固化剂在道路工程中的应用分析

摘要为研究固化剂在道路工程中的使用,通过室内试验对固化剂加固土、石灰固化剂加固土的无侧限抗压强度进行分析。试验结果表明,固化剂加固土、石灰固化剂加固土的强度以及其他路用性能满足规范要求,固化剂加固路基土道路工程中的应用是可行的。

关键词道路;固化剂;力学性能

中图分类号TU471文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0145-01

近年来,随着公路建设规模的不断扩大,在公路建设中遇到的土质情况也千差万别。因此各种特殊土的处理日益引起人们的关注,这些不良土质有的路用性能差,如粉质土遇水不稳定,粘性土膨胀性大;有的土不易施工,如过湿土、重粘土。对这些特殊土单纯的使用石灰、水泥进行加固效果不理想。在这种情况下,土壤固化剂开始引起工程技术人员的关注,固化剂加固土是采用一定的物理化学方法使土的物理力学性能适应工程需求的技术。

1原材料性质分析

本试验所用的土为粉土,黄色和深黄色。其物理化学性能指标见表1、表2。

2配合比设计及最佳含水量确定

本文采用石灰土和固化剂石灰土进行对比分析,来分析固化剂对强度的影响,配合比见表3。

3无侧限抗压强度

无侧限抗压强度是指试件在20±2℃条件下养生7天后的抗压强度,是路面基层混合料的主要性能指标,规范要求公路路面基层混合料必须达到一定的强度要求。抗压试验采用5×5cm的圆柱体试件测定,混合料拌合均匀后,在塑料袋内闷料2小时左右后成型,混合料装入圆柱钢模中,在反力架下以千斤顶加压成型。养生条件为湿气养生,即23±2℃,相对湿度97%,在恒温恒湿箱中养生。测试方法一试件尺寸为5×5cm圆柱体,从水中取出后,抹去表面水分放在路面强度试验机上以每分钟百分表100格的速度,测定无侧限抗压强度。根据上述配合比成型试件,养生7天,饱水24小时后求其饱水抗压强度值,并根据饱水抗压强度与固化剂剂量的关系曲线,来确定各种上最佳固化剂剂量。

4固化剂施工工艺

4.1施工准备

1)施工前应按设计要求进行各种原材料、混合料配合比、灰剂量标准曲线、标准击实、强度等试验。2)现场取土,清除草根、树根、石块等杂物。土的塑性指数要不大于26,不小于8。3)生石灰应在使用前7-10天充分消解,含水量适中,并用10mm孔径的筛子筛除生石灰残渣。4)检测土中的含水量,符合固化剂混合料的最佳含水量要求,当不能满足要求时,应对土采取处理措施。湿拌法宜大于最佳含水量的1%-2%。5)根据道路的长度、宽度、路基厚度、最大干密度、石灰和固化剂的配合比,计算石灰与固化剂的用量。将水与固化剂按150-200:1的比例稀释浓缩液。

4.2施工放样

在路基上布设中线。直线段每15m-20m设标桩,平曲线段10m-15m设标桩,并在两侧路肩边缘外每0.3m-0.5m设标桩标注桩号,并测出该桩号的设计标高。

4.3运输

用挖掘机装车,自卸汽车运输,将合格的素土运至现场,卸料时设专人指挥,素土铺筑范围要超出设计边线0.3m以上,用推土机整平。

4.4摊铺石灰

根据固化剂石灰土的厚度和最大干密度及石灰的配合比,计算石灰的摊铺厚度,用自卸汽车将充分消解的石灰运至路基上,由人工摊铺,并及时检测铺筑厚度,确保石灰用量。

4.5素土与石灰拌和

用路拌机将石灰土结合料拌和均匀,达到拌和后的石灰土色泽一致,控制路拌机的速度不大于3km/h,避免有未掺拌的“素土”夹层,在边角等部位由人工处理。在开始拌和时,要标定拌和深度,且不得更改,两次拌和宽度要重叠20cm。

4.6喷洒固化剂稀释溶液

首先将洒水车装水,再将固化剂浓缩液倒入洒水车中,稀释浓度要结合土的天然含水量,当素土含水量较低时,稀释浓度取低值,否则相反。同时参考施工当日的气温情况,然后将适宜的稀释液均匀的喷洒在石灰土的表面。确保在一定面积内固化剂掺量准确、均匀,且混合料含水量大于最佳含水量1%-2%。在道路纵坡大于20%时要配合紧密,防止固化剂液体流失,配合比不均匀。

4.7湿拌

用路拌机将喷洒固化剂后的石灰土充分进行湿拌,拌和要求同4.5规定,加入固化剂的石灰土必须在24小时内碾压成型。

4.8路基整型

混合料拌和均匀后,用推土机排压两遍,再用平地机刮平。在直线段,平地机应由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段,平地机应由内侧向外侧进行刮平。在整型过程中,由人工配合局部不平整的部位,在整个刮平过程中用水准仪控制湿铺标高。严禁在局部较低的部位进行薄层贴补。

4.9碾压

整型后的混合料路基在最佳含水量时压实,表层含水量不足时,先洒水再进行碾压。先用180KN及以上的三轮压路机静压一遍,再用振动压路机进行碾压。碾压时重叠部分为1/2轮宽,并重复碾压不少于4遍,后轮超过两段接缝处,最后由三轮压路机碾压成型光面,碾压时控制压路机的速度不大于3km/h,不得在未成型的道路上调头或急刹车,达到压实度要求,碾压表面无明显轮迹。

4.10喷洒封层

碾压完成后,立即喷洒固化剂水溶液封层,喷洒均匀,不得漏洒。

4.11养生

养护期不应少于7天,且洒水养生不能间断,未达到强度要求之前,禁止各类车辆通行。

5注意事项

结合工地与室内试验情况分析,建议条件合适时以场拌法为首选方案,必须采用路拌法时应同时使用刮平机进行大面积拌合。为保证固化剂稀释液能够均匀加入混合料,应一边拌和,一边加固化剂稀释液,不能以开始就将稀释液一次喷洒完。下雨天不能进行拌合,以免固化剂稀释液随雨水流失,建议一般不要采用人工拌合。

6结论

固化剂代替水泥加固基层土,不需换土,可就地取材,固化剂用量和水泥加固用量大体相当,并且不需大量挖弃土方,可节省运输和开挖费用,其施工工艺和普通路基施工工艺基本相同,施工机械也大体固化剂加固土的施工工艺简单可靠,且经济性合理,固化剂加固土作为公路工程的应用具有广泛的前景。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.公路工程无机结合料稳定材料试验规程.中华人民共和国交通部,1997.

[2]范兴华.SC系列固化剂在公路工程应用的研究.东北公路,1997.

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