水泥改良高液限土在公路工程中的运用

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水泥改良高液限土在公路工程中的运用
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》.。

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