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摘 要:土壤固化剂代替石灰铺筑高速公路的底基层是一种值得在大范围内推广的技术,特别是高速公路在过村镇、农田、环境保护区要求较高的地区,以及工程进度要求加快的路段
关键词:壤固化剂;配合比;试验段;施工控制
1试验段工程概况
本工程路段所在区域位于黄河南岸,地形较为平坦,稍有沟谷,其地貌单元属于黄河冲击(泛滥)平原区。地貌类型较单一,土层结构变化不大,上部多为第四纪全新冲击层及第四纪全新统风积层,具有上为粘性土下位砂土的二元结构,下部为第四纪上更新统粘性土夹砂土。土层结构较为简单。地表广泛分布松散状风积砂层,沙丘固定,沙害轻微或无危害。
2工地室内配合比试验
土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土,采用重型击实标准,以最大干密度的98%和最佳含水量,用50×50mm,试模制试件6个,标准养护6天,浸水1天,测定无侧限抗压强度,以此来选取生产用配合比,配合比采用固化剂:粉煤灰:土=8:10:82。最佳含水量为10.4%,最大干密度1.84g/cm3。
3试验段的铺筑
3.1试验段铺筑方案及机械设备选配
底基层厚度为18cm,采用路办法施工。在下层的各项技术指标检测合格后,并经过监理工程师批准,施工队才能进行上层施工。
试验段所需施工机械为:挖掘机一台,自卸车若干辆,推土机两台,平地机一台,胶轮压路机、三轮压路机各一台,振动压路机两台,灰土路拌机一台,洒水车两台,以及其他小型设备。
3.2施工工艺流程
试验路底基层现场施工工艺流程如下所示:
准备下承层—施工放样—剂量布土整平—-剂量布粉煤灰—路拌机拌和—整平初压—剂量布固化剂—路拌机拌和—整平碾压—洒水养护。
3.3操作方法
(1)准备下承层:检查下承层的压实度、平整度、横坡度、高程、宽度等,对土基必须用12-15t三轮压路机或等效的压路机进行碾压检查,如有表面松散、弹簧等现象必须进行处理。
(2)施工放样:恢复路中线,每10m设一中桩,并放出边线外0.3-0.5m处指示桩,进行水平测量,按松铺系数准确标出布土高程。
(3)布土、布粉煤灰:在布土前先对下承层进行洒水,保持下承层湿润,布土,推土机按虚铺高程初平,平地机整平后上粉煤灰。粉煤灰按松方干密度进行控制计算每平米用量,画出小型装载机一斗所能布灰的面积方格,人工配合小型装载机布粉煤灰。
(4)土和粉煤灰预拌整平:为防止粉煤灰对周边的污染,布完粉煤灰后立即用路拌机拌和一遍,并检测含水率是否在控制范围内,如过小要提前补水,平地机整平到预控高程,振动压路机静压一遍。
(5)布固化剂:采用散装固化剂,画出小型装载机一斗所能布固化剂的面积方格,人工配合小型装载机布固化剂,布固化剂要均匀,并设专人检测[49]。
(6)粉煤灰固化剂土拌和:用路拌机拌和,在拌和过程中应随时检查含水率和固化剂量,如含水率不足应补充洒水补拌,如固化剂量不足应及时补固化剂重拌,拌和过程中紧跟履带推土机排压以防含水率损失。含水率控制标准为在碾压前比最佳含水率大1%-1.5%[50]。
(7)整平:用平地机进行整平,整平时紧跟拉线检查高程、横坡,整平时严禁平地机带料找补形成薄层贴补。高程控制要考虑压实系数的预留量,尽量避免开高温时间整平成型。
(8)碾压:第一遍稳压要先静压一遍,然后用振动压路机微振碾压两遍,再用三轮压路机碾压两遍,最后用胶轮碾压一遍,达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。严禁用振动压路机高振碾压,严禁用大吨位三轮压路机碾压[51]。
(9)接头、接缝的处理:两工作段衔接处,采用搭接形式。前一段拌和整形、碾压后,要做好成型段标志线,后一段施工时,布固化剂超过标志线0.5-1m的布固化剂段,拌和时要留下0.2-0.5m布固化剂段不拌,确保搭接段布固化剂量满足要求。
(10)养生:在碾压完成以后,采用洒水车洒水进行养护,洒水车不得将水流直接冲击固化剂粉煤灰土路面,均与洒在固化剂粉煤灰土路面。每天洒水车洒水次数根据现场路面潮湿状态和天气情况,始终保持固化剂粉煤灰土路面潮湿,洒水养护7天以上,未做上承层之前严禁开放交通,并进行自检验收,符合要求后方能进行上承层施工。
4施工质量控制与检测
4.1施工质量控制
(1)严格坚持底基层试验路段正式开工的批复程序
严格按照试验路段确定并经高驻办批复的①配合比②材料松铺系数③确定的标准施工方案④每次铺筑的合适长度、合适厚度等指标施工,施工时应严格按有关规定、规程执行。
(2)下承层准备与测量放样
施工前对下承层认真清扫,恢复中线,若有病害应及时处理。
(3)固化剂粉煤灰土的拌和
①拌和流程控制
固化剂粉煤灰土的拌和按照,先布土在布粉煤灰,然后预拌整平初压,布固化剂,用路拌机拌和固化剂、粉煤灰和土,再整平碾压。
②粉煤灰固化剂量的控制
实际施工考虑到施工离散性的影响,粉煤灰及固化剂的量应比设计值增加0.5%。在拌和过程中应随时观察混合料颜色,防止固化剂接团,分散不均匀,应
③含水量的控制
在每天拌和前都应对土进行含水量检测,加水量应按最佳含水量减去土的含水量进行控制。在施工过程中要加强观察,发现异常要及时调整。
(4)固化剂粉煤灰土的摊铺
首先布土,然后布粉煤灰,粉煤灰按松方干密度进行控制计算每平米用量,画出小型装载机一斗所能布灰的面积方格,人工配合小型装载机布粉煤灰。再布固化剂,采用袋装固化剂时,根据配合比计算每袋所布面积,画出方格人工均匀布固化剂。采用散装固化剂时,画出小型装载机一斗所能布固化剂的面积方格,人工配合小型装载机布固化剂,布固化剂要均匀。
(5)固化剂粉煤灰土的碾压
第一遍稳压要先静压一遍,然后用振动压路机微振碾压两遍,再用三轮压路机碾压两遍,最后用胶轮碾压一遍,达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。严禁用振动压路机高振碾压,严禁用大吨位三轮压路机碾压。
(6)固化剂粉煤灰土的养生
在铺筑完成后及时洒水并用塑料薄膜覆盖养生,在7天内必须保持覆盖良好并不得开放交通。
5试验段使作效果
试验路段经过交通荷载的考验,没有损害现象的发生,自然环境下,试验段强度与室内试验结果接近。由于本研究未对固化剂粉煤灰稳定粉砂土进行针对性的水稳定性研究,使得水稳定性方面研究欠缺,本研究将在后续的研究中增加水稳定性方面的研究,从而达到更好的指导现场路段铺筑的目的。
6结论
(1)土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土作为一种新型的半刚性道路材料,具有良好的力学性能和板体性。
(2)土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土的底基层控制一次施工面积,根据施工面积配备合理数量的拌和机和压路机,为拌和均匀,固化剂和粉煤灰掺量应略高于最佳掺配比例,严格控制混合料的含水量。
(4)从环境保护及社会综合效益考虑,土壤固化剂代替石灰铺筑高速公路的底基层是一种值得在大范围内推广的技术,特别是高速公路在过村镇、农田、环境保护区要求较高的地區,以及工程进度要求加快的路段。
参考文献
[1]王大宝.土壤固化剂稳定细粒土路用性能试验研究[D].郑州:郑州大学,2010
[2]周乃武.利用工业固体废物制备高强度土壤固化剂的实验研究[D].北京:中国地质大学,2006
[3]谭文英,汪益敏,陈页开.土壤固化材料的研究现状[J].中外公路.2004,24(4):169-172.
关键词:壤固化剂;配合比;试验段;施工控制
1试验段工程概况
本工程路段所在区域位于黄河南岸,地形较为平坦,稍有沟谷,其地貌单元属于黄河冲击(泛滥)平原区。地貌类型较单一,土层结构变化不大,上部多为第四纪全新冲击层及第四纪全新统风积层,具有上为粘性土下位砂土的二元结构,下部为第四纪上更新统粘性土夹砂土。土层结构较为简单。地表广泛分布松散状风积砂层,沙丘固定,沙害轻微或无危害。
2工地室内配合比试验
土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土,采用重型击实标准,以最大干密度的98%和最佳含水量,用50×50mm,试模制试件6个,标准养护6天,浸水1天,测定无侧限抗压强度,以此来选取生产用配合比,配合比采用固化剂:粉煤灰:土=8:10:82。最佳含水量为10.4%,最大干密度1.84g/cm3。
3试验段的铺筑
3.1试验段铺筑方案及机械设备选配
底基层厚度为18cm,采用路办法施工。在下层的各项技术指标检测合格后,并经过监理工程师批准,施工队才能进行上层施工。
试验段所需施工机械为:挖掘机一台,自卸车若干辆,推土机两台,平地机一台,胶轮压路机、三轮压路机各一台,振动压路机两台,灰土路拌机一台,洒水车两台,以及其他小型设备。
3.2施工工艺流程
试验路底基层现场施工工艺流程如下所示:
准备下承层—施工放样—剂量布土整平—-剂量布粉煤灰—路拌机拌和—整平初压—剂量布固化剂—路拌机拌和—整平碾压—洒水养护。
3.3操作方法
(1)准备下承层:检查下承层的压实度、平整度、横坡度、高程、宽度等,对土基必须用12-15t三轮压路机或等效的压路机进行碾压检查,如有表面松散、弹簧等现象必须进行处理。
(2)施工放样:恢复路中线,每10m设一中桩,并放出边线外0.3-0.5m处指示桩,进行水平测量,按松铺系数准确标出布土高程。
(3)布土、布粉煤灰:在布土前先对下承层进行洒水,保持下承层湿润,布土,推土机按虚铺高程初平,平地机整平后上粉煤灰。粉煤灰按松方干密度进行控制计算每平米用量,画出小型装载机一斗所能布灰的面积方格,人工配合小型装载机布粉煤灰。
(4)土和粉煤灰预拌整平:为防止粉煤灰对周边的污染,布完粉煤灰后立即用路拌机拌和一遍,并检测含水率是否在控制范围内,如过小要提前补水,平地机整平到预控高程,振动压路机静压一遍。
(5)布固化剂:采用散装固化剂,画出小型装载机一斗所能布固化剂的面积方格,人工配合小型装载机布固化剂,布固化剂要均匀,并设专人检测[49]。
(6)粉煤灰固化剂土拌和:用路拌机拌和,在拌和过程中应随时检查含水率和固化剂量,如含水率不足应补充洒水补拌,如固化剂量不足应及时补固化剂重拌,拌和过程中紧跟履带推土机排压以防含水率损失。含水率控制标准为在碾压前比最佳含水率大1%-1.5%[50]。
(7)整平:用平地机进行整平,整平时紧跟拉线检查高程、横坡,整平时严禁平地机带料找补形成薄层贴补。高程控制要考虑压实系数的预留量,尽量避免开高温时间整平成型。
(8)碾压:第一遍稳压要先静压一遍,然后用振动压路机微振碾压两遍,再用三轮压路机碾压两遍,最后用胶轮碾压一遍,达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。严禁用振动压路机高振碾压,严禁用大吨位三轮压路机碾压[51]。
(9)接头、接缝的处理:两工作段衔接处,采用搭接形式。前一段拌和整形、碾压后,要做好成型段标志线,后一段施工时,布固化剂超过标志线0.5-1m的布固化剂段,拌和时要留下0.2-0.5m布固化剂段不拌,确保搭接段布固化剂量满足要求。
(10)养生:在碾压完成以后,采用洒水车洒水进行养护,洒水车不得将水流直接冲击固化剂粉煤灰土路面,均与洒在固化剂粉煤灰土路面。每天洒水车洒水次数根据现场路面潮湿状态和天气情况,始终保持固化剂粉煤灰土路面潮湿,洒水养护7天以上,未做上承层之前严禁开放交通,并进行自检验收,符合要求后方能进行上承层施工。
4施工质量控制与检测
4.1施工质量控制
(1)严格坚持底基层试验路段正式开工的批复程序
严格按照试验路段确定并经高驻办批复的①配合比②材料松铺系数③确定的标准施工方案④每次铺筑的合适长度、合适厚度等指标施工,施工时应严格按有关规定、规程执行。
(2)下承层准备与测量放样
施工前对下承层认真清扫,恢复中线,若有病害应及时处理。
(3)固化剂粉煤灰土的拌和
①拌和流程控制
固化剂粉煤灰土的拌和按照,先布土在布粉煤灰,然后预拌整平初压,布固化剂,用路拌机拌和固化剂、粉煤灰和土,再整平碾压。
②粉煤灰固化剂量的控制
实际施工考虑到施工离散性的影响,粉煤灰及固化剂的量应比设计值增加0.5%。在拌和过程中应随时观察混合料颜色,防止固化剂接团,分散不均匀,应
③含水量的控制
在每天拌和前都应对土进行含水量检测,加水量应按最佳含水量减去土的含水量进行控制。在施工过程中要加强观察,发现异常要及时调整。
(4)固化剂粉煤灰土的摊铺
首先布土,然后布粉煤灰,粉煤灰按松方干密度进行控制计算每平米用量,画出小型装载机一斗所能布灰的面积方格,人工配合小型装载机布粉煤灰。再布固化剂,采用袋装固化剂时,根据配合比计算每袋所布面积,画出方格人工均匀布固化剂。采用散装固化剂时,画出小型装载机一斗所能布固化剂的面积方格,人工配合小型装载机布固化剂,布固化剂要均匀。
(5)固化剂粉煤灰土的碾压
第一遍稳压要先静压一遍,然后用振动压路机微振碾压两遍,再用三轮压路机碾压两遍,最后用胶轮碾压一遍,达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。严禁用振动压路机高振碾压,严禁用大吨位三轮压路机碾压。
(6)固化剂粉煤灰土的养生
在铺筑完成后及时洒水并用塑料薄膜覆盖养生,在7天内必须保持覆盖良好并不得开放交通。
5试验段使作效果
试验路段经过交通荷载的考验,没有损害现象的发生,自然环境下,试验段强度与室内试验结果接近。由于本研究未对固化剂粉煤灰稳定粉砂土进行针对性的水稳定性研究,使得水稳定性方面研究欠缺,本研究将在后续的研究中增加水稳定性方面的研究,从而达到更好的指导现场路段铺筑的目的。
6结论
(1)土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土作为一种新型的半刚性道路材料,具有良好的力学性能和板体性。
(2)土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土的底基层控制一次施工面积,根据施工面积配备合理数量的拌和机和压路机,为拌和均匀,固化剂和粉煤灰掺量应略高于最佳掺配比例,严格控制混合料的含水量。
(4)从环境保护及社会综合效益考虑,土壤固化剂代替石灰铺筑高速公路的底基层是一种值得在大范围内推广的技术,特别是高速公路在过村镇、农田、环境保护区要求较高的地區,以及工程进度要求加快的路段。
参考文献
[1]王大宝.土壤固化剂稳定细粒土路用性能试验研究[D].郑州:郑州大学,2010
[2]周乃武.利用工业固体废物制备高强度土壤固化剂的实验研究[D].北京:中国地质大学,2006
[3]谭文英,汪益敏,陈页开.土壤固化材料的研究现状[J].中外公路.2004,24(4):169-172.