浅谈土壤固化剂在路基施工中使用

浅谈土壤固化剂在路基施工中使用

２０１４年第７期（总第１３６期）江西建材交通工程浅谈土壤固化剂在路基施工中使用■罗杨■北京特希达交通勘察设计院有限公司东莞分公司，广东东莞　５２３０００摘要：土壤固化剂性能稳定，用于各种路基土壤加固，能满足不同路基建设要密度有着直接作用；而且缩小了土壤颗粒之间的空隙，使其承载能力大求，利于加快施工进度，就地取材，减少建筑耗材的运量，并无环境污染。大加强，从而达到高斥水性、高压实度、强承载力和抗压强度。土壤固关键词：土壤固化剂路基施工使用化剂在技术上、经济上都具有重要意义，我国公路建设改良土壤的产品仍大多沿用石灰、水泥、工业矿渣，砂、或这些材料的混合物，随着环境土壤固化剂是由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的保护对道路工程用石料、河砂、山砂等自然资源开采的严格限制，土壤新型节能环保工程材料。对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学固化剂作为一种广泛易得而又经济实用的新型替代材料具有现实意性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性义。本文主要是结合公路工程实践，探索其使用效果。能指标。广泛地用于各种土壤砂石材料的固化，还具有抗压强度强、高１　施工工艺斥水性等特点，是一种万能的离子类固化材料，用其稳定各种土壤均能１．１　路拌法施工（水泥固化土施工）满足各等级公路路基施工技术规范要求。将其掺入土壤中，与含有一（１）测量放线：用全站仪按坐标法测量恢复中线，每１０米设一排定水分的土壤混合后，发生一系列物理－化学反应，降低土壤颗粒间的桩，根据路基设计宽度，放出路基边线，为保证路基有效压实度和边坡排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，同时还置换出土粒表面的水分子并的稳定，在放路基边线时应使两侧边线各宽出２０ｃｍ－４０ｃｍ力宜。然后生成一种不可溶解的终合物，发挥类似水泥的凝固作用，对土壤的压实测量技术员精确放出水准测量线，确定纵横断面的标高，并按设计高程檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪低于１４０℃。试模应按规定预热。④沥青混合料试件密度试验方法：表５　路面压实度检测结果（２０１０年７月７日）上、下面层沥青混合料统一用表干法的毛体积密度。⑤相对沥青混合距中分压实度，％芯样芯样厚度芯样相马氏相理论相料理论最大相对密度，每天两次按ＴＯ７１１真空法实测获得，并按每天总钻芯桩号带横距编号（ｍ）（ｃｍ）对密度对密度对密度毛／马毛／理量控制算得平均油石比用计算法进行校核，当两者差值小于０００５时１Ｋ４２２＋６１０４．４７．６２．４１１９９．５９４．４取两者数值较大者作为标准值，当差值超过０００５时，应分析原因，论证后取值。沥青混合料试件体积指标，按ＪＴＧＦ４０－２００４规定计算。⑥２Ｋ４２２＋７３０８．８７．９２．４０１９９．１９４．０试件的配料、拌和均应单个进行，以确保试验结果的一致性。３Ｋ４２３＋０３０２．５７．７２．３７６２．４２４２．５５４９８．０９３．０４　沥青混合料的拌制４Ｋ４２３＋２９０６．９７．７２．４１３９９．５９４．５（１）严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。５Ｋ４２３＋４７０４．０７．９２．４１３９９．５９４．５集料温度比沥青温度高１０～１５℃，热混合料成品在贮料仓储存后，其温度下降不应超过１０℃。实际施工过程中，沥青混合料出厂温度均控制表６　路面渗水试验检测结果（２０１０年７月８日）在１６５～１７５℃之间，在初冬季节昼最低温度＞５℃以上时，出厂温度一般控制在１７５～１８０℃。编号桩号渗水点位置渗水系数技术要求（距中分带ｍ）（ｍｌ／ｍｉｎ）（２）拌和楼控制室每日均能逐盘打印沥青及各种矿料的用量，并严格控制拌和温度。１Ｋ４２２＋６１０４４４８０（３）拌和时间由试拌确定，拌和楼为ＬＢ３０００型拌合楼，拌和楼全２Ｋ４２２＋７３０８８６００部生产过程采用计算机自动控制。其拌合楼生产周期约为５０秒，其中３Ｋ４２３＋０３０２５５６０≤６０ｍｌ／ｍｉｎ干拌约５秒，湿拌约３０秒，放料时间约１５秒。从生产的沥青混合料外４Ｋ４２３＋２９０６９２００观来看，沥青裹覆得较为均匀、无花白料、无结块和离析现象。（４）在整个沥青混凝土施工过程，混合料出场温度均控制在指导意５Ｋ４２３＋４７０４０８００见要求范围。９　结束语５　沥青混合料的运输在施工过程中，各施工单位均能严格按规范及指导意见要求控制运输车辆在装料分前后中三堆装料，在装料过程中存在少量离析施工，从实际施工路段看均能反映ＳｕｐｅｒＰａｖｅ高性能沥青混凝土的实际现象。从混合料的运输情况看，每一运料车都有篷布和棉被覆盖并扣效果。根据相关文献及高性能沥青混凝土ＳｕｐｅｒＰａｖｅ路面在江苏的应牢，混合料运输到现场的温度能得到保证，到场温度损失较小。用，和ＡＣ路面相比先进，其粗集料和细集料少，中间集料多，因而均匀６　沥青混合料的摊铺性好，混合料更趋嵌挤，骨架性好，具有良好的高温稳定性和抗水害性。摊铺采用２台ＡＢＧ４２３摊铺机摊铺，采用非接触式平衡梁的找平从施工的角度进行分析，ＳｕｐｅｒＰａｖｅ混合料的施工与传统的沥青混合料方式，摊铺速度在１５～２０ｍ／ｍｉｎ左右，从摊铺后的下面层表观看，两有一定的区别，主要表现在需要较高的碾压温度，对机械抗压能力要求台摊铺机的拼缝处局部有轻微的带状离析，路面整体比较均匀。现场较高。检查沥青混合料的摊铺温度，均控制在指导意见要求最低碾压温度以上进行碾压。参考文献７　沥青混合料的压实［１］Ｇ２０４国道赣榆段下面层ＳＵＰ２０施工指导意见．南京东交工程检测碾压根据试验段达到碾压要求的碾压方案（初压钢轮前静后振碾有限公司．压一遍，然后再前后均振动碾压一遍，复压三台胶轮压路机各自碾压三［２］Ｇ２０４国道赣榆段上面层ＳＵＰ１３施工指导意见．南京东交工程检测遍，共九遍，最后由钢轮进行收光终压一遍）进行，压路机的碾压速度符有限公司．合施工指导意见的要求，碾压过程中沥青混合料没有产生明显推移现［３］公路工程沥青及沥青混合料试验规程　ＪＴＧＥ２０－２０１１．象，复压时随时喷洒油水混合物，胶轮粘轮现象控制较好。［４］公路沥青路面施工技术规范，ＪＴＧ－Ｆ４０－２００４．８　现场检测·２３１·n在侧钎上作好标记，在进行水准高程控制时应考虑到松铺系数。（８）固化土铺筑前，下承层表面应拉毛、去除杂物、洒水湿润。（２）备土整平：根据施工阶段所需的土方量拉入施工段路床，按测（９）到场的固化土混合料可按数量均匀分散地直接卸于下承层面定的高度和宽度进行大致整平，整平方法一般采用人工配合推土机。上，避免集中堆料过高造成松实不一致。（３）喷洒固化剂、湿拌：技术人员首先取有代表性的点测试含水率，（１０）摊铺可采用各类摊铺机，亦可采用人工加抓斗式挖掘机联合精确计算作业段所需的补水总量。然后计算作业段的体积，按每立方摊铺。在低等级道路上没有摊铺机时，可采用自动平地机按以下步骤应加固化剂数量计算所需的固化剂用量。最后将计算出来的补水量和摊铺混合料：①根据铺筑层的厚度和要求达到的压实干密度，计算每车固化剂一并倒入洒水车并充分搅拌均匀，稀释后均匀地洒在作业段内。混合料的摊铺面积；②将混合料均匀地卸在路幅中央，路幅宽时也可将喷洒土壤固化剂水溶液时，宜采用压力式洒水车或喷管式洒水车，喷洒混合料卸成两行；③用平地机将混合料按松铺厚度摊铺均匀；④设３～５应均匀，中途不得停车。直接掺入混合料中的固化剂水溶液应分两次人的一个小组，携带一辆装有新拌混合料的小车，跟在平地机后面，及喷洒，首次先喷洒４０％，用机械拌合不得少于两遍，再喷洒４０％拌合两时铲除粗集料“窝”，补以新拌均匀的混合料，并与粗集料拌合均匀。遍，达到拌合颜色一致为止，其余２０％的固化剂水溶液应在碾压成型后（１１）固化土的雨季施工应做好以下几点：①注意气象预报，避开雨喷洒封层。天施工。固化土施工应在连续２～３日无雨的条件下才可正常进行；②（４）闷料：混合料拌合均匀后即可进行闷料，闷料时间为沙土不小确保场地排水通畅；③现场应配备防雨遮挡物。尚未碾压已遭雨淋的于６小时，粘土不小于１０小时，但不超过两天。固化土混合料可作素土使用。（５）摊布水泥：将水泥用量进行计算，施工路段划成若干个方格，每（１２）固化土混合料的整型、碾压、成型等与路拌法相同。个方格按计算的水泥袋数堆放水泥，进行摊布。在摊布时应派专职施２　土壤固化剂使用效果分析工人员控制每一个方格内的水泥数量，保证厚度和宽度，表面应没有空土壤固化剂与土壤混合后通过一系列物理化学反应改变了土壤的白的位置，也没有水泥过分集中的位置，平面力求平整。摊料过程中，工程性质，能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，使土壤应将超尺寸颗粒及其他杂物捡除。胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，颗粒趋于凝聚，体积膨（６）补水、再次拌合：闷料后再次测定混合料的含水率，确定是否还胀而进一步填充土壤孔隙，在压实作用下，使固化土易于压实稳定，形需补水，然后用路拌机或其它合适的拌合机械进行拌合，拌合完成的标成整体结构。志是混合料颜色一致，没有灰条、灰团和花面，没有素土夹层，且水分合２．１　土壤固化剂使用优势适、均匀。（１）节约筑路成本缩短工期。与传统的路面基层材料相比可节约（７）固化土初压、整平：混合料拌合均匀后，要立即用推土机初步排筑路成本的３０％～５０％，可缩短工期约５０％。压，人工挂线精确整平，再用平地机进行整型。整平过程中，对于局部（２）抗压强度高。在不改变施工条件的情况下，无侧限抗压强度可低洼处，应用齿耙将其表层厚度耙松５ｃｍ以上，并用新拌的混合料进行提高４０％～１００％。找补整平，整平时切忌在光滑的平面上进行薄层找补。（３）水稳定性好。土壤固化剂复合固结土试件常温下浸水１８０天（８）碾压：整型后，应在最佳含水量时压实，要根据路宽、压路机轮不解散，水稳定性好，耐久性好。距的不同，制定相应的碾压方案。通常采用ｌ８Ｔ－２２Ｔ振动压路机，先（４）冻稳定性好。静压一遍再对固化土层进行压实作业。具体碾压时，应本着“先轻后（５）节能环保。传统筑路材料开采破坏植被，污染环境。尤其是石重，先慢后快，先两边后中间，先静压后振动”的原则，速度控制在头两灰，水泥生产中要消耗大量的煤炭资源并释放大量的二氧化碳温室气遍应是低速，１５ｋｍ／ｈ－１７ｋｍ／ｈ为宜。碾压采用纵向进退式，压路机体，加剧了全球温室效应。该技术减少了这些传统胶结材料的使用量，轮迹一般要求重叠二分之一轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压有利于节省资源和能源，有利于生态环境的保护。挖河采沙、炸山碎石完固化土面全宽时，即为一遍。碾压过程中固化土的表面应始终保持会破坏自然，污染环境，采用以广泛分布随处可取的土壤替代砂石料，潮湿，如表层水分蒸发过快，应及时补洒少量的水。如有“弹簧”、松散、有利于公路的可持续发展，符合我国建设资源节约型、环境友好型社会起皮、剪切推移现象，应及时翻开重新拌合。注意：整个施工过程从水的要求。土壤固化剂是资源节约型高科技新材料。泥摊布到碾压必须在水泥终凝期内完成。在碾压过程中应对施工接缝（６）施工工艺简单。土壤固化剂渗透性好，使土易于压实便于施处进行处理，施工接缝处，应搭接拌合。第一段拌合后，留出５～８米不工。进行碾压，在第二段施工时再将前段余留的未碾压段添加适量水泥和（７）可延长道路使用寿命，降低后期养护成本。经过土壤固化剂处土壤固化剂水溶液重新拌合，与第二段相连一起进行碾压。理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、ＣＢＲ、剪切强度等都得（９）养生及交通管制：固化土层每一段碾压完成并经压实度检查合到很大提高，能延长道路的使用寿命。格后应立即中断交通，开始养生，养生时间为一周。养生方法有：①洒（８）具有广泛的实用性。它比传统的水泥、石灰等土壤胶结材料具水养生要求路面保持湿润；②覆盖塑料薄膜养生，要求用土埝纵横向封有更好的性能，能解决水泥、石灰、粉煤灰等胶结材料在土壤加固时难实住；③乳化沥青做下封层养生，条件为基层的面层为沥青层；④铺土解决的一些特殊问题，具有独特效果和广泛的实用性。养生条件为上层继续施工固化土层。（９）使用方便易于运输和储存。１．２　集中拌合法施工３　结束语对于二级和二级以下的公路，若无合适的强制式厂拌设备时，也可通过对土壤固化剂在路基建设工程使用中的施工工艺探讨及其使以将混合料集中在路旁的料场用人工配合挖土机的方式进行拌合。集用效果分析，可得出以下结论：（１）土壤固化剂在公路路基施工中实际中拌合法施工应符合下列要求：使用简便易控制，使用过程中环保少污染，材料易与运输，减少了运输（１）土应粉碎防止团块。成本。（２）国外在高速公路建设中土壤固化剂的使用非常普遍，并且应（２）应严格按所选定的固化土配合比配料。固化剂称量必须准确。用领域非常广泛，不仅应用在路基顶层，而且还应用到了路面基层，取（３）出料时混合料的含水量应大于最佳含水率１～２％。得了非常成熟的经验。我国在高速公路建设中对土壤固化剂应用的非（４）进入料斗的素土的干湿状态应基本一致，固化剂水溶液宜当天常少，但是作为一种新型建筑材料，固化剂具有的优势是非常明显。配制使用。（５）经拌合均匀的固化土混合料应立即运输到铺筑现场进行施工。参考文献若运距远，运输过程中宜加以覆盖以防水分过早蒸发。［１］土壤固化剂在高速公路工程建设中的应用与发展．（６）运输距离与时间应能保证使固化土在凝结时间内碾压完毕。［２］韩笑．土壤固化剂固化土的基本性能及其工程应用研究．（７）宜采用自卸式运输车与摊铺、碾压机械相配套，做到随拌随运［３］赵永巧，浅谈土壤固化剂的发展与固化机理研究．随铺随压。［４］沈鸿昌，土壤固化剂效益．·３３１·