不良土路基填料改良技術(shù)分析論文

1、不良土路基填料改良技術(shù)分析論文1高含水量土路基填料改良技術(shù) 1.1高含水量土路基填料改良類型及比較 高含水量土的處治關(guān)鍵是如何快速、有效的降低土的天然含水量至一個(gè)適宜的含水量，使之能夠壓實(shí)，同時(shí)具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因此常常采用在高含水量土中摻加具有吸濕能力和固化作用的外摻劑，降低含水量，滿足施工碾壓要求，提高強(qiáng)度和穩(wěn)定性。目前國(guó)內(nèi)常用的外摻劑有：石灰（消石灰和生石灰）、水泥、粉煤灰等。消石灰的減水能力弱，無(wú)法快速有效的降低過(guò)濕土的含水量，常規(guī)劑量處治后達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)度要求，而且摻量不容易把握，拌和往往不均勻，所以路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性不能得到保證，另外運(yùn)輸和保存較困難；生石灰減水能力強(qiáng)，摻量

2、容易控制，是一種較好的外摻劑，但運(yùn)輸和保存比較困難，特別是在廣東；水泥減水能力比生石灰較強(qiáng)，對(duì)施工作業(yè)時(shí)間有一定的要求，但在廣東水泥有豐富的資源，運(yùn)輸保存比較容易，價(jià)格也較低廉；粉煤灰的吸水能力弱，強(qiáng)度提高不明顯，而且工藝麻煩；另外還有就是就地取材的方法摻加粗粒土來(lái)改善高含水量高塑性土的性能，效果雖然一般，且此類粗粒土往往都需遠(yuǎn)運(yùn)，所以不經(jīng)濟(jì)。綜上所述，土質(zhì)改良選用外摻材料，以生石灰和水泥為佳，它具有高吸水性能和使土粒粗化而改善其壓實(shí)條件的作用，有利于過(guò)濕土路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的提高（具體見(jiàn)表1）。 序號(hào)外摻材料效果運(yùn)輸儲(chǔ)存條件價(jià)格比較備注 1消石灰一般不方便較便宜 2生石灰好不方便便宜 3水泥較

3、好方便便宜 4粉煤灰一般方便較便宜 廣梧高速公路第十合同段不良土的改良材料就是采用外摻水泥的做法，使土的含水量及土的穩(wěn)定性得到改善，從而確保路基的壓實(shí)度和工后沉降。2.2高含水量土摻生石灰（水泥）后含水量的損失規(guī)律 假設(shè)過(guò)濕土干土重Po，水重Wo，過(guò)濕土含水量為w，生石灰（水泥）的摻量為，其中有效鈣CaO的含量為。 （1）磨細(xì)生石灰（水泥）粉摻入土中后，直接使土中的干料增加，從而使土中的含水量降低W1。土中干料的增加量即為摻入土中的生石灰粉的重量Pc： p1=pc=p0 （2）石灰（水泥）摻入過(guò)濕土中后，生石灰中的有效鈣CaO與土中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鈣Ca（OH）2，反應(yīng)方程式如下：

4、 CaO+H2OCa（OH）2+62.8kj/mol 此化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，水分減少W1，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式可知： W2=0.32p0 固體成分增加量P2與水分減少量W2相等，即： p2=0.32p0 石灰（水泥）中的MgO與水分發(fā)生類似的化學(xué)反應(yīng)，但因考慮到MgO的含量很少，故忽略不計(jì)。 （3）生石灰（水泥）摻入土中后，過(guò)濕土水分蒸發(fā)引起水分減少W3。這種水分蒸發(fā)產(chǎn)生于二方面的作用：一是拌和、悶料過(guò)程中水分的自然蒸發(fā)；二是生石灰（水泥）化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中釋放出大量熱量，加速水分蒸發(fā)，這種蒸發(fā)對(duì)過(guò)濕土含水量的減少更為重要。W3與多種因素有關(guān)，比如溫度和濕度、過(guò)濕土原來(lái)的含水量w、生石灰（水泥）的摻量、

5、生石灰（水泥）有效鈣含量。為推出生石灰（水泥）的摻量公式，假設(shè)： W3=W0=wp0 式中：綜合系數(shù) 過(guò)濕土摻加生石灰（水泥）后，水分減少W，固化物增加P： W=W2+W3=0.32p0+W0 下面計(jì)算過(guò)濕土含水量的變化w： wa+0.32（1+w）+w 上式表明過(guò)濕土摻加生石灰（水泥）后含水量的損失同過(guò)濕土原來(lái)的含水量W、生石灰（水泥）的摻量、生石灰（水泥）中有效鈣的含量和綜合系數(shù)有關(guān)。 1.3高含水量高塑性土的摻灰類型及其注意事項(xiàng) 1.3.1用石灰改良 （1）適合石灰改良的土的類型：除有機(jī)質(zhì)含量大的土和無(wú)塑性并缺少細(xì)料（小于0.075mm的顆粒）的粗粒土和砂土外，各種類型的土都可以用石灰改

6、良。但用石灰改良的各類型的土，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上并不都是合理的。石灰適宜于改良粘粒（小于0.002mm的顆粒）含量大于10和塑性指數(shù)12以上的粘性細(xì)粒土。用石灰改良低塑性土或砂土?xí)r，宜添加部分水泥，以提高其強(qiáng)度。（2）石灰技術(shù)指標(biāo)要求：石灰應(yīng)符合III級(jí)以上要求的生石灰或消石灰的技術(shù)指標(biāo)。盡量縮短石灰的存放時(shí)間，且避免遭日曬雨淋。（3）影響石灰土強(qiáng)度的因素：灰質(zhì)對(duì)石灰土強(qiáng)度的影響：石灰質(zhì)量應(yīng)符合III級(jí)以上，并要盡量縮短石灰的存放時(shí)間。在同等石灰劑量下，質(zhì)量好的石灰，改良效果好。石灰劑量對(duì)石灰土強(qiáng)度的影響：石灰的劑量對(duì)石灰土強(qiáng)度影響顯著，石灰的含量較低時(shí)，石灰主要其穩(wěn)定作用，使土的塑性、膨脹性降低，

7、初步具有水穩(wěn)性，密實(shí)度和強(qiáng)度得到穩(wěn)定。隨著劑量的增加，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均提高。但石灰的含量超過(guò)一定數(shù)量后，過(guò)多的石灰將沉積在土中孔隙而不參加反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致孔隙比增加、石灰土強(qiáng)度降低。因此，對(duì)于石灰改良土，存在最佳石灰劑量。含水量對(duì)石灰土強(qiáng)度的影響：水是石灰土的重要組成部分。它促使石灰土發(fā)生物理化學(xué)變化，形成強(qiáng)度。施工時(shí)有水方便于土的粉碎拌和和壓實(shí)，并且有利于養(yǎng)生。不同土質(zhì)的石灰土各有其自己的最佳含水量。通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)，來(lái)控制施工中的含水量。所用水應(yīng)是干凈的可飲用水。 1.3.2用水泥改良 （1）適合水泥改良的土的類型：除有機(jī)質(zhì)含量大及硫酸鹽含量大的土外，幾乎各種類型的土都可用水泥改良。但考慮到經(jīng)濟(jì)性和

8、施工的可能性，實(shí)際上各國(guó)對(duì)適宜于水泥改良的土的顆粒組成范圍都有一定的限制。我國(guó)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ034-93）中，對(duì)水泥改良土用作路面底基層有如下規(guī)定：土的均勻系數(shù)大于5，液限小于40，塑性指數(shù)小于17。實(shí)際應(yīng)用中，宜選均勻系數(shù)大于10，塑性指數(shù)小于12的細(xì)粒土。（2）水泥材料要求：普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥都可用于改良土，但應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6小時(shí)以上）的水泥。快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及因受潮變質(zhì)的水泥不應(yīng)使用。宜采用標(biāo)號(hào)較低（如32.5#）的水泥。（3）影響水泥土強(qiáng)度的因素：水泥土的強(qiáng)度受到多種因素的影響，這些因素主要有土質(zhì)、水泥成分和劑量、成型含水

9、量、工藝過(guò)程、養(yǎng)生條件等，具體包括一下幾個(gè)方面：土質(zhì)的影響、水泥成分和劑量、齡期（養(yǎng)生時(shí)間）、含水量及土與水泥灰的拌和均勻情況等。 1.4廣梧高速公路高第十合同段高含水量高塑性土的摻灰改良情況 由于填料均來(lái)自路內(nèi)的調(diào)配，其中大部分為隧道開(kāi)挖的土方，均為不良土，因此設(shè)計(jì)明確要求對(duì)所有的不良土均采用摻3%的水泥進(jìn)行改良，具體的改良過(guò)程如下： 先按試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)鋪好土并劃好方格，以便準(zhǔn)確的撒鋪水泥（目前沒(méi)有比較完善的水泥摻量控制的方法，只能采用近似的方法），按3%的水泥土比例在每個(gè)方格上均勻撒鋪水泥，完成后采用路拌設(shè)備對(duì)水泥土進(jìn)行翻拌，直到看不到灰的顏色或不均勻的顏色為止，同時(shí)對(duì)拌好的水泥土進(jìn)行檢測(cè)

10、，檢查其水泥計(jì)量，最后用壓路機(jī)碾壓，直到滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求為止。 2改良土路基的施工建議 2.1改良土的制備及機(jī)具的選擇 （1）材料的采用及產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥都可用于改良土，但應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6小時(shí)以上）的水泥?？煊菜唷⒃鐝?qiáng)水泥以及因受潮變質(zhì)的水泥不應(yīng)使用，宜采用標(biāo)號(hào)較低（如32.5#）的水泥。另外，目前規(guī)范沒(méi)有明確規(guī)定改良土的要求，建議達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：改良土有效鈣鎂含量70；細(xì)度要求：最大粒徑不宜超過(guò)5mm，0.074mm篩孔的通過(guò)量應(yīng)不小于75。 （2）改良土的設(shè)備選擇：因?yàn)楦牧纪翗O易揚(yáng)塵，特別是撒鋪水泥時(shí)，對(duì)周圍人畜、莊稼和環(huán)境

11、都有較大危害，所以應(yīng)輕鋪，不宜大動(dòng)作的投鋪，遇大風(fēng)天氣應(yīng)停止撒鋪水泥。改良土的設(shè)備選擇應(yīng)能達(dá)到兩個(gè)效果：在每層全深范圍內(nèi)能充分?jǐn)嚢瑁_保攪拌均勻。應(yīng)能盡量的減少揚(yáng)塵的發(fā)生，特別是對(duì)水泥灰的損失控制。 2.2施工程序 2.3施工要點(diǎn) （1）在施工前和施工過(guò)程中，施工作業(yè)面內(nèi)嚴(yán)禁使用重型壓路機(jī)碾壓，并禁止其它重型車輛通行。（2）壓實(shí)完成后，應(yīng)進(jìn)行必要的養(yǎng)生，養(yǎng)生期間，禁止通行。（3）對(duì)于已攤鋪而未來(lái)得及碾壓的改良土路段，遇雨時(shí)要進(jìn)行搶壓，同時(shí)用防雨布進(jìn)行覆蓋。如果局部侵入雨水，待雨停后，應(yīng)立即打開(kāi)防雨布，進(jìn)行局部翻曬處理，個(gè)別積水嚴(yán)重地方可將原土翻松，重新撒鋪水泥，然后進(jìn)行整平、碾壓。 摘要：結(jié)合廣梧高速公路路基