第一篇:瀝青砼路面中農(nóng)村油路病害防治的作用論文
摘要:從農(nóng)村公路的使用現(xiàn)狀、出現(xiàn)病害的主要原因及病害的具體表現(xiàn)幾方面,對(duì)當(dāng)前在農(nóng)村道路維修中使用較多的單層結(jié)構(gòu)瀝青路面施工技術(shù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)螌訛r青路面;油路病害防治;分析
1農(nóng)村油路病害介紹
1.1病害定義
農(nóng)村公路作為國(guó)家交通系統(tǒng)的重要組成部分,其主要包括縣道、鄉(xiāng)道和村道等部分,在使用過程中農(nóng)村公路鏈接著周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和旅游景點(diǎn),直接提升了農(nóng)村居民的生活條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,是提高農(nóng)村人民出行以及物流行業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。但是,農(nóng)村一旦地理?xiàng)l件較為偏僻,鄉(xiāng)村公路作為直接裸露的設(shè)施,在實(shí)際使用過程中會(huì)受到周邊環(huán)境和氣候的影響,且公路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況以及交通情況會(huì)影響路面的實(shí)際使用壽命,導(dǎo)致路面出現(xiàn)多種病害,極大影響了路面的使用質(zhì)量。當(dāng)前在道路使用中存在的病害主要包括:坑槽、搓板、網(wǎng)裂、龜裂、松散等多種病害的形式。網(wǎng)裂是指在路面上存在不小于1mm的裂縫,其面積不小于1m2。龜裂是指路面上出現(xiàn)多條不小于3mm的塊狀不規(guī)則裂縫。松散是指路面結(jié)合料和集料等存在質(zhì)量問題,導(dǎo)致使用中失去黏結(jié)力進(jìn)而造成路面的結(jié)構(gòu)松散??硬凼侵冈诼访媸褂玫某霈F(xiàn)坑洼破壞。翻漿指路面的硬度不足,在濕軟之后出現(xiàn)泥漿冒出的現(xiàn)象。
1.2病害的形成原因
在農(nóng)村公路的施工過程中由于工程資金限制和施工環(huán)境的影響導(dǎo)致道路施工的設(shè)計(jì)質(zhì)量不高、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低以及施工管理不嚴(yán)格的問題,導(dǎo)致最終的路面建設(shè)質(zhì)量受到影響。同時(shí),在工程完工之后由于氣候環(huán)境等的影響使得后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行質(zhì)量不佳,導(dǎo)致在路面的使用中出現(xiàn)多種病害。在農(nóng)村公路的使用中,產(chǎn)生路面病害的原因各有不同。首先,路面裂縫出現(xiàn)的原因主要是道路的的路基和基層結(jié)構(gòu)在氣溫較低時(shí)會(huì)發(fā)生凍脹,使得路面出現(xiàn)裂縫和網(wǎng)裂病害,隨著氣溫的下降,裂縫范圍會(huì)逐漸擴(kuò)大,逐漸影響路面的使用。其次,坑槽病害出現(xiàn)的原因包括三點(diǎn):第一,施工中路基的處理質(zhì)量不佳,道路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量不高,使得在降雨天氣路面積水嚴(yán)重,引起路面開裂。第二,在施工中路面層的厚度不足,導(dǎo)致使用中負(fù)載對(duì)于路基有較大的壓力,造成路面開裂。第三,在道路使用出現(xiàn)病害時(shí)未進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù),導(dǎo)致病害逐漸擴(kuò)大,影響路面的使用。
2單層結(jié)構(gòu)瀝青砼路面施工在道路病害控制中的作用
2.1舊水泥砼路面的處理
在進(jìn)行瀝青混凝土的加鋪之前首先要進(jìn)行的是對(duì)原先舊路面的處理。在舊路面的修復(fù)中,施工人員先要對(duì)原有路面進(jìn)行損壞情況的評(píng)估,以確定修復(fù)工程技術(shù)和材料使用量。在路面損毀情況的評(píng)估中,評(píng)估人員主要是針對(duì)路面的混凝土板的斷板率和平均錯(cuò)臺(tái)兩個(gè)指標(biāo),將路面劃分為不同的等級(jí)。根據(jù)道路等級(jí)的評(píng)定來(lái)確定施工加鋪中瀝青層的施工工藝和加鋪層的厚度。由于路面病害的存在,農(nóng)村水泥路面的平整度等性質(zhì)都受到較大的影響。舊的水泥砼路面作為加鋪單層瀝青砼的基礎(chǔ),在施工之前需要對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng),保障加鋪層具有穩(wěn)定的基層結(jié)構(gòu),提升穩(wěn)定性。一般施工過程中常通過如下的技術(shù)來(lái)對(duì)舊有路面進(jìn)行處理:第一,更換出現(xiàn)病害的路面水泥砼板,保證路面平整性。第二,對(duì)于路面上錯(cuò)位的水泥板塊和唧泥,技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行壓漿處理,保證其穩(wěn)定性,并對(duì)錯(cuò)位的板塊進(jìn)行磨平處理,提升平整度。第三,在多唧泥路段增設(shè)多孔砼盲溝,保證加鋪施工可以正常進(jìn)行。
2.2處理路面裂縫
裂縫的預(yù)防和修補(bǔ)中,施工人員要保證原料的質(zhì)量。原料在施工準(zhǔn)備階段,如攪拌不均勻或是水泥的攪拌過程中未按順序進(jìn)行均勻的攪拌,就會(huì)引起路面在硬化階段的收縮不均勻,內(nèi)外應(yīng)力的作用之下,極易造成路面產(chǎn)生斷裂,影響水泥砼路面的強(qiáng)度和質(zhì)量。除此之外,水泥的配比中水分的含量太大,也會(huì)影響水泥砼配比的準(zhǔn)確性,影響路面的硬化過程。同時(shí),在設(shè)計(jì)策劃階段,建設(shè)部門就應(yīng)當(dāng)考慮多方面影響路面斷裂的因素,盡量完善設(shè)計(jì)內(nèi)容,減少策劃上的遺漏,在滿足施工要求的同時(shí)兼顧路面質(zhì)量。過多的大噸位車輛就要求路面設(shè)計(jì)的工程師注意公路的最大負(fù)載,并在滿足最大負(fù)載的前提之下,保證路面的質(zhì)量。
2.3路面接縫處理
接縫包括舊板的縱橫結(jié)構(gòu)縫都是水泥砼路面的薄弱環(huán)節(jié),也是加鋪后易產(chǎn)生反射裂縫的位置,因此必須做好接縫的處治工作。部分路面可以采用玻纖格柵作為預(yù)防反射裂縫的處治措施。具體工藝為對(duì)水泥板接縫清縫后進(jìn)行熱改性瀝青灌縫后,跨縫設(shè)置1m寬玻纖格柵。
2.4層間粘結(jié)和表面處理
罩面層與原水泥砼板的層間處理是影響罩面層耐久性的關(guān)鍵技術(shù)之一。一般常規(guī)層間處治采用熱改性瀝青碎石粘結(jié)層,病害路段白加黑罩面層間粘結(jié)采用高粘度改性瀝青防水粘結(jié)層進(jìn)行處治,施工時(shí)使用全自動(dòng)高智能瀝青灑布車施工,灑布量按1.8kg/m2控制,再撒S12(篩除4.75mm以下部分)的預(yù)拌瀝青碎石,約為3.5kg/m2,覆蓋率占60%,以施工不粘輪為宜,局部撒布過多的石料人工清除。
2.5質(zhì)量控制
PG82-10改性瀝青是單層罩面所使用的重要原材料之一,其品質(zhì)直接影響到瀝青混合料的罩面質(zhì)量,是原材料質(zhì)量控制的關(guān)鍵材料。因此必須對(duì)瀝青的出廠與封罐做好跟蹤工作,使用前按進(jìn)場(chǎng)批次及數(shù)量進(jìn)行檢測(cè),并適當(dāng)提高檢驗(yàn)頻率,以確保其品質(zhì)符合瀝青PG分級(jí)的質(zhì)量要求。通過測(cè)試瀝青粘溫曲線及試驗(yàn)路的檢驗(yàn)總結(jié),確定了PG82-10瀝青的施工溫度及攤鋪碾壓工藝如下:礦料的加熱溫度為190~210℃,改性瀝青的加熱溫度為165~170℃,成品料的生產(chǎn)溫度為175~185℃,攤鋪采用2臺(tái)ABG8620攤鋪機(jī)按4.75m+6.5m攤鋪寬度組合成梯隊(duì)同步攤鋪;混合料到場(chǎng)溫度175~185℃,攤鋪速度根據(jù)拌和樓的產(chǎn)量控制在3m/min。攤鋪過程中保持勻速、不間斷,混合料無(wú)離析現(xiàn)象,攤鋪系數(shù)為1.28,隨時(shí)檢查混合料松鋪厚度,攤鋪后采用鋼輪初壓1遍,復(fù)壓用鋼輪振動(dòng)碾壓3遍,再用膠輪碾壓3遍,最后用鋼輪終壓1遍收面。
2.6檢測(cè)
施工完成后,對(duì)路面進(jìn)行了壓實(shí)度、平整度、滲水及抗滑等主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)。壓實(shí)度。共取芯38個(gè),路面壓實(shí)度均滿足設(shè)計(jì)要求,最大理論密度壓實(shí)度平均值為94.8%,合格率為100%。平整度。對(duì)加鋪瀝青混凝土路面行車道的平整度檢測(cè)采用多功能數(shù)據(jù)采集車所配備的激光平整度儀進(jìn)行檢測(cè),連續(xù)平整度檢測(cè)統(tǒng)計(jì)計(jì)算區(qū)間按照每100m為一個(gè)計(jì)算長(zhǎng)度,計(jì)為一個(gè)實(shí)測(cè)點(diǎn),共檢測(cè)495個(gè)測(cè)點(diǎn),檢測(cè)IRI平均值為1.58,滿足小于2的規(guī)范要求滲水系數(shù)采用路面滲水儀進(jìn)行檢測(cè),在檢測(cè)路段行車道瀝青路面上進(jìn)行,共檢測(cè)348處,滲水系數(shù)平均值為31.8ml/min,滿足小于80ml/min的設(shè)計(jì)要求。分析農(nóng)村公路瀝青路面的病害產(chǎn)生原因,主要影響因素有交通量大、設(shè)計(jì)不足、地質(zhì)環(huán)境等,表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)和特征主要為:坑槽、搓板、壅包、網(wǎng)裂、龜裂、松散等。基層公路養(yǎng)護(hù)管理者要不斷提高專業(yè)技術(shù)水平,認(rèn)真分析不同季節(jié)、不同情況的養(yǎng)護(hù)病害問題,采取高效的措施。
參考文獻(xiàn)
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第二篇:瀝青混凝土路面病害防治措施
瀝青混凝土路面病害防治措施
第一節(jié) 瀝青路面病害定義及分類分級(jí)
一、瀝青混凝土路面破損定義
瀝青路面病害的類型主要有坑槽、松散、擁包、翻漿、沉陷、泛油、車轍、網(wǎng)裂、龜裂等,根據(jù)交通部《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073.2—2001)中規(guī)定,各種瀝青路面病害定義如下:
1坑槽:路面破壞成坑洼狀,平均深度大于1cm,面積在30cm2以上。2松散:路面結(jié)合料失去粘結(jié)力,集料松動(dòng),面積在0.05m2以上。3擁包:路面局部隆起,平均高度在1.0 cm以上。4翻漿:路面、路基濕軟出現(xiàn)彈簧、破裂、冒漿現(xiàn)象。
5沉陷:路面、路基有變形,路面下凹,平均深度在1.5 cm以上。6泛油:高溫季節(jié)路面瀝青被擠出,表面形成薄油層,行車出現(xiàn)輪跡。7車轍:路面上沿行車輪跡產(chǎn)生,深度在1.0 cm以上的縱向帶狀凹槽。
8龜裂:縫寬3 mm以上或縫距10cm以內(nèi),面積在1 m2以上的塊狀不規(guī)則裂縫。9網(wǎng)裂:縫寬1 mm以上或縫距40 cm以內(nèi),面積在1 m2以上的網(wǎng)狀裂縫。
二、瀝青路面破損分類分級(jí)
瀝青路面破損受到路面類型、環(huán)境因素、地理位置、氣象條件、交通荷載、材料條件、排水條件、施工條件、管理水平等因素的影響,病害產(chǎn)生的破壞機(jī)理和發(fā)生原因也不盡相同,有時(shí)是一種因素作用的結(jié)果,有時(shí)是多種因素共同作用的結(jié)果。從總體上講路面破損分為二大類:結(jié)構(gòu)性破損和功能性破損。
三、高速公路瀝青路面破損分析
(一)、結(jié)構(gòu)性破損
結(jié)構(gòu)性破損是由于路面各層或某一層的承載能力降低引起的,對(duì)于半剛性路面的結(jié)構(gòu)破壞通常是由于整體性半剛性材料層底面拉應(yīng)力超過容許值產(chǎn)生的,其結(jié)構(gòu)層底面拉應(yīng)力引起的疲勞破壞首先從底基層底面開始,并逐漸向上延伸,接著半剛性基層產(chǎn)生疲勞破壞,反映在瀝青表面層上往往是裂縫的產(chǎn)生,特別是橫向裂縫,最后導(dǎo)致整個(gè)路面結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)性破壞。
1、局部裂縫:局部裂縫一般是路面使用3-5年后發(fā)生的,其表現(xiàn)多是細(xì)線狀裂縫,引起局部裂縫的原因可歸納為基層或路基的壓實(shí)度不均勻、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格及局部材料質(zhì)量等問題。嚴(yán)重的局部性裂縫將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性的破壞。
2、車轍:車轍是在道路橫斷面上由于車輛輪胎反復(fù)行使久而久之產(chǎn)生的一種路面沉陷現(xiàn)象。產(chǎn)生車轍的原因可歸納為重載交通的作用、渠化交通和路面材料質(zhì)量低下等。
3、橋頭跳車:橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生在橋和涵洞等構(gòu)造物與路面交接的部位,是由于路面材料壓實(shí)不均勻而產(chǎn)生的與構(gòu)造物間的高差所致。
4、剝落、松散和坑槽:由于瀝青混合物骨料和瀝青粘結(jié)性下降產(chǎn)生的骨料松散、脫落、嚴(yán)重的將形成坑洞。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是骨料質(zhì)量差和混合物浸水分離。
5、刨光:刨光是路表面材料光滑,輪胎走過時(shí)易于滑動(dòng)的現(xiàn)象。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是混合物的質(zhì)量不佳及碾壓不足。
6、波浪、擁包和泛油:波浪是沿道路縱向形成的一種波長(zhǎng)較短振幅較大的凹凸現(xiàn)象。擁包是表面的局部隆起。泛油則是路面上發(fā)生瀝青浸出的現(xiàn)象,由于瀝青浸出表面層降低了路面的抗滑性能,導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是瀝青材料質(zhì)量差和施工控制不良。
7、修補(bǔ):修補(bǔ)不良也是一種破損。修補(bǔ)后的路面由于與原路面存在結(jié)構(gòu)材料差異而銜接不良。修補(bǔ)后往往會(huì)導(dǎo)致路面的不平整。
8、路面透水
雨水或雪水沿著路面孔隙、橫向裂縫、縱向裂縫逐漸滲入路面內(nèi)部,在車輛荷載及凍融作用下,再加上瀝青老化,瀝青與骨料間的裹附能力降低,造成路面松散、翻漿坑槽等病害,影響道路的正常運(yùn)行。
(二)、功能性破損
功能性破損是由于路面提供給道路用戶的服務(wù)功能下降引起的,反映在路面上則是平整度降低和車轍的加深,影響高速行車的安全性和舒適性。
1、橫向裂縫:橫向裂縫常在溫度變化大的地區(qū)發(fā)生,由于路面溫度收縮產(chǎn)生縱向近似等間距的橫向裂縫。橫向裂縫一般貫通整個(gè)寬度,縱向間距受到路面結(jié)構(gòu)物材料、地區(qū)溫差不同的影響約為5m—50m不等。
2、縱向裂縫:沿路面行車方向產(chǎn)生的長(zhǎng)裂縫,縱向裂縫常以單條裂縫出現(xiàn),溫度和路基出現(xiàn)不均勻沉陷是產(chǎn)生縱向裂縫的重要原因。
3、龜裂:路面由于壓實(shí)不足,路基下沉等原因產(chǎn)生的小網(wǎng)格式的網(wǎng)狀裂縫。由于其形狀像烏龜背殼,故稱為龜裂。
4、塊裂:路面上產(chǎn)生的不規(guī)則的大網(wǎng)格式網(wǎng)狀裂縫。
第二節(jié) 高速公路瀝青路面病害及病害原因分析
一 裂縫病害及裂縫產(chǎn)生原因分析 瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因和裂縫出現(xiàn)的形式多種多樣。影響里路面產(chǎn)生裂縫的主要因素有:瀝青質(zhì)量、瀝青混合料性質(zhì)、基層材料性質(zhì)、氣候條件、交通量變化、通行車輛類型變化以及施工質(zhì)量的影響等。
瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要形式為:縱向裂縫、橫向裂縫以及網(wǎng)裂、龜裂等不規(guī)則裂縫。
1、橫向裂縫
橫向裂縫是瀝青路面病害的常見病害之一。導(dǎo)致路面裂縫的原因多種多樣,主要有溫度變化、地基變形、半剛性基層材料自身原因造成的溫度反射裂縫、行車荷載、疲勞裂縫等因素。從橫向裂縫的表現(xiàn)形式主要分為以下幾種。
(1)低溫橫向裂縫。就瀝青混凝土自身材料性質(zhì)而言,瀝青混凝土是一種熱脹冷縮型材料,其溫度收縮系數(shù)為25×10–6~40×10–6,在較高溫度下具有良好的應(yīng)力吸收功能。但在冬季,一次較大的溫度變化產(chǎn)生的拉應(yīng)力可能達(dá)到300×10–6~500×10–6之間,此種收縮變化已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出瀝青混凝土的極限拉應(yīng)力,從而,在瀝青面層薄弱處就會(huì)產(chǎn)生裂縫,薄弱處越多,產(chǎn)生的橫向低溫裂縫就越多。
(2)溫度疲勞裂縫。由于環(huán)境氣溫反復(fù)升降,特別是我國(guó)北方地區(qū),冬夏溫差變化較大,在**、**地區(qū),在瀝青面層中產(chǎn)生溫度應(yīng)力,溫度應(yīng)力的反復(fù)作用使瀝青面層產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。
(3)反射裂縫。高速公路路面基層如果采用半剛性基層材料,半剛性基層成型后明顯或隱約存在裂縫,基層裂縫間距一般在15~30m。在行車荷載的作用下,特別是超重車輛車輛較多的情況下,半剛性基層底部產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,導(dǎo)致基層開裂。隨著荷載的反復(fù)作用,裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到瀝青面層。反射裂縫一般會(huì)貫穿路面半幅全寬范圍,在高速公路上此種橫向裂縫有規(guī)律大致等距離分布,只是產(chǎn)生的距離有遠(yuǎn)有近,一般間距為150~200。
(4)橋頭路基不均勻沉陷出現(xiàn)的裂縫。由于橋頭路基填土壓實(shí)度不夠以及對(duì)原地基未做適當(dāng)處理,使鄰接構(gòu)造物的路面明顯出現(xiàn)不均勻下沉,沉降引起的沿橋涵臺(tái)背方向的橫向裂縫。裂縫出現(xiàn)的早晚主要取決于地基的施工質(zhì)量、填土高度、壓實(shí)度及交通量等因素。
(5)其它原因造成的裂縫主要有路面施工工作接縫開裂,橋面鋪裝水泥混凝土縱縫質(zhì)量不好而引起的開裂等。
2、縱向裂縫
瀝青路面產(chǎn)生縱向裂縫主要有路基填筑質(zhì)量、通車后地基的整體穩(wěn)定性、路基填料本身原因等原因。
(1)路基填料采用開山出來(lái)的炮渣材料,填料顆粒粒徑較大,壓實(shí)度不易控制,雖然采取開臺(tái)階等一系列施工措施,仍沒有能夠保證足夠的施工質(zhì)量。此為典型的路基損壞造成的瀝青路面開裂現(xiàn)象。
(2)高填方路基段落,路基施工質(zhì)量控制不嚴(yán)而造成路基失穩(wěn),從而引起路基的不均勻沉降,同樣為路基損壞造成的瀝青路面開裂。
(3)由于路基填方材料的不均勻性,影響了路基的整體性能。雨季兩側(cè)邊溝積水的情況下,對(duì)外側(cè)路基浸泡使粘土地基和路基含水量相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間處于飽和狀態(tài),造成地基承載力下降,路基整體強(qiáng)度降低,在重車荷載的反復(fù)作用下,產(chǎn)生路面縱向開裂。此類裂縫的位置通常處于外側(cè)行車帶附近,在雨季后開始出現(xiàn)輕微
裂縫,隨著冬季溫度的下降,在溫度應(yīng)力作用下裂縫繼續(xù)發(fā)展,經(jīng)過幾年的行車碾壓和溫度變化,裂縫逐漸加寬并且貫通。
(4)當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)輕微裂縫或其它原因引起瀝青表面的自由水進(jìn)入路面基層,特別是半剛性基層材料,水份不能夠及時(shí)派出,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的重車行車碾壓,再加上半剛性基層施工時(shí)施工接縫處理不當(dāng),在基層的施工工作接縫薄弱環(huán)節(jié)上就容易產(chǎn)生縱向裂縫,從而反射到瀝青路面的表面層上,出現(xiàn)連續(xù)有規(guī)則的縱向裂縫。此類裂縫的發(fā)生需要較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,一般在通車后幾年后才能反映出來(lái)。
3、不規(guī)則裂縫
高速公路瀝青路面表面或早或遲都會(huì)出現(xiàn)局部小塊的形變,形成網(wǎng)裂、龜裂、塊裂等不規(guī)則裂縫,并且通常伴有盆狀或槽狀沉陷。產(chǎn)生不規(guī)則裂縫的主要原因有:
(1)半剛性材料層之間或半剛性層下下部有一定厚度的素土夾層。素土夾層遇水潮濕后,使路面承載能力下降,載重車輛通過時(shí)容易產(chǎn)生―彈簧‖現(xiàn)象,經(jīng)過不斷的拉伸變化,從而引起瀝青面層混凝土產(chǎn)生疲勞破壞,在薄弱表面容易產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
(2)半剛性基層厚度不足,而其下底基層又不是半剛性材料的路面結(jié)構(gòu),特別是在路基壓實(shí)度不夠或承載能力降低的情況下,也會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
(3)在瀝青面層混凝土施工中,瀝青混合料在間歇式拌合即拌的時(shí)間過長(zhǎng),拌合溫度過高或貯存時(shí)間過長(zhǎng),都會(huì)使瀝青混合料中的瀝青氧化變硬,造成瀝青對(duì)拉應(yīng)變特別敏感,一但在行車荷載的作用下拉應(yīng)變超過了瀝青混凝土的抗拉能力,就會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
(4)基層施工質(zhì)量不好,基層在施工時(shí)混合料拌和不夠均勻,混合料級(jí)配、含水量、厚度和壓實(shí)度不均勻,表面不平整,集料離析等因素造成基層整體不均勻性較大,在行車道上經(jīng)過重車荷載的不斷碾壓,在基層的薄弱處逐漸反映到瀝青面層上來(lái),出現(xiàn)帶有伴有盆狀或槽狀沉陷的不規(guī)則裂縫。
二、水損壞病害及水損壞產(chǎn)生原因分析
(一)、水損壞主要表現(xiàn)形式
水損壞的范疇較寬,一般認(rèn)為只要是路面結(jié)構(gòu)層透入水后使路面產(chǎn)生的早期破壞現(xiàn)象,都可稱為水損壞。從表現(xiàn)形式上水損壞有:自上而下的水損壞,通過動(dòng)水壓力作用,水使瀝青膜從集料表面脫落,失去附著力的過程,表現(xiàn)為松散、脫落、掉粒、坑槽。自下而上的水損壞,水分通過各種途徑進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部,對(duì)瀝青層內(nèi)部或半剛性基層造成沖刷,瀝青混合料在水的作用下油石剝離,瀝青路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度降低,半剛性基層受水侵蝕后水穩(wěn)定性減少,半剛性基層承載能力降低。表現(xiàn)為唧漿、裂縫、網(wǎng)
裂和坑洞等。
1、松散:松散是瀝青與集料粘附性差導(dǎo)致的混合料水穩(wěn)定性不足,集料由于喪失相互間的粘結(jié)而逐漸酥軟直至松垮并逐漸流失,表現(xiàn)為麻面或大小不一的坑洞。松散的發(fā)生往往是在某個(gè)水穩(wěn)定性不足的瀝青結(jié)構(gòu)層整體性發(fā)生,尤其是表面層,長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中,并經(jīng)受車輛荷載的反復(fù)作用,極易引發(fā)瀝青剝落而松散。
2、網(wǎng)裂:一般認(rèn)為路面輪跡帶產(chǎn)生的網(wǎng)裂是路面結(jié)構(gòu)承載能力不足的標(biāo)志,說(shuō)明路面產(chǎn)生了荷載型的結(jié)構(gòu)破壞。由于水損壞造成的網(wǎng)裂一般是由于水分在路面結(jié)構(gòu)中從下向上作用,造成了瀝青面層內(nèi)部混合料的剝落、松散,或基層混合料的沖刷、脫空,在行車荷載的作用下導(dǎo)致瀝青面層混合料產(chǎn)生龜裂,進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果就是坑洞和沉陷。
3、唧漿:外界水不斷滲入并積存于基層頂面,基層結(jié)合料在水的浸泡下形成泥漿或灰漿,行車荷載的反復(fù)擠壓和泵吸作用下,從裂隙中冒出來(lái),這種現(xiàn)象稱為唧漿。產(chǎn)生唧漿必須要有水進(jìn)入和灰漿擠出的通道,唧漿現(xiàn)象中,水侵入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的途徑大多是路面上已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,同時(shí),強(qiáng)大的有壓水通過瀝青層的空隙也能穿透結(jié)構(gòu)完整的瀝青面層,松散嚴(yán)重而未產(chǎn)生裂縫的路面也有灰漿出現(xiàn)。
4、坑槽:坑槽根據(jù)面積大小可以分為點(diǎn)狀坑槽和塊狀坑槽,是瀝青面層松散深度和面積不斷加大,水損壞發(fā)展到后期產(chǎn)生的現(xiàn)象,是唧漿進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。
5、沉陷:水損壞引起的沉陷一般與唧漿現(xiàn)象同步發(fā)生。隨唧漿的發(fā)展,基層結(jié)合料不斷地被溶蝕并擠壓到路表,造成基層頂面的不斷脫空,瀝青面層也就隨著這種基層材料的流失不斷下陷;沉陷變形過大導(dǎo)致瀝青面層開裂,水侵入路面的途徑更加通暢,使唧漿現(xiàn)象更加惡化,形成惡性循環(huán)。在沉陷位置鉆芯取樣時(shí),有些芯樣面層已經(jīng)碎裂,有些表面層比較完整,但中下面層已經(jīng)全部松散和剝落了。
6、伴隨裂縫的水損壞現(xiàn)象:裂縫類病害加劇了路面的破壞。裂縫打通了水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)的通道,在動(dòng)水壓力下一部分水分沿著路面的薄弱面進(jìn)入路面體系中,反復(fù)的動(dòng)水壓力下導(dǎo)致路面唧泥從而產(chǎn)生內(nèi)部更大的損壞。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),由于溫度造成的橫向裂縫是不可避免的,該類裂縫如未得到及時(shí)的處理,往往在行車道輪跡帶部位出現(xiàn)沉陷、網(wǎng)裂、唧漿現(xiàn)象。
(二)、水損害產(chǎn)生原因分析
無(wú)論是何種級(jí)配的路面結(jié)構(gòu)層,降水進(jìn)入瀝青面層后,根據(jù)水滯留的位置不同,在大量高速行駛的 車輛,特別是重型貨車作用下,可以產(chǎn)生不同的水破壞現(xiàn)象。
1、表面層產(chǎn)生坑洞
表面層為半開級(jí)配瀝青混凝土的空隙率較大或者由于密實(shí)性瀝青混凝土的壓實(shí)度不夠和不均勻性較大,以及局部小面積的實(shí)際空隙率較大,在雨雪過程中,水滲入表面層,在中面層為Ⅰ型密實(shí)性且空隙率較小的情況下,雨水滲入的速度減慢,從而造成水分滯留于表面層于中面層之間和表面層的瀝青混凝土孔隙中,在大量行車荷載的作用下,每次產(chǎn)生的動(dòng)水壓力使瀝青從碎石表面逐漸剝落下來(lái),并且剝落是從表面層的底面開始逐漸向上擴(kuò)展,一但下部較大的碎石上的瀝青被剝落下來(lái),下部瀝青混凝土就失去強(qiáng)度,在重型車輛車輪碾壓時(shí)形成的真空吸力帶走,從而形成坑洞,由于瀝青混凝土施工時(shí)的不均勻性,坑洞總是在瀝青混凝土空隙率較大的部位產(chǎn)生,因此,坑洞的分布都是一個(gè)一個(gè)孤立存在的。即使是采用SBS改性瀝青的SMA路段也難免存在瀝青混凝土的不均勻性,由于上述原因產(chǎn)生坑洞,只是相對(duì)AC型瀝青混凝土或SAC型瀝青路面,坑洞要少得多。所以,只要有自由水侵入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中,無(wú)論是傳統(tǒng)的瀝青混凝土,還是改性瀝青或填加抗剝落劑的瀝青混凝土,在大量行車作用下,都會(huì)產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象和坑洞,此類型坑洞由于只發(fā)生在表面層,往往發(fā)生面積較小。
2、表面層和中面層同時(shí)產(chǎn)生坑洞以及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。
當(dāng)表面層和中面層都是空隙率較大的半開級(jí)配瀝青混凝土,而底面層為空隙率較小的密實(shí)瀝青混凝土?xí)r,或者由于降水時(shí)間較長(zhǎng),即使是密實(shí)性瀝青混凝土面層,由于瀝青混凝土的不均勻性或者局部小面積的瀝青混凝土的實(shí)際空隙率較大,自由水也能逐漸滲入到表面層和中面層,滯留于中面層和底面層之間或存在于表面層和中面層的空隙當(dāng)中,在車輛真空吸力的作用下,使表面層和中面層中部分碎石上的瀝青剝落,從而產(chǎn)生兩層的坑洞或者表面層產(chǎn)生網(wǎng)裂、沉陷和向外拖移。一但產(chǎn)生坑洞,水會(huì)繼續(xù)向
坑洞滲入,如不及時(shí)修補(bǔ),將會(huì)形成更為嚴(yán)重的病害,并加快病害發(fā)展的趨勢(shì)。
3、路面出現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂、坑洞
水透過瀝青面層,滯留在面層與上基層之間或存在于整個(gè)瀝青面層中,在大量高速行車作用下,自由水產(chǎn)生很大的動(dòng)水壓力并沖刷基層混合料表面,從而造成細(xì)料流失,在水的存在下,形成白色灰漿。灰漿又被車輛反復(fù)抽吸、壓擠,從而通過瀝青路面出現(xiàn)的各種形狀不
一、寬窄不同的裂縫處,或其它細(xì)小薄弱處到達(dá)路的表面。一但灰漿被唧出,該處就可能會(huì)產(chǎn)生坑洞、網(wǎng)裂、形變和沉陷,在反復(fù)降水過程中,水份就更容易滲入路面,并產(chǎn)生惡性循環(huán),最終導(dǎo)致路面發(fā)生水損壞。相對(duì)而言,唧漿是京秦高
速公路發(fā)生的最為普遍,數(shù)量也最多的一種病害,也是較難進(jìn)行防治的一種病害。
第三篇:瀝青混凝土路面病害的成因和防治措施分析
瀝青混凝土路面病害的成因和防治措施分析
作者:崔靜、于飛、倪偉、王召華摘要: 文章對(duì)瀝青路面早期病害出現(xiàn)原因進(jìn)行了 分析,根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)并針對(duì)其產(chǎn)生的原因提出了一些如何預(yù)防的措施,供廣大工程技術(shù)人員 參考。關(guān)鍵詞: 瀝青路面;工程病害;防治1.前言 目前,隨著道路 交通 量日益增大,使道路路面面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn),很多瀝青路面均表現(xiàn)出一定的早期破壞,瀝青混凝土路面最常見的病害現(xiàn)象有:裂縫、水破壞、松散、泛油、推移等,這些病害是道路工程質(zhì)量的通病,嚴(yán)重 影響 道路的正常使用。文章就以上幾種常見病害的成因進(jìn)行分析,針對(duì)公路瀝青路面幾種常見病害的產(chǎn)生機(jī)理,提出防治病害產(chǎn)生的建議,并給出其整治 方法。2.病害出現(xiàn)原因分析 2.1原材料的影響(1)礦料:設(shè)計(jì)好的瀝青混合料首先應(yīng)認(rèn)真抓好礦質(zhì)原材料的選材,嚴(yán)格控制礦質(zhì)原材料備料質(zhì)量。目前,市場(chǎng)上供應(yīng)水泥砼用或建筑用集料多采用傳統(tǒng)小型鍔式破碎機(jī)生產(chǎn),加工的碎石針片狀含量大,級(jí)配和材料均勻性差,采用這樣的礦料很難生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的瀝青混合料。(2)瀝青:各地根據(jù)氣候分區(qū)選擇與本地氣候、交通條件相適應(yīng)的瀝青種類及標(biāo)號(hào),并使用優(yōu)質(zhì)的瀝青,對(duì)預(yù)防瀝青路面早期
出現(xiàn)車轍,有效防止路面開裂,保證路面有較好的抗疲勞破壞能力具有重要的意義。2.2車輛超載的影響隨著我國(guó) 經(jīng)濟(jì) 的迅速 發(fā)展,某些部門僅從自身利益出發(fā),車輛超載嚴(yán)重,甚至達(dá)到了令人無(wú)法想象的程度。嚴(yán)重超載是造成早期破壞的主要原因之一。2.3路基施工缺陷的影響有些道路早期破壞與路基施工質(zhì)量有關(guān),特別是軟土地區(qū)。路基軟土地基不穩(wěn)定、地基換填或擠淤處理不徹底、路基填筑密實(shí)度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均勻沉降等都會(huì)導(dǎo)致路面的早期破壞。2.4施工因素的影響2.4.1瀝青砼配合比設(shè)計(jì)存在的 問題 瀝青混合料的配合比不合理,如:油石比較大,已鋪筑的路面會(huì)產(chǎn)生擁包和泛油;油石比較小,路面會(huì)出現(xiàn)松散;礦料的質(zhì)量不好,集料的壓碎值和石料的抗壓強(qiáng)度太差和細(xì)長(zhǎng)扁平顆粒含量過高,使路面混合料的穩(wěn)定度降低,容易出現(xiàn)路面的各種病害。2.4.2瀝青砼拌合的控制拌和設(shè)備出現(xiàn)意外情況:剛開爐,料溫低、含水量大時(shí),會(huì)出現(xiàn)料溫不均勻現(xiàn)象;當(dāng)篩分系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),造成骨料級(jí)配發(fā)生較大變化;有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)花白料,使路面難以攤鋪成型;溫度過高造成瀝青老化,不能保證瀝青混凝土攤鋪質(zhì)量;拌和能力過小,出現(xiàn)停工待料狀況,使接頭處溫度降低,出現(xiàn)溫度差,形成一個(gè)個(gè)坎,當(dāng)運(yùn)輸設(shè)備不配套或司機(jī)技術(shù)較差時(shí),會(huì)撞擊攤鋪機(jī),使機(jī)身后移,形成臺(tái)階。2.4.3瀝青砼的攤鋪及壓實(shí)攤鋪機(jī)是瀝青路面面層施工的主要機(jī)具設(shè)備,其本身的性能及
操作對(duì)攤鋪平整度影響很大。目前在國(guó)內(nèi)問題比較大,有些交通部門攤鋪設(shè)備落后,攤鋪面過窄,沒有自動(dòng)找平系統(tǒng),完全憑經(jīng)驗(yàn)、憑操作人員的感覺進(jìn)行施工,甚至有些高速公路要求全斷面攤鋪,只考慮到了橫坡容易掌握和消除了縱向接縫。由于攤鋪斷面寬,瀝青混合料從中間通過鉸輪輸送到兩側(cè)由于距離大必然產(chǎn)生離析。瀝青面層鋪筑后的碾壓對(duì)平整度有著重要影響,選擇碾壓機(jī)具、碾壓溫度、速度、路線、次序等部關(guān)系著路面面層的平整度。2.5養(yǎng)護(hù)與管理路面早期養(yǎng)護(hù)措施不及時(shí)、不完善等也是干線公路瀝青路面產(chǎn)生早期破壞的原因。允許超載車輛進(jìn)入干線公路或?qū)Τd車輛控制不嚴(yán)則更是早期破壞的直接原因。3.路面病害的防治措施 3.1原材料質(zhì)量控制(1)瀝青應(yīng)選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優(yōu)質(zhì)國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口瀝青。在條件許可的情況下,可在瀝青中摻加各種類型的改性劑,以提高基性能指標(biāo)。(2)集料選用的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。(3)混合料的級(jí)配確定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性,路面表面特性和耐久性是兩對(duì)矛盾,相互制約,照顧了某一方面性能,可能會(huì)降低另一方面性能。(4)混合料配合比設(shè)計(jì),實(shí)際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和 交通 情況做具體 分析,盡量互相兼顧。當(dāng)然為提高瀝青路面使用性能還可以考
慮以下兩個(gè)途徑:第一是改善礦料級(jí)配,采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(sMA):第二是改善瀝青結(jié)合料,采用改性瀝青。3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)提高長(zhǎng)期使用性能的重點(diǎn)應(yīng)該從優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì),按每一條路的實(shí)際情況得到的數(shù)據(jù)去設(shè)計(jì)路面面層,這樣的數(shù)據(jù)才能更合理、更適合。對(duì)各油面層瀝青混合料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu),最佳瀝青用量應(yīng)根據(jù)不同層位油面層需要的功能謹(jǐn)慎選定。為提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,江西地區(qū)施工采用的瀝青用量應(yīng)按最佳瀝青用量OAC降低0.1%-0.3%選用,中、下油面層宜取低限。重載道路或高速公路瀝青路面建議對(duì)中、上面層使用瀝青進(jìn)行SBS改性。3.3路基的強(qiáng)度首先壓實(shí)度是反映路基強(qiáng)度的重要指標(biāo),也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最 經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施,施工中必須嚴(yán)格檢測(cè)控制。使其達(dá)到規(guī)定值。填土層的厚度對(duì)壓實(shí)度有直接的 影響,每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30Cm.必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝,確保路基強(qiáng)度。3.4施工過程中質(zhì)量的控制(1)瀝青的選用十分關(guān)鍵,要挑選符合規(guī)范各項(xiàng)要求的瀝青,特別是瀝青針入度,延度指標(biāo)必須嚴(yán)格把關(guān),在北方施工由于近些年的氣候偏暖,因此,瀝青標(biāo)號(hào)宜選擇在規(guī)定范圍內(nèi)低標(biāo)號(hào)瀝青。此外,透層油、粘層油瀝青應(yīng)采用與瀝青砼用同一種瀝青,特別是油石比的選擇應(yīng)考慮粘層油透層油返油時(shí)對(duì)其影響。(2)在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)上要特別重視。(3)瀝青混合料拌合時(shí)間、出廠溫度、攤鋪溫度、碾壓成型等溫度控制必須嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行,合理安排工期,避開不利天氣施工。(4)攤鋪機(jī)應(yīng)選用熟練的攤鋪機(jī)操作手,并選擇兩臺(tái)前后錯(cuò)開同時(shí)施工,而少采用傘斷面攤鋪機(jī),在攤鋪過程中,應(yīng)盡量避免停機(jī),注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。4.結(jié)束語(yǔ) 路面早期破損已成為瀝青路面的主要危害之一,各級(jí)交通管理部門都應(yīng)引起足夠的重視,并根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場(chǎng)到具體施工,有針對(duì)性采取一系列預(yù)防和改善措施。同時(shí),必須建立健全質(zhì)量保證體系,從管理部門、設(shè)計(jì)部門到施工部門,層層重視、層層控制、層層落實(shí)。只有這樣,才能從根本上減少瀝青路面的早期破損現(xiàn)象的發(fā)生,使公路建設(shè)質(zhì)量全面提高,更上新臺(tái)階。參考 文獻(xiàn) : [1] 中國(guó) 公路,2006.10,ISSN1006-3897.[2]李世華。道路橋梁維修手冊(cè),中國(guó)建筑 工業(yè) 出版社,2003.[3]張登良。瀝青路面工程手冊(cè),人民交通出版社,2003.[4]沈金安。瀝青及瀝青混合料路用性能,人民交通出版社,2003.5
第四篇:物理演示實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)中的作用(論文)
題目:論文物理演示實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)中的作用
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2012年12月9日
物理演示實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)中的作用
[摘要] 實(shí)驗(yàn)既是學(xué)生學(xué)好物理的基本方法,又是是培養(yǎng)學(xué)生多種能力的重要途徑,同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、引起學(xué)習(xí)興趣都有不可替代的作用。在農(nóng)村學(xué)校物理教學(xué)中,由于學(xué)校條件、教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境的制約,學(xué)生實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行時(shí),演示實(shí)驗(yàn)起著更重要的作用。
[關(guān)鍵詞] 物理教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣實(shí)驗(yàn)作用
正文
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),人們?cè)诖罅繉?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上觀察、總結(jié)物理現(xiàn)象,抽象出一系列的物理概念和規(guī)律,并把概念、規(guī)律和圖景聯(lián)系起來(lái),了解它們的物理意義。演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分,它是指課堂上由老師操作表演、或者在教師的指導(dǎo)下讓學(xué)生上講臺(tái)進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)建立學(xué)生對(duì)課堂講授內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和記憶,提高教學(xué)效果;開發(fā)學(xué)生智力,訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和研究創(chuàng)新的能力。中學(xué)物理課堂教學(xué)改革的一個(gè)重要突破就是加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。初中物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中具有不可替代的作用。但是,實(shí)驗(yàn)教學(xué)受學(xué)校條件、教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境等影響,特別是在農(nóng)村學(xué)校條件較差、教學(xué)資源不足、教學(xué)環(huán)境不理想等,很多學(xué)生實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行時(shí),演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中發(fā)揮著更重要的作用。
(一)、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛。
課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過看得見、感受得到的現(xiàn)象,使學(xué)生在良好的情緒狀態(tài)中學(xué)習(xí),很容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在良好的學(xué)習(xí)氛圍中,學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。興趣是學(xué)習(xí)最好的老師,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性一旦被調(diào)動(dòng),接受知識(shí)的能力就會(huì)大大提高。例如讓學(xué)生觀察“紙片托起一杯水”、“瓶吞雞蛋”、“噴泉實(shí)驗(yàn)”、“冷水使熱水沸騰”、“放大鏡并不總起放大作用”、“塑料捆扎繩越捋越散開”等實(shí)驗(yàn),常常會(huì)出乎他們的意料,使他們興趣盎然,很容易喚起他們的好奇心,激發(fā)他們的求知欲望,使他們覺得物理是有趣的,從而激發(fā)學(xué)生的對(duì)物理學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)好物理的信心。
(二)、加快學(xué)習(xí)速度,提高學(xué)習(xí)效率。
科學(xué)研究表明,人們從語(yǔ)言形式獲得的知識(shí)大約能夠記憶15%,而同時(shí)運(yùn)用視覺、聽覺則可接受知識(shí)的65%左右。演示實(shí)驗(yàn)所用的儀器可見度大,便于學(xué)生觀察儀器的外
形、構(gòu)造特點(diǎn)及其儀表的刻度,儀器裝配和布局也一目了然,美感性強(qiáng)。操作過程直接了當(dāng),不轉(zhuǎn)彎抹角,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰明了,使學(xué)生觀察后能留下深刻的印象。例如:演示阿基米德原理實(shí)驗(yàn),將溢水杯溢出的水接收直接用自重可以忽略的輕質(zhì)塑料袋,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果直觀、明顯。因此,通過課堂演示實(shí)驗(yàn)講授物理學(xué)知識(shí),能使學(xué)生的學(xué)習(xí)走近路,走直路,用較少的時(shí)間獲得更多的知識(shí),從而,加快學(xué)習(xí)速度,提高學(xué)習(xí)效率。
(三)傳授學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法。
在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)目的,要求教師向?qū)W生介紹有關(guān)演示實(shí)驗(yàn)的思路、設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等方面的知識(shí),并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)地分析和說(shuō)明。通過演示實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生可以初步了解和掌握物理學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思路、基本技能和基本方法,為學(xué)生今后從事物理科學(xué)事業(yè)奠定一定的基礎(chǔ)。正由于演示實(shí)驗(yàn)有其重要的作用,因此,教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性(甚至一個(gè)微小的動(dòng)作)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)的全局性。為此,教師應(yīng)備好每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),不可忽略每一細(xì)節(jié),力爭(zhēng)做到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無(wú)誤,授以學(xué)生科學(xué)的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。
由于演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中具有著重要的作用,初中生的心理特點(diǎn)和物理的學(xué)科特點(diǎn)以及農(nóng)村學(xué)校條件差教學(xué)資源不足等決定了物理教學(xué)中必須加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。初中學(xué)生思維正處于具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的階段,其中形象思維仍起重要作用,抽象思維正在發(fā)展。在很大程度上,學(xué)生仍習(xí)慣于靠經(jīng)驗(yàn)材料判斷分析事物,不善于從理論上進(jìn)行推導(dǎo)。心理學(xué)研究表明:人們認(rèn)識(shí)事物存在著知覺優(yōu)先的傾向。這就要求教師必須給學(xué)生提供足夠的感性材料和活動(dòng)機(jī)會(huì),加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)。
初中生的心理的另一個(gè)特點(diǎn)是好奇心強(qiáng),喜歡探索自然的奧妙,興趣廣泛、強(qiáng)烈,但缺乏深度和穩(wěn)定性。如果在教學(xué)中不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以激發(fā)學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)探索自然的興趣和獻(xiàn)身科學(xué)的精神。例如:在大氣壓一節(jié)的教學(xué)中,首先演示母子管實(shí)驗(yàn),在大試管中注入水,將略小的試管放入大試管水中,然后提問:若手拿大試管倒置,小試管如何?絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為小試管會(huì)受重力而掉下。然后實(shí)驗(yàn),學(xué)生驚奇的發(fā)現(xiàn)小試管不但沒有掉下,反而在滴下水的同時(shí),緩緩上升,感到疑惑不解,教師及時(shí)點(diǎn)撥:是什么使得試管緩緩上升的呢?是大氣壓。學(xué)習(xí)了大氣壓這節(jié)課我們就可以解釋這一現(xiàn)象。一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),激發(fā)了學(xué)生的興趣,整堂課學(xué)生精力旺盛,注意力集中。正如愛因斯坦所說(shuō):興趣是最好的老師。
從記憶角度分析,結(jié)合實(shí)驗(yàn)講解的物理規(guī)律遠(yuǎn)比單純的語(yǔ)言講解留下的印象深刻、久遠(yuǎn)??茖W(xué)研究表明:語(yǔ)言信息和形象信息在頭腦里的比例是1:1000,即頭腦儲(chǔ)存語(yǔ)言信息的能力。有人做過形象的比喻:一幢華麗的大樓,你看一眼再?gòu)?fù)認(rèn)時(shí),不用語(yǔ)言表達(dá),便能認(rèn)出。而讓你讀一遍作家對(duì)這一大樓的文字表述后,再去復(fù)認(rèn)這一指定的大樓時(shí),始終比不上“你曾看一眼的功夫”。原因是前者一瞬間建立起來(lái)的神經(jīng)聯(lián)系是一種立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而后者是依次性的鏈狀結(jié)構(gòu)。所以,在物理教學(xué)中把概念、規(guī)律通過演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為物理形象,便于學(xué)生記憶。
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。觀察和實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的根本方法。一部物理學(xué)發(fā)展的歷史,就是一部觀察實(shí)驗(yàn)、總結(jié)規(guī)律、應(yīng)用規(guī)律的歷史。物理學(xué)離不開實(shí)驗(yàn),物理教學(xué)更離不開實(shí)驗(yàn)。
為了使物理演示實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)中發(fā)揮更重要的作用在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié),農(nóng)村初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)有以下要求:
(一)、不能隨心所欲,操作要規(guī)范。
演示實(shí)驗(yàn)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的樣子,老師的操作態(tài)度及操作方法對(duì)學(xué)生的影響是很大的。如在連接電路時(shí),導(dǎo)線橫一根,豎一根,把電路接通了事,雜亂無(wú)章,操作忙亂無(wú)序,講臺(tái)上零亂混雜等等,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的操作態(tài)度及科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法都是不利的。特別是對(duì)于農(nóng)村學(xué)校的學(xué)生,從小就沒多少機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室(有的學(xué)校根本沒有合格的實(shí)驗(yàn)室)的學(xué)生來(lái)說(shuō)更是不利的。
(二)、課前準(zhǔn)備要充分,爭(zhēng)取可見度高、實(shí)驗(yàn)效果明顯。
課前的準(zhǔn)備不僅是準(zhǔn)備儀器還要備學(xué)生,演示實(shí)驗(yàn)前如果實(shí)驗(yàn)室沒有儀器,老師就要精心準(zhǔn)備自制教具,并要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律、認(rèn)識(shí)能力(在少數(shù)名族地區(qū)還要特別注意語(yǔ)言上的引導(dǎo),因?yàn)樯贁?shù)民族地區(qū)漢語(yǔ)并不是他們的第一語(yǔ)言。)。如果進(jìn)行試驗(yàn)前,不做充分準(zhǔn)備,如:對(duì)儀器缺乏檢查,不進(jìn)行試做隨便應(yīng)付了事,至使上課時(shí)不是儀器裝置有問題就是儀器規(guī)格不符合要求,要么就是演示現(xiàn)象出不來(lái)或出來(lái)了但極不明顯,于是老師手忙腳亂,滿頭大汗,語(yǔ)言無(wú)倫次,學(xué)生則垂頭喪氣索然無(wú)味。
(三)、配合課堂講授,引導(dǎo)學(xué)生觀察,思考演示實(shí)驗(yàn)的要求。
演示實(shí)驗(yàn)不同于一般科學(xué)事業(yè)的最大特點(diǎn)是做給學(xué)生看的,而不是為了其它。因此老師不能僅專心于實(shí)驗(yàn)操作而忽視學(xué)生情緒和觀察效果,造成這種現(xiàn)象的一般有兩種情況:一是老師不給學(xué)生的觀察提供便利,有的教師為了便于操作將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置朝著自己,學(xué)生只能看到背面或側(cè)面還有的教師操作時(shí)站在學(xué)生和裝置之間,擋住了學(xué)生的視
線。二是對(duì)學(xué)生的觀察不進(jìn)行具體的指導(dǎo),聽其自然,看到多少算多少,因此學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)往往缺乏明確的觀察目的,有不少學(xué)生由于不得要領(lǐng)及缺少及時(shí)點(diǎn)撥看到的就是一幅雜亂紛紜的圖像。這種演示實(shí)驗(yàn)就是做得“再好”,學(xué)生也得不到什么收獲。
(四)、合理、科學(xué)、有序地引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
在試驗(yàn)中要引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并做好記錄。實(shí)驗(yàn)后要有效地引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生自己總結(jié)歸納出物理概念、規(guī)律等。如示實(shí)驗(yàn)完成后,老師一邊收拾講臺(tái)上的儀器,一邊自己或讓學(xué)生復(fù)述看過的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,然后“言歸正傳”,又“照本宣講“,這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法,雖然也要求學(xué)生觀察物理實(shí)驗(yàn),但它的目的僅在于幫助理解表面知識(shí),只是讓學(xué)生記憶實(shí)驗(yàn)事實(shí),讓學(xué)生跟著老師的問題轉(zhuǎn)。事實(shí)上,在目睹了生動(dòng)、鮮明的演示實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生的思維活動(dòng)是非?;钴S的,他們會(huì)想:為什么要這樣操作,而不是那樣做?為什么是這種結(jié)果?為什么?
(五)、不能以講代做、黑板上講實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)前在農(nóng)村學(xué)校由于條件限制,儀器缺乏,同時(shí)有的教師怕準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)花時(shí)間太多及其它種種原因,于是來(lái)個(gè)干脆不做,進(jìn)行以講代做,在黑板上講“實(shí)驗(yàn)”。使具體、生動(dòng)的物理現(xiàn)象變成了空洞、枯燥無(wú)味的東西,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣蕩然無(wú)存。
結(jié)束語(yǔ):演示實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)中起著重要作用,教師只有弄清楚農(nóng)村學(xué)校學(xué)生的特點(diǎn)及明確了演示實(shí)驗(yàn)的重要性,掌握了正確的方法,將學(xué)生的觀察和思維活動(dòng)緊密地結(jié)合起來(lái),演示實(shí)驗(yàn)中充分發(fā)揮學(xué)生的主體意識(shí),學(xué)生能力才能得到可持續(xù)發(fā)展。這一領(lǐng)域的研究空間還很大,這里只作了一些粗淺的探析,有待同行指正。
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