EPS顆粒混合輕質(zhì)路基施工工法(1)

1、EPS 顆粒混合輕質(zhì)路基施工工法江蘇省交通工程集團有限公司 李善超2013年3月30日1.工法產(chǎn)生的背景隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，我國公路和城市道路大批改建、擴建或新建，需大量的土方，若采用傳統(tǒng)的“借土回填”施工方法，將破壞了大面積原生植被和大量現(xiàn)有耕地資源，造成資源消耗和環(huán)境破壞，并且土地越來越成為稀缺資源， “借土回填”施工方法已難以為繼。另一方面，許多環(huán)境問題逐步顯現(xiàn)且日益突出。在大型建設(shè)工程、內(nèi)河航道和海岸工程清淤整治過程中產(chǎn)生了大量的廢棄土方，需占用大量的堆放用地，破壞生態(tài)，污染環(huán)境。同時在生活和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的EPS廢棄物，由于EPS難以降解，是典型的“白色”污染。江蘇交工1

2、.工法產(chǎn)生的背景利用“EPS顆粒輕質(zhì)混合料”新技術(shù)，可以改良利用廢棄土方和EPS廢棄物，使之成為合格的路基填料。該新技術(shù)的應(yīng)用，既解決了公路與城市道路工程建設(shè)所需的土源問題，又解決廢棄物合理處治，滿足了環(huán)境保護和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實要求。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司2 .工法特點 2.1廢物利用。用EPS輕質(zhì)混合料作為公路路基填料，它可以實現(xiàn)廢物利用，節(jié)省了工程的投資成本，實現(xiàn)廢物再生和循環(huán)利用。 2.2質(zhì)量可靠，節(jié)約成本。采用EPS輕質(zhì)混合料作為公路路基填料，減小了路基的荷載，改善（軟弱）地基受力性狀，保持路基穩(wěn)定、耐久性。同時有效地減小路基在施工期內(nèi)的沉降和工后沉降，弱化地基處理，節(jié)

3、省工程建設(shè)投資。 江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司2 .工法特點2.3有利環(huán)保?？杀苊鈴U棄土方堆填占地和非降解EPS污染環(huán)境，以及由于大量借土而造成的生態(tài)與環(huán)境破壞問題，有利于環(huán)境保護。2.4 效益顯著。既可節(jié)約路基土方的購置運輸費用，又可節(jié)約廢棄土方的土地占用費和廢棄EPS處理費用，社會經(jīng)濟和環(huán)保綜合效益顯著。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司3 .工藝原理 EPS顆粒輕質(zhì)材料指由EPS球形顆粒、土、水泥（固化劑）與適量的水均勻拌合而成的一種混合輕質(zhì)土工材料（EPS是發(fā)泡聚苯乙烯的英文縮寫），其中水泥水化硬結(jié)后和土形成骨架，提供混合料的強度，EPS球形顆粒形成空室，減小混合料的密度。施工中

4、，利用“EPS顆?；旌陷p質(zhì)土的生產(chǎn)裝置”（專利號ZL 2011 2 0117639.X）, 把EPS顆粒、土、水泥與適量的水均勻拌和成一種混合輕質(zhì)土工材料，車運輸?shù)浆F(xiàn)場，分層攤鋪壓實，養(yǎng)護后固化形成具有需要強度的整體EPS顆?；旌陷p質(zhì)路基。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司3.工藝原理 與天然土方相比，EPS顆?；旌陷p質(zhì)土有2個重要特性：輕質(zhì)：組成成分EPS顆粒密度極小（約0.0150.02g/cm3），從而大大降低混合土的容重；高強：摻入水泥等固化劑，可增加組成材料的粘結(jié)性和密實度，從而提高強度減小變形。 為防止雨水沖刷，保證EPS顆?；旌陷p質(zhì)路基的穩(wěn)定性，一般在其外圍采用灰土作為路基包邊土

5、進行防護。EPS顆粒混合輕質(zhì)路基一般結(jié)構(gòu)如下圖。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司3. 工藝原理 EPS顆粒混合輕質(zhì)路基結(jié)構(gòu)示意圖 1-泄水孔 2-盲溝 3-封頂層 4-土質(zhì)護坡 5-土質(zhì)路拱 6-隔離層 7-EPS顆粒混合輕質(zhì)填料 8-反濾層江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點 施工工藝流程圖 EPS輕質(zhì)路基土拌合配合比設(shè)計廢棄土方處理材料準(zhǔn)備廢棄EPS處理施工準(zhǔn)備場地清理地基處理測量放樣攤鋪碾壓整平路基質(zhì)量檢測輕質(zhì)土養(yǎng)護江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點 4 .1關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點4 .1.1廢棄土方處理針對廢棄土種類和性質(zhì)，分別采用不同的方法處理。對于砂

6、性土質(zhì)一般采用打堆晾曬減水方法處理；對于粘性土質(zhì)采用快速泥水分離方法處理，具體如下圖所示：在施工現(xiàn)場選址砌筑矩形水槽，底部布設(shè)水平排水通道，然后在水平通道上架設(shè)豎向排水通道，設(shè)置抽真空裝置和透氣裝置，由此形成相互連通的透氣真空排水體系。在抽真空過程中，通過透氣裝置調(diào)節(jié)真空度，保證真空負壓有效傳遞，從而快速排水降低含水率。廢棄土方的含水量降至易于拌合為宜。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點廢棄土方快速泥水分離處理示意圖江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點 4 .1 .2 EPS顆粒混合輕質(zhì)填料拌合 EPS顆?；旌陷p質(zhì)材料的拌合利用專門研制的拌合機械（

7、自動控制原料土、水泥、水和EPS顆粒的進料計量）進行拌合。均勻性連續(xù)性江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點 4.2 操作要點4.2.1 準(zhǔn)備工作1 施工組織2地基清理3 測量放樣4 廢棄土方處理5 廢棄EPS處理 廢棄EPS可在廢品回收站點收購后，用封閉式自卸車運輸至施工現(xiàn)場存放；運輸過程中表面鋪蓋蓬布，以免EPS被風(fēng)吹散。將收集到的EPS用傳動裝置送入專門設(shè)計的粉碎機粉碎，粉碎后顆粒進入出口處進行自動篩分，粉碎所得EPS顆粒粒徑35mm，適用于施工應(yīng)用。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點 6 配合比設(shè)計 EPS顆?；旌陷p質(zhì)土的配合比是指確定廢棄土

8、、EPS顆粒、固化劑和水所占的比例，依據(jù)道路路基設(shè)計要求，需要對強度、密度、操作性能性等要求進行選擇。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點4.2.2 EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料拌合1 EPS顆?；旌陷p質(zhì)材料的拌合利用專門研制的拌合機械進行拌合。2 由于EPS顆粒的質(zhì)量較小，宜現(xiàn)場粉或發(fā)泡處理，以減小EPS顆粒的運輸成本。3 EPS顆?；旌陷p質(zhì)材料拌和過程中應(yīng)剔除粒徑大于3cm的EPS粗粒料，嚴格控制各種原料(土、EPS顆粒、水泥和水)的計量。4 拌合料的含水量控制：正式拌合前必須進行試拌，試拌符合要求后方可正式拌合。一般在晴天或、大風(fēng)時，可增加4-6個百分點，正常天氣含水

9、量可增加3個百分點，視具體天氣條件而定。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點5 每個臺班正式拌料前應(yīng)進行設(shè)備檢驗，保證土、EPS顆粒、水泥和水的進料計量同步進行，如發(fā)現(xiàn)問題必須進行檢查修復(fù)，排除故障后再進行拌合。拌合過程中為防止原料土結(jié)塊堵塞進料孔，必須安排專人進行查看，并保證進料順暢，如發(fā)現(xiàn)進料孔堵塞時，必須及時排除，停止攪拌，待所有進料口工作正常后，重新進料攪拌，同時檢查堵料前的攪拌料均勻程度，對不合格料要剔除，或重新回籠攪拌。6 EPS顆粒進料時必須采取密封措施，防止EPS顆粒飛揚造成對環(huán)境的影響。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點4

10、.2.3 EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料運輸 運輸方式要因地制宜，宜采用自卸汽車運輸，在運輸途中應(yīng)防止EPS顆粒飛揚，必須采取覆蓋措施。4.2.4 EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料攤鋪1 EPS顆?；旌陷p質(zhì)料攤鋪前應(yīng)先放樣，劃出路基邊線、土質(zhì)護坡界線、盲溝位置等。邊線要準(zhǔn)確、順直、彎道要圓順。2攤鋪前需要測定標(biāo)高，以便控制填筑層的攤鋪厚度，松攤鋪厚度控制在25cm。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點3 EPS顆?；旌陷p質(zhì)路基應(yīng)分層攤鋪，每個作業(yè)段的攤鋪長度應(yīng)保證在水泥初凝前完成碾壓，從拌合料出料到碾壓完畢一般應(yīng)控制在3小時以內(nèi)（小于水泥土的初凝時間）。4 攤鋪前檢查上一層輕質(zhì)土層表面

11、成型狀況，如果表層有2-3cm的松動層，則可先灑一些水再撒少量的水泥，再使之與新填筑層一起壓密壓實；如果上一層輕質(zhì)土表層擾動較為嚴重，應(yīng)刮除嚴重擾動區(qū)域，進行重新攤鋪、重新壓實處理。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點4.2.5 EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料壓實1 攤鋪后的EPS顆粒混合輕質(zhì)填料必須在水泥初凝前及時碾壓，以防止水泥凝固失去粘聚力和水分蒸發(fā)而影響壓實效果。2 碾壓結(jié)束后，應(yīng)使EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料處于最佳含水量范圍內(nèi)。3 每層EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料碾壓結(jié)束后，應(yīng)用灌砂法檢驗壓實度，檢測頻率參照路基施工技術(shù)規(guī)范。4 每填筑三層EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料進行取芯抗壓檢

12、測，每個填筑的EPS顆?；旌陷p質(zhì)填料全部填筑完畢后進行現(xiàn)場的彎沉測試，檢測頻率參照路基施工技術(shù)規(guī)范。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點與操作要點 4.2.6 EPS顆?；旌陷p質(zhì)路基的養(yǎng)護 EPS顆?；旌陷p質(zhì)路基每層養(yǎng)護的時間57天，養(yǎng)護期間保濕是關(guān)鍵。江蘇省交通工程集團有限公司5.工程應(yīng)用情況在泰州長江公路大橋F01標(biāo)項目，利用泰州大橋錨錠沉井廢棄土方，采用“EPS顆粒輕質(zhì)混合料” 新技術(shù)，深入研究EPS顆粒輕質(zhì)土配合比，使之成為合格的路基填料，成功地填筑了高速公路路基，取得了較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。江蘇省交通工程集團有限公司5.工程應(yīng)用情況在桐鄉(xiāng)市高橋至火車站公路改建工

13、程和南湖區(qū)七星至大橋公路大橋段右半幅工程項目施工中，采用“EPS顆粒輕質(zhì)混合料” 新技術(shù)，從廢棄物再生工藝、EPS顆?；旌陷p質(zhì)土配合比設(shè)計及其路基（底基層）施工工藝等多角度開展了技術(shù)研發(fā)，成功地把EPS顆粒輕質(zhì)混合料應(yīng)用在實際工程中，取得了良好的效益。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司6.社會經(jīng)濟效益 11.1 社會效益1本工法可大量處理廢棄土方和各類廢棄EPS泡沫塑料，實現(xiàn)廢物再生和循環(huán)利用，社會效益顯著。2本工法可避免廢棄土方堆填占地和非降解EPS污染環(huán)境，以及由于大量借土換土而造成的生態(tài)與環(huán)境破壞問題，同時減少了廢棄物堆填所占土地面積，有利于環(huán)境保護。11.2 經(jīng)濟效益 泰州長江公路大橋F01標(biāo)項目為例，經(jīng)濟效益115萬元。 另外由于本工法實現(xiàn)了廢物再生和循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染，社會效益顯著，因此實施單位可以依據(jù)相關(guān)政策向政府部門申請經(jīng)費補貼，以便降低施工成本，促進工法實施推廣，產(chǎn)生更多綜合效益。江蘇交工江蘇省交通工程集團有限公司6.社會經(jīng)濟效益 11.3 工程技術(shù)效益1 EPS顆?；旌陷p質(zhì)土作為路基填料，可以減輕施加于地基的附加應(yīng)力，抑制軟基的破壞和沉降，