烈的市场竞争条件下, 时间是企业的生命, 精心组织, 合理安排时间, 创建优质、高效的工程也是建筑企业赖以生存、发展的自身需求。疏港路工程路基填筑工程的顺利完工, 为我公司全线工程完工赢得了宝贵的时间, 为以后拓展市场、广揽任务、提高效益奠定了坚实的基础;在今后的施工中我们会将优质、高效工程作为每项工程的施工目标, 为企业发展赢得更广阔的市场空间!

摘要：本文通过实例, 针对所施工的工程建设项目疏港路工程路基填料日均填方量低, 从材料供应不到位, 填料摊铺不及时, 施工机械不足、施工工艺不熟悉、资金不到位等方面进行分析, 从而找出了好的方法。