水泥改良高液限土在公路工程中的运用论文_张建平

中交三航局厦门分公司 福建厦门 361006

摘要:本文结合平潭高速代建工程A6合同段1611支线路基施工实例,开展了水泥改良高液限黏性土路基的室内和现场试验, 证明了水泥改良后的高液限土具有良好的施工性能, 满足路基填筑要求。

关键词:高液限改良土;公路工程;运用

1前言

高液限土的性质为液限高、塑性指数大、胀缩性显著,在干燥状态下强度比较高,若遇水迅速软化,强度急剧下降,水稳性极差。因此,在《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)中明确规定,高液限土不能直接作为路基填筑材料,若需要使用时,必须采取满足设计的技术措施。在公路建设阶段,某些项目会面临较大范围的高液限土,若将其作为弃方处理,将会增加工程成本,影响生态环境。所以,需要研究高液限土在公路路基填筑中的应用。

2工程概况

通海坛天神景区支线(ZX1611),位于平潭综合实验区西南面的草屿岛上,路线里程3.480km。采用二级公路道路等级,设计时速40km/h,双向两车道,道路红线8.5m。路床土最小强度和压实度要求为95区上路床的CBR≥6%,95区下路床的CBR≥4%,94区CBR≥3%,92区CBR≥2%;路床顶面交工验收弯沉值LS≤200(0.01mm)。

经现场取土试验,1611支线高液限土分布为:K0+000~K0+100、K0+300~K0+450、K0+980~K1+600、K2+380~K2+540、K2+920~K3+100、K3+280~K3+529段均为高液限土,大约24000m3。由于高液限土分布广,量大,且附近无符合要求的填料,如果废弃将影响当地的农业生产,不利于环保,加之质量、工期、造价等因素,建议掺加水泥改良高液限土。

3改良材料

改良材料可使用矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥,但应采用终凝时间较长(宜 6 h 以上)的水泥 。本项目高液限土改良使用生产厂商为泰州杨湾海螺水泥有限责任公司 、品种等级为P.O42.5普通硅酸盐水泥。

4高液限土改良前后室内试验

现以K1+400处土样为例,展开土改良前后的各项试验检测,其中在用水泥改良高液限土试验之前,必须确定水泥最佳掺量,分别按水泥掺量3%、4%、5% 的比例在室内制备了3组试样,改良前后土的室内试验结果见表1

水泥掺量3%、4%和5%的改良土较改良前土样的CBR强度随水泥掺量的增大而增大,分别提高了1.7倍、2.2倍、2.6倍;液限、塑性指数,随水泥掺量增大而减小,液限分别降低了16.4%、20.9%、22.2%;塑性指数分别降低了2.9%、12.1%、19.5;最佳含水量随水泥掺量增大而略有减小。其中掺4%水泥土,CBR满足公路路基最小强度要求,但是塑性指数不满足要求,掺5%水泥土液限、塑性指数、CBR均符合设计规范要求,故选取水泥5%掺量的配比方案进行试验段施工。

5试验段施工

在完成土样改良前后的室内试验成果后,先编制施工方案设计,按施工方案对K1+400~K1+600试验段进行施工,待试验段试验成功后再进行全线推广。

5.1一般规定

施工期间的最低温度应控制在5℃以上,并在第1次冰冻到来之前1个月之内完成施工。从拌和到碾压终了的持续时间应控制在3~4h。每一层填筑时应保持与设计一致的横坡。每层应使用水准仪检测填筑横坡是否满足规范要求。土料过多时可以利用装载机运至下一段路基,并重新复测横坡,直至横坡满足设计及规范要求。土料不够时必须及时进行补料,摊平后对横坡进行复测,直至横坡满足设计及规范要求。

5.2路基压实

等待完全摊铺完整之后,其松铺厚度、平整程度和最优含水率都达到标准要求才能够进行碾压操作。本试验段采用20T振动压路机1台,碾压方式为:先边后中,先快后慢,先弱后强。碾压时纵向轮迹重叠30~40cm,横向同层接头处重叠1~2m,以保证无漏压、无死角。碾压时必须匀速进行(碾压速度一般为2~3km/h),不得忽快忽慢,不得中途急刹车,调转车头,停车加油等。碾压方法为:静压→弱振→强振→弱振→静压。先静压2遍,再弱振2遍,再强振2~4遍,再弱振2遍,最后静压2遍消除轮迹。

5.3接缝处理

两个施工段的衔接处,应先在施工的段落预留4~8 m不进行碾压,待第二段施工时,对前段未碾压部分再添加少量水泥重新翻拌,与第二段一并碾压成型。

5.4路基现场测试结果

K1+400~K1+600试验段在改良完成一个星期之后进行了压实度、弯沉的试验检测。根据《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1- 2004)的规定计算,该路段的压实度代表值为96.2%,大于规定压实度值95%;代表弯沉值为158(0.01mm),小于设计容许弯沉值 200(0.01mm)。表明该路段采用水泥改良是成功的,符合设计规范要求。

6结语

目前,国内改良高液限土的案例不是太多,为了最大化使用各项资源,不断减少项目所投入的成本,必须进行多种有利的尝试。为了保证路基施工的强度与稳定性,ZX1611支线采用掺水泥对高液限土进行改良,降低其液限、塑性指数、含水量,提高了压实度和 CBR 值,使其各项技术指标符合公路路基填料的要求,对公路路面性能改善、提高公路运行稳定性具有一定的意义。

参考文献:

[1]JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》.

[2]JTG F80/1-2004《公路土工试验规程》.

[3]JTG E40-2007《公路工程质量检验评定标准》.

论文作者:张建平

论文发表刊物:《基层建设》2017年5期

论文发表时间:2017/6/16

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