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第十五章 水泥混凝土路面,Cement concrete pavement,2,2019/6/27,第一節(jié) 概述,水泥混凝土路面:水泥混凝土面板基(墊)層土基 水泥混凝土路面的類型 普通混凝土路面:除接縫區(qū)和局部范圍(邊緣和角隅)外不配置鋼筋的混凝土路面。Plain concrete pavement 鋼筋混凝土路面(RCP)jointed reinforced concrete pavement 連續(xù)配筋混凝土路面(CRCP)continuous reinforced concrete pavement 預(yù)應(yīng)力混凝土路面pre-reinforced concrete pavement 水泥混凝土預(yù)制塊路面 concrete block pavement 鋼纖維混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement 碾壓混凝土路面(RCC)roller compacted concrete pavement,3,2019/6/27,第一節(jié) 概述,水泥混凝土路面優(yōu)點(diǎn) 強(qiáng)度高:抗壓、抗折、抗磨耗 穩(wěn)定性好:水、熱穩(wěn)定性好,沒有老化現(xiàn)象 耐久性好:2040年使用壽命 適應(yīng)特殊車輛,如履帶式車輛等 水泥混凝土路面缺點(diǎn) 對(duì)水泥和水的需求量大 有接縫:施工養(yǎng)護(hù)復(fù)雜、舒適、病害 開放交通遲 修復(fù)困難,4,2019/6/27,水泥混凝土路面的主要強(qiáng)度參數(shù),彈性模量 2540103mpa 抗壓強(qiáng)度 3040mpa 抗彎拉強(qiáng)度 4.05.5mpa,5,2019/6/27,第二節(jié) 水泥混凝土路面構(gòu)造,土基 土基受壓力較小 ,一般不超過0.05mpa。 混凝土面板特別要求土基能提供均勻支承。 土基材料均勻 土基強(qiáng)度和剛度均勻 產(chǎn)生土基不均勻支承的因素 不均勻沉降 不均勻凍脹 膨脹土,6,2019/6/27,第二節(jié) 水泥混凝土路面構(gòu)造,基層 設(shè)置基層的目的 防唧泥 防冰凍 較小路基頂面的壓應(yīng)力,并緩和路基不均勻變形對(duì)面層的影響。 防水 為面層施工提供工作面。 提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力,延長(zhǎng)路面的使用壽命,7,2019/6/27,第二節(jié) 水泥混凝土路面構(gòu)造,基層 水泥混凝土路面對(duì)基層的要求 整體性好,抗塑性變形能力強(qiáng); 抗沖刷能力強(qiáng)。 基層的類型,在重、特重交通道路上,優(yōu)先選用瀝青穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定類粒料或貧混凝土作為水泥混凝土路面的基層。,8,2019/6/27,第二節(jié) 水泥混凝土路面構(gòu)造,基層 基層的適宜厚度,9,2019/6/27,第二節(jié) 水泥混凝土路面構(gòu)造,墊層和水泥混凝土路面的防凍厚度要求 根據(jù)路面防凍、防濕的要求來設(shè)置墊層 混凝土路面結(jié)構(gòu)的防凍最小厚度要求見下表。 防凍厚度不夠時(shí),設(shè)置合適的墊層以滿足要求。,10,2019/6/27,第二節(jié) 水泥混凝土路面構(gòu)造,混凝土面板 足夠的強(qiáng)度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整。 平整度: 抗滑性能: 各級(jí)公路水泥混凝土面層的表面構(gòu)造深度(mm)要求,11,2019/6/27,5.面層類型的選擇,一般采用設(shè)接縫的普通混凝土路面; 面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則,路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施,高填方、軟土地基、填挖交界段的路基等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí),應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。 其它按下表選用:,12,2019/6/27,其它面層類型的選擇,13,2019/6/27,三、混凝土面板,水泥混凝土面層厚度的參考范圍,14,2019/6/27,四、接縫的構(gòu)造與布置,為什么要設(shè)置接縫 釋放由于溫度變化引起的混凝土面板內(nèi)的脹縮應(yīng)力、翹曲應(yīng)力等。 控制應(yīng)力過大時(shí)裂縫出現(xiàn)的位置。使其沿接縫處伸縮 ,不致產(chǎn)生無規(guī)則的裂縫。,行車方向,15,2019/6/27,四、接縫的構(gòu)造與布置,接縫的種類 1)按位置分: 2)按構(gòu)造分:,鋸切,自然裂開,16,2019/6/27,四、接縫的構(gòu)造與布置,接縫的種類 3)按作用分: 縮縫:保證板因溫度和濕度的降低而收縮時(shí)沿該薄弱斷面縮裂,從而避免產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。 脹縫:保證板在溫度升高時(shí)能部分伸張,從而避免產(chǎn)生路面板在熱天的拱脹和折斷,同時(shí)脹縫也可起到縮縫的作用。 施工縫:施工時(shí),每天完工以及因雨天或其它原因不能繼續(xù)施工時(shí)設(shè)置成施工縫。一般應(yīng)盡量做至縮縫或脹縫處。,17,2019/6/27,四、接縫的構(gòu)造與布置,接縫設(shè)計(jì)要考慮的主要因素 接縫設(shè)置的位置:板的平面尺寸 接縫的構(gòu)造 接縫處的荷載傳遞:保證相鄰板塊的共同受力 設(shè)傳力鋼筋 不規(guī)則拉裂處混凝土的相互咬合作用 接縫縫隙的填封:防水,18,2019/6/27,四、接縫的構(gòu)造與布置,板的平面尺寸 對(duì)普通混凝土面板: 板長(zhǎng):即板的橫向縮縫間距46m. 板寬:即縱向接縫間距按車道寬3.04.5m 面層板的長(zhǎng)寬比不宜超過1.30,平面尺寸不宜大于25m2.,19,2019/6/27,5.接縫的構(gòu)造,縱縫 縱向施工縫 縱向縮縫 拉桿:直徑14、 16 長(zhǎng)度L=700、800 間距a400、500、600、700、800、900 (下表中的數(shù)據(jù)為拉桿的“直徑長(zhǎng)度間距”),20,2019/6/27,縱向施工縫構(gòu)造圖,21,2019/6/27,縱向縮縫構(gòu)造圖,h/2,h/2,100,38,(1/32/5)h,拉桿,填縫料,防銹涂料,22,2019/6/27,橫向接縫的構(gòu)造,橫向施工縫 設(shè)傳力桿平縫型設(shè)在縮縫處的施工縫 設(shè)拉桿企口縫型設(shè)在縮縫之間的施工縫 橫向縮縫 設(shè)傳力桿假縫型:適用于特重、重交通公路、收費(fèi)廣場(chǎng)的縮縫以及鄰近脹縫或自由端部的3條縮縫。 對(duì)高速公路橫向縮縫頂部須兩次鋸縫形成淺槽口。 不設(shè)傳力桿假縫型:除上述以外的縮縫。,23,2019/6/27,橫向施工縫設(shè)傳力桿平縫型,h/2,h/2,100,38,(1/41/5)h,傳力桿(光圓鋼筋),填縫料,防銹涂料,24,2019/6/27,橫向施工縫設(shè)拉桿企口縫型,h/2,h/2,100,38,(1/41/5)h,拉桿(螺紋鋼),填縫料,防銹涂料,1:4,1/10h,(1/41/5)h,25,2019/6/27,橫向縮縫設(shè)傳力桿假縫型(重點(diǎn)掌握),h/2,h/2,100,38,(1/41/5)h,傳力桿(光圓鋼筋),填縫料,防銹涂料,26,2019/6/27,橫向縮縫設(shè)傳力桿假縫型(高速公路),h/2,h/2,100,38,(1/41/5)h,傳力桿(光圓鋼筋),填縫料,防銹涂料,B,27,2019/6/27,橫向縮縫設(shè)傳力桿假縫型(高速公路),淺槽口構(gòu)造示意圖(加寬的槽口免板脹時(shí)填縫料擠出,收縮時(shí)又與板脫開),38,(1/41/5)h,20,610,填縫料,條帶或繩,B點(diǎn)大樣圖,28,2019/6/27,橫向脹縫,設(shè)置滑動(dòng)傳力桿 設(shè)置在鄰近橋梁或其它固定構(gòu)造物或與其它道路相交處 脹縫寬20mm,縫內(nèi)設(shè)置填縫板和可滑動(dòng)的傳力桿。,29,2019/6/27,橫向脹縫構(gòu)造示意圖,h/2,h/2,30,20,3040,傳力桿,填縫料,防銹涂料,填縫板,50,12-16200,涂瀝青并裹敷聚乙烯膜,500,長(zhǎng)100mm的小套子留30mm空隙填以紗頭等,30,2019/6/27,傳力桿的尺寸和間距,傳力桿采用光面鋼筋。 最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為150250mm.,31,2019/6/27,6.接縫填封材料,脹縫填縫板 選用能適應(yīng)混凝土面板膨脹收縮、施工時(shí)不變形、復(fù)原率高耐久性好的材料。 高速公路、一級(jí)公路:泡沫橡膠板、瀝青纖維板 其它等級(jí)公路:也可用木材類、纖維類板。 縮縫填縫料 選用與混凝土接縫槽壁粘接力強(qiáng)、回彈好、適應(yīng)混凝土板收縮、不溶于水、不滲水、高溫時(shí)不流淌、低溫時(shí)不脆裂、耐老化的材料。 常用有聚氨脂焦油類、氯丁橡膠類、乳化瀝青類、聚氯乙烯膠泥類、瀝青橡膠類、瀝青瑪蹄脂及橡膠嵌縫條等。,32,2019/6/27,五、混凝土面板的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,邊緣鋼筋:縱向、橫向圖a) 角隅鋼筋:發(fā)針型、網(wǎng)片型圖b、c) 構(gòu)造物橫穿公路處的面層配筋網(wǎng)圖d),33,2019/6/27,發(fā)針型角隅補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,34,2019/6/27,網(wǎng)片型角隅補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,35,2019/6/27,水泥混凝土路面平面布置圖,縮縫傳力桿,縱縫拉桿,脹縫滑動(dòng)傳力桿角隅鋼筋,36,2019/6/27,六、與斜交橋梁、瀝青路面相接的處理,與斜交橋梁的處理,37,2019/6/27,六、與斜交橋梁、瀝青路面相接的處理,與斜交橋梁的處理,38,2019/6/27,六、與斜交橋梁、瀝青路面相接的處理,與瀝青路面相接的處理,39,2019/6/27,六、與斜交橋梁、瀝青路面相接的處理,與瀝青路面相接的處理,40,2019/6/27,第三節(jié) 水泥混凝土路面施工工藝,對(duì)面層混凝土材料的要求 集料公稱最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm(碎石)或19.0mm(卵石)。 砂的細(xì)度模數(shù)不宜小于2.5,高速公路面層用砂,其硅質(zhì)砂或石英砂的含量不宜低于25。 水泥用量不得小于300kg/m3(非冰凍地區(qū))或320kg/m3(冰凍地區(qū))。冰凍地區(qū)的混凝土中必須摻加引氣劑。 水泥等級(jí):特重交通42.5 52.5 重、中等、輕交通32.5 外加劑:減水劑、早強(qiáng)劑、引氣劑,41,2019/6/27,第三節(jié) 水泥混凝土路面施工工藝,面層混凝土配比設(shè)計(jì) 混凝土彎拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 水泥混凝土的強(qiáng)度以28天齡期的彎拉強(qiáng)度控制。當(dāng)混凝土澆筑后90天內(nèi)不開放交通時(shí),可采用90天齡期的彎拉強(qiáng)度。各交通等級(jí)要求的混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不得低于下表的規(guī)定: 配合比設(shè)計(jì),42,2019/6/27,三、水泥混凝土板的施工程序和施工技術(shù),施工準(zhǔn)備工作 施工方法 人工小型機(jī)具 混凝土攤鋪機(jī):能完成攤鋪、振實(shí)、整平和抹光等作業(yè)的聯(lián)合攤鋪機(jī)。 軌道式攤鋪機(jī) 滑模式攤鋪機(jī),43,2019/6/27,人工小型機(jī)具的混凝土路面施工,44,2019/6/27,土法施工,45,2019/6/27,滑模式水泥混凝土路面攤鋪機(jī),46,2019/6/27,滑模式攤鋪機(jī),47,2019/6/27,48,2019/6/27,滑模式攤鋪機(jī),滑模式攤鋪機(jī)是機(jī)架兩側(cè)裝有長(zhǎng)模板,對(duì)水泥混凝土進(jìn)行連續(xù)攤鋪、振實(shí)、整形的機(jī)械。這種機(jī)械集攤鋪、振實(shí)、修整于一體,結(jié)構(gòu)緊湊、操作集中方便,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,節(jié)省人力、物力,加快施工進(jìn)度,提高經(jīng)濟(jì)效益?;J綌備仚C(jī)是一種新型水泥混凝土路面施工機(jī)械,它集計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密機(jī)械制造、現(xiàn)代水泥混凝土和高速公路工程技術(shù)為一體,稱之為Robot Concrete Pavement Machine。它的出現(xiàn),突破了過去以固定模板修筑水泥混凝土路面的老工藝方法,能夠自動(dòng)鋪筑出公路路拱、超高、平滑彎道和變坡,能適應(yīng)面板厚度的變化,并能自動(dòng)設(shè)置傳力桿、拉桿乃至鋪設(shè)大型鋼筋網(wǎng)片,能攤鋪普通水泥混凝土路面、所有縮縫均設(shè)置傳力桿的混凝土路面、間斷配筋和連續(xù)配筋的鋼筋混凝土路面等。,49,2019/6/27,軌道式攤鋪機(jī),軌道式攤鋪機(jī)是沿襲習(xí)慣的水泥混凝土攤鋪程序而沒計(jì)的機(jī)械,早期的軌道式攤鋪機(jī)是由多臺(tái)完成單作業(yè)程序的機(jī)械組成,故稱之為“攤鋪列車”。它由布料機(jī)、振搗機(jī)和抹光機(jī)等組成。它們一起在鋪設(shè)的兩根軌道上行駛。目前已有可一次完成多種作業(yè)程序的綜合型軌道攤鋪機(jī)和可以大范同內(nèi)調(diào)整攤鋪寬度的桁架型軌道式混凝土攤鋪機(jī)。,50,2019/6/27,3.施工程序,安裝模板 設(shè)置傳力桿 混凝土的拌和與運(yùn)輸 混凝土的攤鋪和振搗 接縫的施工 表面整修與防滑措施 混凝土的養(yǎng)生與填縫,51,2019/6/27,邊模的安裝,鋼模 模板頂標(biāo)高即為路面標(biāo)高,模板底部與基層的空隙用砂漿來調(diào)節(jié)。,路面設(shè)計(jì)標(biāo)高,砂漿調(diào)平層,拉桿,已澆混凝土,52,2019/6/27,筑做接縫,施工縫 縮縫 壓縫法:壓縫放入壓縫板收漿抹面取出壓縫板 鋸縫法:用帶有金剛石或金剛砂輪鋸片的鋸縫機(jī)鋸割。 脹縫,53,2019/6/27,路面切割機(jī),54,2019/6/27,鋸縫時(shí)間的控制,視氣候而定:氣溫、風(fēng)力、風(fēng)速、空氣濕度等。 鋸縫過早:混凝土還沒結(jié)硬,鋸縫時(shí)槽口邊緣易剝落; 鋸縫過晚:混凝土過硬而使鋸片磨損過大且費(fèi)工,而且在鋸縫前可能混凝土?xí)霈F(xiàn)收縮裂縫。,55,2019/6/27,脹縫傳力桿的架設(shè),56,2019/6/27,第四節(jié) 其它類型混凝土路面簡(jiǎn)介,鋼筋混凝土路面 連續(xù)配筋混凝土路面 裝配式混凝土路面 組合式(雙層式)混凝土路面 鋼纖維混凝土路面 混凝土小砌塊鋪砌路面 碾壓混凝土路面,57,2019/6/27,END,臺(tái)灣花蓮公路,59,2019/6/27,60,2019/6/27,茅習(xí)公路傷痕累累,61,2019/6/27,62,2019/6/27,中緬公路,63,2019/6/27,64,2019/6/27,復(fù)合材料公路模塊,65,2019/6/27,混凝土擋波塊,66,2019/6/27,67,2019/6/27,68,2019/6/27,自然沙丘植物防浪帶,69,2019/6/27,花蓮海濱公路,70,2019/6/27,71,2019/6/27,臺(tái)灣景觀公路,72,2019/6/27,半山洞式路基,73,2019/6/27,濱海公路,74,2019/6/27,青藏公路,75,2019/6/27,青藏公路昆侖山口,76,2019/6/27,青藏線唐古拉山兵站附近,77,2019/6/27,78,2019/6/27,雙向8車道的美國(guó)190號(hào)高速公路,79,2019/6/27,國(guó)家今年將投入36億元巨資改善西藏公路狀況,80,2019/6/27,中國(guó)的鄉(xiāng)村道路建設(shè),81,2019/6/27,高墩橋梁,82,2019/6/27,83,2019/6/27,巴朗山埡口,84,2019/6/27,加拿大穿越北極公路,85,2019/6/27,貴州畢節(jié)公路,86,2019/6/27,廣西河池南寧高速公路,87,2019/6/27,土工格柵,88,2019/6/27,山西祁臨高速公路,89,2019/6/27,云南磨黑至元江高速公路,90,2019/6/27,貴陽至廣西新寨高速公路開膛破肚,91,2019/6/27,山區(qū)公路,92,2019/6/27,文物保護(hù)寧夏古王高速公路,93,2019/6/27,高山銀鏈青海公路,94,2019/6/27,清江王家沖公路巖石邊坡防護(hù)綠化工程 防護(hù)前,95,2019/6/27,防護(hù)后,96,2019/6/27,青藏公路格爾木昆侖山段,97,2019/6/27,夾金山,98,2019/6/27,美國(guó)加州200輛汽車連環(huán)相撞,99,2019/6/27,100,2019/6/27,中部橫貫公路的美景,101,2019/6/27,102,2019/6/27,達(dá)坂城的風(fēng)力發(fā)電廠,103,2019/6/27,沙漠公路,104,2019/6/27,105,2019/6/27,106,2019/6/27,107,2019/6/27,108,2019/6/27,109,2019/6/27,110,2019/6/27,111,2019/6/27,112,2019/6/27,北京首現(xiàn)防側(cè)滑彩色路面,夜間有反光作用,113,2019/6/27,泥石流,顧名思義, 泥石流是泥和石頭(當(dāng)然還有水)組成的一種流體。它的學(xué)術(shù)定義是,泥石流是一種飽含大量泥沙、石塊和巨礫的固、液兩相流體。它呈粘性層流或稀性紊流等運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是各種自然因素(地質(zhì)、地貌、水文、氣象、土壤、植被等)和人為因素綜合作用的結(jié)果。泥石流因其形成過程復(fù)雜,暴發(fā)突然,來勢(shì)兇猛,歷時(shí)短暫, 破壞力大等,常給山區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成重大災(zāi)害。,114,2019/6/27,115,2019/6/27,泥石流的危害,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年有近百座縣城受到泥石流的直接威脅和危害;有20條鐵路干線的走向經(jīng)過1400余條泥石流分布范圍內(nèi),1949年以來,先后發(fā)生中斷鐵路運(yùn)行的泥石流災(zāi)害300余起,有33個(gè)車站被淤埋。在我國(guó)的公路網(wǎng)中,以川藏、川滇、川陜、川甘等線路的泥石流災(zāi)害最嚴(yán)重,僅川藏公路沿線就有泥石流溝1000余條,先后發(fā)生泥石流災(zāi)害400余起,每年因泥石流災(zāi)害阻礙車輛行駛時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1-6個(gè)月。泥石流還對(duì)一些河流航道造成嚴(yán)重危害,如金沙江中 下游、雅礱江中下游和嘉陵江中下游等,泥石流活動(dòng)及其堆積物是這些河段通航的最大障礙。泥石流還對(duì)修建于河道上的水電工程造成很大危害,如云南省近幾年受泥石流沖毀的中、小型水電站達(dá)360余座、水庫50余座;上千座水庫因泥石流活動(dòng)而嚴(yán)重淤積,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。,116,2019/6/27,117,2019/6/27,118,2019/6/27,泥石流的特點(diǎn),泥石流災(zāi)害的特點(diǎn)是規(guī)模大、危害 嚴(yán)重;數(shù)量多、危及面廣。且活動(dòng)頻繁,重復(fù)成災(zāi)。地質(zhì)學(xué)家們指出,泥石流是一種特殊的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,具有強(qiáng)大的侵蝕作用,一次大型的泥石流活動(dòng)可以使溝谷向下切深幾十米,劇烈地改造地表形態(tài),破壞溝源和兩岸山體的穩(wěn)定性,使滑坡、崩塌不斷發(fā)生,從而又進(jìn)一步加劇泥石流的發(fā)展。另外,泥石流暴發(fā)將大量石塊沖出山口在寬緩大河谷地停積,形成堆積扇。一個(gè)大型的泥石流暴發(fā)能將百萬立方米的石塊沖入河流谷地,形成沙灘石海??磥恚嗍鳛?zāi)害對(duì)山地環(huán)境和河谷環(huán)境確實(shí)能夠產(chǎn)生巨大影響。,119,2019/6/27,120,2019/6/27,泥石流的形成,泥石流是怎樣形成的呢?我國(guó)泥石流的形成主要取決于地質(zhì)條件,地貌條件和水源條件。地質(zhì)條件是泥石流形成的內(nèi)因和必要條件。 包括地質(zhì)構(gòu)造和巖性、地震和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及某些物理作用等因素。這些因素相互聯(lián)系、相互作用,控制著泥石流固體物質(zhì)的提供方式、速度和數(shù)量,直接影響泥石流的形成和發(fā)展。第二是地貌條件,這也是形成泥石流的三個(gè)基本條件之一。它制約著泥石流的形成與運(yùn)動(dòng),使泥石流具有不同的規(guī)律和特性。地貌條件主要是指泥石流溝的溝床比降、溝坡坡度、坡向、集水區(qū)面積和溝谷形態(tài)等。第三是水源條件,它是泥石流發(fā)生的不可缺少的條件。主要水源是大氣降水,其次是地下水和冰雪融水。此外,由于人類對(duì)環(huán)境的破壞也加劇了泥石流的形成過程。比如,毀林開荒、陡坡墾植、礦山開采中的亂挖亂采和不合理?xiàng)壊?、以及山區(qū)修建公路、鐵路時(shí)非科學(xué)地就地取料(如土石和棄碴等)。,121,2019/6/27,泥石流的防治,泥石流的防治目前成為倍受關(guān)注的問題,一般采取生物措施和工程措施兩類。生物措施是通過種植喬、灌木、草叢等植物,充分發(fā)揮其滯留降水、保持水土、調(diào)節(jié)徑流等功能,從而達(dá)到預(yù)防和制止泥石流發(fā)生或減小其規(guī)模,減輕其危害程度的目的。生物措施的特點(diǎn)是,應(yīng)用范圍廣、投資省、風(fēng)險(xiǎn)小、能改善自然環(huán)境,作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等。生物措施的類型從防治效能上看,可分為防止型、防御型和制止-防御型。從生物類別上分類,又可分為林業(yè)措施、農(nóng)業(yè)措施和牧業(yè)措施等。 泥石流防治的工程措施具有更直接的意義,一般是在泥石流的形成流通堆積區(qū)內(nèi),采取相應(yīng)的治理工程(如蓄水、引水工程,攔擋、支護(hù)工程,排導(dǎo)、引渡工程,停淤工程及改土護(hù)坡工程等),以控制泥石流的發(fā)生和危害。通常適用于泥石流規(guī)模大,暴發(fā)不很頻繁,松散固體物質(zhì)補(bǔ)給及水動(dòng)力條件相對(duì)集中的地區(qū)。 工程措施中又可以分為:,122,2019/6/27,治水為主的方案 利用蓄水、引水和節(jié)水等工程控制地表洪水徑流,削減水動(dòng)力條件,使水土分離,穩(wěn)定山坡,適用于水力類泥石流的治理。 治土為主的方案 利用攔擋、支護(hù)工程,攔蓄泥石流固體物質(zhì),穩(wěn)定溝岸,防治崩塌或滑坡,適用于土力類崩塌滑坡型泥石流溝的治理。 排導(dǎo)為主的方案 利用排洪道、渡槽等工程,排泄泥石流,控制泥石流的危害。 人們?cè)诘钟嗍鳛?zāi)害時(shí),往往采用綜合治理的方案,即采取坡面、溝道兼顧,上游、下游統(tǒng)籌的綜合治理方案。一般在溝谷上游以治水為主,中游以制土為主,而下游則以排導(dǎo)為主。通過上游的穩(wěn)坡截水和中游的攔擋護(hù)坡等,減少了泥石流固體物質(zhì),控制了泥石流規(guī)模,改變了泥石流的性質(zhì),有利于下游的排導(dǎo)效果,從而能夠有效地控制泥石流的危害。,123,2019/6/27,滑坡災(zāi)害及其防治,滑坡是一種 常見的地質(zhì)災(zāi)害,常常會(huì)掩埋村莊、摧毀廠礦、破壞鐵路和公路交通、堵塞江河、損壞農(nóng)田和森林等,從而給人民的生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成嚴(yán)重?fù)p失。 我國(guó)是一個(gè)滑坡災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家。據(jù)歷史記載,1922年云南祿勸縣瀾泥溝北岸發(fā)生的滑坡,掩埋兩個(gè)村莊和200多畝良田;1933年8月25日四川茂汶縣迭溪地震時(shí),發(fā)生一巨型高速滑坡,將迭溪城從100米高的臺(tái)地上滑入江中,百里之內(nèi)皆受重災(zāi),死難者達(dá)8800人;1943年正月初三,黃河上游 龍羊峽發(fā)生一高速滑坡,埋沒上、下查納村,死亡213人;1965年11月22日云南祿勸縣老深多發(fā)生崩塌性滑坡,埋沒4個(gè)村莊,死亡440人,毀地1000多畝;另外,1961年3月6日柘溪水庫的塘巖光滑坡,1982年7月17日四川云陽縣雞扒子滑坡、1983年3月7日甘肅東鄉(xiāng)縣灑勒山滑坡、1985年6月12日長(zhǎng)江三峽新灘滑坡、1988年6月10日四川巫溪縣發(fā)生的中陽村滑坡、1989年7月10日四川華瑩市發(fā)生的溪口滑坡、以及1992年7月12日云南昭通地區(qū)發(fā)生的頭寨溝滑坡等等,這些滑坡都給人民的生命財(cái)產(chǎn)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成過嚴(yán)重的損失??傊覈?guó)的滑坡分布極廣,滑坡災(zāi)害十分嚴(yán)重,應(yīng)重視研究和防治工作。,124,2019/6/27,巖土風(fēng)化 地質(zhì)學(xué)家把風(fēng)化作用看得十分重要,認(rèn)為風(fēng)化作用是巖石在地表新的物理、化學(xué)條件下所產(chǎn)生的一切物理狀態(tài)與化學(xué)成分變化的總稱,它是一種在大氣及生物的影響下使巖石在原地發(fā)生的破壞作用。風(fēng)化作用是在各種營(yíng)力的作用下進(jìn)行的。主要的風(fēng)化營(yíng)力有:太陽熱能、大氣降水、地下水、水蒸氣、冰,以及二氧化碳、氧和動(dòng)植物有機(jī)體等。按作用性質(zhì)把風(fēng)化作用分為物理風(fēng)化作用、化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用三種類型。 物理風(fēng)化 作用以溫度變化為主要影響因素,是一種不改變或很少改變巖石化學(xué)成分的破壞作用。這種破壞只是使巖石由大塊變成小塊,由小塊變成砂和細(xì)粉,最終成為巖土。化學(xué)風(fēng)化作用是以水為主要影響因素,是一種通過化學(xué)反應(yīng)來改變巖石化學(xué)成分的破壞作用。生物風(fēng)化作用是在生物參與下的機(jī)械、化學(xué)破壞作用。 風(fēng)化作用總的結(jié)果主要是削弱破壞巖石顆粒間的聯(lián)接,形成、擴(kuò)大巖體裂隙,降低斷面的粗糙程度,產(chǎn)生 次生粘土礦物等,從而降低了巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 1 風(fēng)化作用破壞巖石中礦物顆粒之間的聯(lián)接 我們知道,巖石是由礦物組成的,而組成巖石的各礦物顆粒的膨脹率往往不同,因此,在冬夏或晝夜氣溫變化時(shí),巖石中的各種顆粒便會(huì)發(fā)生不均勻的膨脹和收縮,久而久之便會(huì)使巖石發(fā)生破碎;或者由于水的作用,溶蝕、水解巖石中的某些可溶物質(zhì),也將削弱或破壞礦物顆粒間的聯(lián)結(jié),使巖石破碎,大大降低巖石的力學(xué)強(qiáng)度,對(duì)建筑物十分不利。 2 風(fēng)化作用能形成或加劇巖石的裂隙 氣溫升降和巖石干濕變化,都會(huì)使巖石沿著已有的聯(lián)結(jié)軟弱部位(如未開裂的層理、片理、劈理,礦物顆粒的集合面,以及礦物解理面等),形成新的裂隙,即風(fēng)化裂隙?;蛘邔?duì)原有裂隙進(jìn)一步增寬、加深、延展和擴(kuò)大。這種巖石裂隙的生成或加劇主要是水的楔入和凍脹作用的結(jié)果。 3 風(fēng)化作用降低巖石裂隙面的粗糙度 巖石裂隙面上存在著許多大小、高低不同的“石齒”。通常,“石齒”愈大、愈高、愈多,其抗剪強(qiáng)度愈高;反之,其抗剪強(qiáng)度則較低。風(fēng)化降低了“石齒”高度,或使其變小,變少,從而降低了巖石結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度和其他工程地質(zhì)性能。 4 風(fēng)化作用分解巖石原有礦物而產(chǎn)生次生粘土礦物 化學(xué)風(fēng)化作用能使成分復(fù)雜的礦物(主要使原生的硅鋁酸鹽礦物)分解破壞,并產(chǎn)生次生粘土礦物。粘土礦物與水作用后,產(chǎn)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化,降低巖石的力學(xué)強(qiáng)度,改變巖石的物理性質(zhì)和水理性質(zhì)。 風(fēng)化作用對(duì)巖石的破壞,首先是從地表開始,逐漸向地殼內(nèi)部深入。在正常情況下,愈接近地表的巖石,風(fēng)化得愈劇烈,向深處便逐漸減弱,直至過渡到不受風(fēng)化,這些巖石才是所謂的新鮮巖石。這樣在地殼表層便形成了一個(gè)由風(fēng)化巖石構(gòu)成的層,一般稱為風(fēng)化殼。在整個(gè)風(fēng)化殼的剖面上,巖石的風(fēng)化程度是不同的,因而巖石的外部特征及其物理力學(xué)性質(zhì)也不相同,適于建筑的性能也不一樣。為了說明風(fēng)化殼內(nèi)部巖石風(fēng)化程度的差異,特別是為了正確評(píng)價(jià)風(fēng)化巖石是否適于作為建筑物地基,必需對(duì)風(fēng)化殼進(jìn)行分帶。 分帶的標(biāo)志有以下各項(xiàng): 1.風(fēng)化巖石的顏色,不同風(fēng)化程度的巖石其顏色是不同的; 2.風(fēng)化巖石礦物成分改變的程度,各種礦物抵抗風(fēng)化的穩(wěn)定性各不相同,含有不穩(wěn)定礦物(如黑云母、黃鐵礦、巖鹽、碳酸鹽和鈉鉀氯化鹽等)的巖石較易風(fēng)化; 3.巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化情況; 4.風(fēng)化裂隙的多少,開張程度,充填情況; 5.巖石的碎裂程度; 6.風(fēng)化巖石的透水性; 7.風(fēng)化巖石的物理力學(xué)性質(zhì)等。 根據(jù)以上分帶標(biāo)志科學(xué)家們把風(fēng)化殼由淺至深在縱向上劃分為若干帶:即劇風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶和微風(fēng)化帶。值得注意的是,由于風(fēng)化殼的形成過程受氣候、地形、巖性和構(gòu)造等各種因素的影響,有些地區(qū)的風(fēng)化殼發(fā)育過程不一定完全,即垂直剖面上的四個(gè)帶不一定齊全,可能缺少一個(gè)帶或兩個(gè)帶。 在工程地質(zhì)學(xué)中對(duì)巖石風(fēng)化進(jìn)行研究,是為了解決下列實(shí)際問題: 1. 根據(jù)巖石風(fēng)化的深度及其分布情況,選擇適于修建建筑物的地點(diǎn); 2. 確定重大建筑物的地基中需要挖除的巖土風(fēng)化層的厚度; 3. 根據(jù)巖石風(fēng)化速度確定合理的邊坡坡度,以及確定基坑、路塹保持開敞狀態(tài)的安全期限; 4. 確定防止巖石風(fēng)化的措施。 總之,風(fēng)化作用會(huì)使原有堅(jiān)硬而穩(wěn)定的巖石變得軟弱而易變,對(duì)建筑物十分不利,所以在工程地質(zhì)學(xué)中,對(duì)巖土風(fēng)化的研究確實(shí)是一個(gè)重要的課題。,125,2019/6/27,126,2019/6/27,土工合成材料的應(yīng)用土工格柵路面加強(qiáng),127,2019/6/27,土工布應(yīng)用于高速公路,128,2019/6/27,高速公路隔離帶防滲,129,2

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