2004年 4月
第3卷 第2期
广州大学学报(自然科学版)
JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)
Vol.3 No.2Apr. 2004
文章编号:1671-4229(2004)02-0168-04
高速公路二灰土底基层配合比的确定与施工
邱国锋,傅光奇
(广东省长大公路工程有限公司,广东广州 510600)
摘 要:二灰土底基层是路面的重要结构物之一,通过对兰州柳忠高速公路一标段二灰土底基层的铺筑实践,总结了原材料检验、混合料组成设计、二灰土施工的全过程及施工工艺.提供了机械组合形式、碾压方式、碾压速度、碾压遍数等各种技术数据,得出施工中的一些体会:选用优质的石灰,充分消解,保证混合料的均匀性,控制好压实时间及含水量,重视养护.关键词:二灰土;配合比;施工;高速公路中图分类号:U416104 文献标识码:A
二灰土底基层是路面结构的重要层次,起到承上启下的作用,它对抗裂、抗水害、提高路面使用寿命有着重要作用.其特性为强度高、耐久性好、造价低、利于环境保护等诸多优点.粉煤灰具有火山灰活性,当粉煤灰与石灰混合后,再加以水,则能与氢氧化钙等发生反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化硅铝酸钙等胶凝性化合物.石灰粉煤灰混合料的强度和耐久性直接取决于生成的胶凝性化合物的数量.由于火山灰反应受时间和温度的影响较大,故早期强度较低,而后期强度较高.
本文针对柳忠高速公路二灰土底基层的配合比、施工应用及质量控制作一介绍,供同行参考.
要的窗口示范作用.为达到此目标,要保证路面的长期稳定和优良的使用性能,确保二灰土的施工质量,结合交通、气候、材料、施工水平及管理水平等实际情况,就如何确定施工配合比,如何选用机械设备配套,合理的施工工艺,以及现场碾压达到设计规定的压实度时的最佳组织方式等进行探讨和实践,从中找出最佳铺筑工艺.
2 二灰土配合比
211 原材料
21111 土 液限含水量WL=2715%,塑限含水量WP=1818%,塑性指数IP=817.
21112 石灰 为生石灰,其有效钙加氧化镁含量为8213%.
21113 煤灰 西固电厂SiO2=5210%,Al2O3=6136%,Fe2O3=25104%,烧失量=7123%.212 重型击实试验
根据制备试件的要求,选用4%、6%、8%、10%、12%5个石灰剂量,石灰与粉煤灰的比例为1B3,对以上5个不同配合比的混合料分别预定几个不同的含水量进行击实试验.试验结果见表1. 无侧限抗压强度:
根据击实试验所得的最大干密度和最佳含水量,按95%压实度控制密度,采用静法制备试件,
1 工程概况
柳忠高速公路第一合同段全长815km,设计为双向四车道,其主线路面采用沥青砼路面.路基段路面结构形式为:4cm厚SMA-16上面层,5cm厚AC-25I中面层,6cm厚AC-30II下面层,20cm厚二灰碎石,32cm厚二灰底基层.路基为湿陷性黄土,黄土具有结构性、欠压密性及黄土对水的特殊敏感性,因此,二灰土底基层施工质量的好坏将对本高速公路的面层与路基有举足轻重的影响.
柳忠高速公路是兰州市标志性道路,具有重
收稿日期:2003-03-07; 修回日期:2003-12-03
:),
第2期邱国锋等:高速公路二灰土底基层配合比的确定与施工 169
每种石灰剂量各制备6个试件,试件为
表1 二灰土配合比
Table1 Mixtureratiooflime-flyashstabilizedsoil混凝土比例
石灰B粉煤灰B土
4B12B846B18B768B24B6810B30B6012B36B52
最大干密度(Qd)最佳含水量(Wo)
-3
/%/g#cm
1.761.721.681.641.60
14.515.015.516.016.5
015%,故确定该二灰土混合料的施工配合比为石灰B粉煤灰B土=7B21B72,为增加二灰土的早期强度加入1%的水泥最后施工配合比为石灰B粉煤灰B土B水泥=7B21B71B1.21312 试验结果分析
石灰中氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)的含量对二灰稳定土类材料的强度有着明显的影响.虽然用石灰稳定某种土时,石灰剂量的多少对石灰土强度的影响有时不会明显地反映出来,一旦加入粉煤灰后,石灰用量的多少对二灰稳定土类混合料强度的影响就变得极为明显.
粉煤灰是一种火山灰材料,是一种硅质的或硅铝质的材料.它本身很少或没有粘结性,但是当它以细分散的状态与水和消石灰混合时,在常温下与氢氧化钙发生反应能生成一种具有粘结性的化合物.故粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量应大于70%,粉煤灰的烧失量不应超过20%.
随着二灰比例的增加,最大干密度逐渐减小,而最佳含水量依次增大;在粉煤灰比例不变时,石灰比例每增加1%.对应的最佳含水量也增加1%,由此可知,石灰比例对于最佳含水量的影响是十分明显的.石灰粉煤灰土混合料中,石灰用量一定时,粉煤灰用量越多,初期强度(7d)越低,后期强度(90d)越高;粉煤灰含量不变时,石灰含量越高,初期强度(7d)和后期强度(90d)均随之增大.同时,就强度增长速率而言,粉煤灰所占比例大时,则后期强度较之初期强度的增长幅度更大一些.
表2 无侧限抗压强度汇总表
Table2 Unconfinedcompressionstrengthcollecttable
项 目试件干密度 /(g#cm吸水量/g测强时含水量/%抗压平均值/MPa抗压最大值/MPa抗压最小值/MPa抗压标准差/s偏差系数/%95%概率值/MPa
-3
石灰B粉煤灰B土
4B12B846B18B768B24B6810B30B6012B36B521.63592.960.119.60.6220.6680.5670.0345.50.566
1.60493.258.220.00.6820.7070.6240.0334.80.628
1.57293.669.821.30.7920.8530.7450.0384.80.729
1.53593.680.622.70.8170.8980.6940.0769.40.692
1.49993.791.423.90.9690.9990.9170.0363.70.692
)
试件压实度/%
213 二灰土配合比的确定及试验结果分析21311 最优配合比的确定
将测得的无侧限抗压强度与其相应的石灰剂量进行线性回归,可得如下关系式:
X=-919443+2311121Rc, r=019788.式中:X)))石灰剂量/%;
Rc)))组内无侧限抗压强度平均值/MPa.根据5公路路面基层施工技术规范6规定
[1]
3 二灰土的施工
311 原材料准备
选择合适的土料场,并提前二三天闷土.石灰在使用前7~10d集中消解,消解的用水量控制在500~800kg#t-1范围内,消解后的石灰以不扬灰亦不结团为原则,使用前过10mm的方,
孔筛.
粉煤灰采用西固电厂粉煤灰,其粒径变化在01007~013mm之间,比表面积一般在2000~3500m#g
2
-1
室内试验结果的平均抗压强度Rc还应满足Rc\Rd/(1-ZaCv)的要求,若Rd取值016MPa,Za取11645,Cv取各试验的最大者914%,则可计算出满足/规范0规定的[Rc]=016/(1-11645@01094)=0171MPa,将此值代入上述回归关系式可得石灰剂量为615%,本工地采用集中厂拌法施工时,实[1]
之间,空隙率比11371,烧失量
7123%,使用前过10mm的方孔筛.
土块必须严格粉碎(最大颗粒径小于115cm).312 主要施工机械的配备
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319 封碾
第3卷
型平地机1台,YZ18型压路机1台,12T胶轮压机1台,洒水车2台、装载机1台.313 施工前的准备工作
(1)洒水湿润路基顶面.
(2)测量放样,按图纸放出中桩和边桩,对路中心桩进行二次放样工作,以取得准确的平面位置,然后把中线桩位引到路肩两侧路槽边缘线外1m,以辅助控制中心桩位,同时通过水准测量将二灰土顶面的设计标高引到相应的中桩及边桩上,以便于施工中具体控制标高.314 拌和
混合料采用在中心站用强制式稳定土拌和机集中拌和,产量在600t#h
-1
胶轮压路机进行封碾,以表面坚实平整、无明显轮迹为止.3110 养生
二灰土成型后24h内及时进行洒水保湿,覆盖塑料薄膜养生,并封闭交通.
4 结 语
(1)尽量选用优质的石灰.对二灰结合料强度的分析可知,增加石灰剂量可以提高强度.但是增大石灰剂量必然导致施工成本的提高,且对于二灰结合料的抗裂性能是十分不利的.因此,在不增加石灰剂量的前提下,最好能选用钙石灰.这样,既增加了有效钙镁含量,提高了稳定效果,又不影响抗裂性能[2].
(2)碾压过程中由于日晒风干、表层失水,可用喷雾器适度补水,以减少表层松散,促使表面潮湿,闷一段时间后,改用轮胎式压路机碾压,可以消除起皮现象.
(3)石灰应在使用前7~10d充分消解.提前7~10d消解主要是为了消除过火石灰的危害,同时消解后的石灰活性含量的衰减是很快的,故消解以后应尽快使用.
(4)严格控制压实时间和压实时的含水量.为保证有效活性的含量,要求自混合料拌和至辗压成型的时间不超过24h.二灰土辗压时的含水量对二灰土干缩开裂的产生影响很大.因此,要求严格控制二灰土辗压含水量,要求不超过最佳含量的1%,并要求在保证压实度及成型的前提下尽可能降低辗压含水量.
(5)养护问题必须引起高度重视,成型7d以内覆盖塑料薄膜进行保湿养生,并封闭交通.
(6)严格控制拌和质量,使混合料生产规范化、程序化.材料进料质量是二灰土质量控制的基础,而混合料的拌和则是二灰土质量控制的关键.由于拌和楼料仓的下料会出现料仓堵塞,石灰、粉煤灰下料不均或下料中断的现象,因此,二灰土拌和的均匀性及级配的准确性会受到影响.为此,坚持实行试验室对混合料的随机检测,发现问题及时采取措施,基本上消除了混合料不均匀现象,保证了全线二灰土底基层质量的均匀性.
以上,拌和时,严格按
事先确定的比例上料,并根据集料和混合料含水量的大小,及时调整加水量.每台拌和机配8~15台自卸汽车,以保证与混合料的生产和摊铺能力相协调,并使拌好的混合料尽快运到摊铺现场.315 稳定、初平
底基层首先采用装载机初平,混合料的松铺厚度根据试验路确定的松铺系数来控制.摊铺前,根据标高及松铺系数人工修筑标高带.摊铺初平后,用压路机快速碾压一遍,对出现不平整的地方再用平地机进行整平和整形,以使摊铺的混合料符合规定的平整度,具有规定的路拱.316 精平
每10m一个断面挂线检查标高,然后用平地机精整,高的地方刮去,不足之处从凿低后取好的混合料填补.同时,测压实度,根据压实度要求,算出还能压下几公分,与理论数值比较,用平地机仔细刮平到要求值或稍高一点.317 振压
用YZ18压路机振压4~6遍,12T胶轮压路机静压2~3遍.碾压时须遵守以下规则:
(1)从低向高(从边向中)碾压,两边多压1~2遍;
(2)碾压时重叠1/2轮宽,不准在碾压工作段内转向;
(3)停车时不得开启振动开关.318 检测
碾压成型后用水准仪每断面检测标高、横坡,不合格地段应立即返工处理,超高地段可用平地机刮去,局部低洼段翻开重压,不得贴补.
第2期邱国锋等:高速公路二灰土底基层配合比的确定与施工 171
参考文献:
[1] JTJ034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.
JTJ034-2000.Technologyspecificationsforconstructionofhighwayroadbases[S].Beijing:ChinaCommunicationsPress,2000.[2] 王明怀,田克平.高等级公路施工技术与管理[M].北京:人民交通出版社,2001.
WANGMing-huai,TIANKe-ping.Constructiontechnologyandmanagementforsuperhighway[M].Beijing:ChinaCommunicationsPress,2001.
Thehighwaymixtureratiodeterminationandconstructionof
lime-flyashstabilizedsoil
QIUGuo-feng,FUGuang-qi
(GuangdongChangdaHighwayEngineeringCo.Ltd,Guangzhou510600,China)
Abstract:Lime-flyashstabilizedsoilsubbasecourseisoneoftheimportantpavementstructures.Thispapersumma-rizestherawmaterial.squalityexamination,mixtureratiodesign,andconstructionproceduresandworkmanshipofthelime-flyashstabilizedsoilintheLanzhou-LiuzhongHighwayContractNo.1.Technicalparametersarealsoprovid-edforthemechanicalcombination,rollercompactionmethod,velocityandnumbersetc.,includingtheconstructionexperience:selectingqualitylime,clearingupamply,ensuringthemixture.seven,controllingthetimeofplenish-mentandthequantityofcontainingwaterormoist,payingattentiontothemaintenanceoftheconstruction.Keywords:lime-flyashstabilizedsoil;mixtureratio;construction;highway
=责任编辑:谢桂英>
我校9学科被评为市属普通高校重点学科
根据广州市教育局公布的市属普通高校重点学科的名单,我校共有9个学科被评为市重点学科,其中防灾减灾工程及防护工程、应用数学、中国古代文学等3个学科被评为A级重点学科,天体物理、供热供燃气通风及空调工程、凝聚态物理、环境科学、专门史、发展与教育心理学等6个学科被评为B级重点学科.
(广州大学科研处供稿)