高性能固化劑粉煤灰穩(wěn)定粉砂土技術(shù)研究

王勇杰

摘要：土壤固化劑粉煤灰穩(wěn)定粉砂土技術(shù)包括配合比試驗(yàn)、試驗(yàn)段的鋪筑、施工質(zhì)量控制與檢測(cè)、土壤固化劑粉煤灰穩(wěn)定粉砂土，具有良好的力學(xué)性能和板體性。土壤固化劑代替石灰鋪筑高速公路的底基層是一種值得在大范圍內(nèi)推廣的技術(shù)。文章對(duì)高性能固化劑粉煤灰穩(wěn)定粉砂土技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：高性能固化劑；粉煤灰；穩(wěn)定粉砂土技術(shù)；配合比試驗(yàn)；高速公路；公路基層 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U416 文章編號(hào)：1009-2374（2016）23-0153-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.076

1 概況

本工程路段所在區(qū)域位于黃河南岸，地形較為平坦，稍有溝谷，其地貌單元屬于黃河沖擊（泛濫）平原區(qū)。地貌類型較單一，土層結(jié)構(gòu)變化不大，上部多為第四紀(jì)全新沖擊層及第四紀(jì)全新統(tǒng)風(fēng)積層，具有上為黏性土下為砂土的二元結(jié)構(gòu)，下部為第四紀(jì)上更新統(tǒng)黏性土夾砂土。土層結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，區(qū)內(nèi)微地貌類型諸多，主要的河床形成地上河，河床不穩(wěn)定，潰決泛濫后形成范圍極大的決口扇、泛濫平地，決口扇形地、古河道高低、高漫灘、低漫灘、沙丘、背河洼地、故道漫灘等；組成決口扇的砂質(zhì)沖積物呈舌狀分布，僅決口部分顆粒粗，以砂為主，混有粉土、粉質(zhì)巖土，分選性差，在較遠(yuǎn)的地方見到粉土，粉質(zhì)黏土類砂粒或砂質(zhì)透鏡體。其表面經(jīng)風(fēng)力吹揚(yáng)，形成次生的風(fēng)成沙丘、砂崗和沙地。地表廣泛分布松散狀風(fēng)積砂層，沙丘固定，沙害輕微或無危害。

2 室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)

土壤固化劑粉煤灰穩(wěn)定粉砂土，采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，以最大干密度的98%和最佳含水量，用50×50mm，試模制試件6個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，測(cè)定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以此來選取生產(chǎn)用配合比，配合比采用固化劑∶粉煤灰∶土=8∶10∶82。最佳含水量為10.4%，最大干密度為1.84g/cm3。

3 試驗(yàn)段的鋪筑

3.1 試驗(yàn)段鋪筑方案及機(jī)械設(shè)備選配

底基層的厚度主要為18cm，并采用路拌法進(jìn)行施工，針對(duì)下層的各項(xiàng)技術(shù)性指標(biāo)只要檢測(cè)合格之后，再經(jīng)過監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)，施工隊(duì)才能進(jìn)行上層工程的施工。

試驗(yàn)段所需施工機(jī)械為：挖掘機(jī)一臺(tái)，自卸車若干輛，推土機(jī)兩臺(tái)，平地機(jī)一臺(tái)，膠輪壓路機(jī)、三輪壓路機(jī)各一臺(tái)，振動(dòng)壓路機(jī)兩臺(tái)，灰土路拌機(jī)一臺(tái)，灑水車兩臺(tái)，其他小型設(shè)備。

3.2 施工工藝流程

試驗(yàn)路底基層現(xiàn)場(chǎng)施工工藝流程如圖1所示：

3.3 操作方法

3.3.1 準(zhǔn)備下承層：檢查下承層的壓實(shí)度、平整度、橫坡度、高程、寬度等，對(duì)土基必須用12～15t三輪壓路機(jī)或等效的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓檢查，如有表面松散、彈簧等現(xiàn)象必須進(jìn)行處理。

3.3.2 施工放樣：恢復(fù)路中線，每10m設(shè)一中樁，并放出邊線外0.3～0.5m處指示樁，進(jìn)行水平測(cè)量，按松鋪系數(shù)準(zhǔn)確標(biāo)出布土高程。

3.3.3 布土、布粉煤灰：在布土前先對(duì)下承層進(jìn)行灑水，保持下承層濕潤(rùn)，布土，推土機(jī)按虛鋪高程初平，平地機(jī)整平后上粉煤灰。粉煤灰按松方干密度進(jìn)行控制計(jì)算每平米用量，畫出小型裝載機(jī)一斗所能布灰的面積方格，人工配合小型裝載機(jī)布粉煤灰。

3.3.4 土和粉煤灰預(yù)拌整平：為防止粉煤灰對(duì)周邊的污染，布完粉煤灰后立即用路拌機(jī)拌和一遍，并檢測(cè)含水率是否在控制范圍內(nèi)，如過小要提前補(bǔ)水，平地機(jī)整平到預(yù)控高程，振動(dòng)壓路機(jī)靜壓一遍。

3.3.5 布固化劑：采用散裝固化劑，畫出小型裝載機(jī)一斗所能布固化劑的面積方格，人工配合小型裝載機(jī)布固化劑，布固化劑要均勻，并設(shè)專人檢測(cè)。

3.3.6 粉煤灰固化劑土拌和：用路拌機(jī)拌和，在拌和的過程中還應(yīng)隨時(shí)檢查含水率以及固化劑的劑量問題，若是含水率不足的情況下應(yīng)補(bǔ)充灑水補(bǔ)拌，如固化劑量不足的時(shí)候還應(yīng)及時(shí)的補(bǔ)固化劑重新拌，拌和過程中緊跟履帶推土機(jī)排壓以防含水率損失。含水率控制標(biāo)準(zhǔn)為在碾壓前比最佳含水率大1%～1.5%。

3.3.7 整平：用平地機(jī)進(jìn)行整平，整平時(shí)緊跟拉線檢查高程、橫坡，整平時(shí)嚴(yán)禁平地機(jī)帶料找補(bǔ)形成薄層貼補(bǔ)。高程控制要考慮壓實(shí)系數(shù)的預(yù)留量，盡量避免開高溫時(shí)間整平成型。

3.3.8 碾壓：第一遍穩(wěn)壓要先靜壓一遍，然后用振動(dòng)壓路機(jī)微振碾壓兩遍，再用三輪壓路機(jī)碾壓兩遍，最后用膠輪碾壓一遍，達(dá)到要求的密實(shí)度，同時(shí)沒有明顯的輪跡。嚴(yán)禁用振動(dòng)壓路機(jī)高振碾壓，嚴(yán)禁用大噸位三輪壓路機(jī)碾壓。

3.3.9 接頭、接縫的處理：在兩個(gè)工作段的銜接處，主要采用搭接的形式，而且前一段拌和和整形、碾壓后還要做好成型段的標(biāo)志，而且若是布固化劑超過標(biāo)志線的0.5～1m的布固化劑段，拌和時(shí)要留下0.2～0.5m布固化劑段不拌，一定要確保搭接段布固化劑量滿足

要求。

3.3.10 養(yǎng)生：在碾壓完成以后，采用灑水車灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，灑水車不得將水流直接沖擊固化劑粉煤灰土路面，均與灑在固化劑粉煤灰土路面。每天灑水車灑水次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路面潮濕狀態(tài)和天氣情況，始終保持固化劑粉煤灰土路面潮濕，灑水養(yǎng)護(hù)7天以上，未做上承層之前嚴(yán)禁開放交通，并進(jìn)行自檢驗(yàn)收，符合要求后方能進(jìn)行上承層施工。

3.4 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.4.1 計(jì)算用料比實(shí)際用料多一些，盡量減少平地機(jī)帶料找補(bǔ)現(xiàn)象。在實(shí)際工作中，布土必須用平地機(jī)精平到比設(shè)計(jì)用量高程高5～10mm的高程線上，布粉煤灰和固化劑時(shí)，都要考慮到多出的土的因素，采用人工布粉煤灰和固化劑，專人檢測(cè)，確保布料均勻。

3.4.2 固化劑粉煤灰低液限粉土失水較快，最后一道拌和時(shí)含水率應(yīng)控制在比最佳含水率高2～3個(gè)百分點(diǎn)。路拌機(jī)至少拌和兩遍，第一遍必須消除夾層，第二遍拌和時(shí)緊跟履帶推土機(jī)排壓以防含水率損失。排壓時(shí)嚴(yán)禁用光面壓路機(jī)排壓，以防人為因素制造薄層貼補(bǔ)。

3.4.3 禁止人為造成整平時(shí)帶料找補(bǔ)現(xiàn)象，測(cè)量人員要緊跟平地機(jī)后面檢查高程。

3.4.4 灑水要使用先進(jìn)科學(xué)的灑水拌和方法，確保含水率的均勻性。

3.4.5 合理安排壓力機(jī)碾壓程序，嚴(yán)禁超壓和大噸位振動(dòng)壓路機(jī)高振碾壓，嚴(yán)禁大噸位三輪壓路機(jī)碾壓。

4 施工質(zhì)量控制與檢測(cè)

4.1 施工質(zhì)量控制

固化劑粉煤灰土的拌和，按照先布土再布粉煤灰，然后預(yù)拌整平初壓，布固化劑，用路拌機(jī)拌和固化劑、粉煤灰和土，再整平碾壓。實(shí)際施工過程中還應(yīng)考慮到施工離散性，粉煤灰以及固化劑量還應(yīng)該比設(shè)計(jì)值增加0.5%。在拌和的過程中還應(yīng)隨時(shí)的觀察混合料的研究，以防固化劑結(jié)團(tuán)或者是分散不均勻，因此在施工過程中還應(yīng)每天在拌和前對(duì)土的含水量進(jìn)行檢測(cè)，并依據(jù)加水量按照最佳的含水量減去土的含水量進(jìn)行控制。在施工過程中要加強(qiáng)觀察，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)調(diào)整。第一遍穩(wěn)壓要先靜壓一遍，然后用振動(dòng)壓路機(jī)微振碾壓兩遍，再用三輪壓路機(jī)碾壓兩遍，最后用膠輪碾壓一遍，若是施工過程中達(dá)到了所要求的密實(shí)度，同時(shí)還能夠沒有明顯的輪跡，應(yīng)該嚴(yán)禁采用振動(dòng)壓路機(jī)高振碾壓，嚴(yán)禁用大噸位三輪壓路機(jī)碾壓。

在鋪筑完成后及時(shí)灑水并用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生，在7天內(nèi)必須保持覆蓋良好并不得開放交通。

4.2 試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

試驗(yàn)路施工過程中，課題組用灌砂法對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，并現(xiàn)場(chǎng)成型抗壓強(qiáng)度試件，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓實(shí)度平均值為98%，達(dá)到96%的設(shè)計(jì)要求；工地室內(nèi)試驗(yàn)7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生）平均1.27MPa，達(dá)到《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）規(guī)定的0.6MPa的要求。

同時(shí)，7天鉆芯取樣的檢測(cè)，芯樣強(qiáng)度平均值達(dá)到1.02MPa，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果基本達(dá)到室內(nèi)試驗(yàn)的80%左右，這主要是由于現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)拌和機(jī)械攪拌不均勻、土壤固化劑輕微受潮等原因引起。另外，路面檢測(cè)結(jié)果表明，試驗(yàn)路段的路表密實(shí)平整。

5 結(jié)語

（1）土壤固化劑粉煤灰穩(wěn)定粉砂土也是作為一種新型的半剛性道路材料來進(jìn)行有效實(shí)施的，并能夠具有良好的力學(xué)性能和板性能；（2）固化劑和粉煤灰摻量應(yīng)略高于最佳摻配比例，嚴(yán)格控制混合料的含水量；（3）從環(huán)境保護(hù)的意義上以及社會(huì)和綜合性的效益考慮，土壤固化劑來代替石灰鋪筑高速公路底基層的施工，這也是一種值得在大范圍內(nèi)來進(jìn)行推廣的技術(shù)。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）