水泥改性土稳定土拌和机 路拌法试验方案

南水北调中线一期工程总干渠陶岔～沙河南段

南阳段第一施工标段

水泥改性土稳定土拌和机

路拌法试验方案

编制：

审核：

批准：

中国水利水电第十三工程局有限公司

南水北调南阳段一标项目部

二〇一五年十月七日

目录

1、工程概况 (2)

2、碾压试验目的 (2)

3、碾压试验依据 (2)

4、碾压试验用原材料及填筑层要求 (3)

5、试验主要人员及设备 (4)

6、试验过程及成果 (6)

7、总结优缺点 (8)

8、应注意事项 (8)

水泥改性土稳定土拌和机

路拌法试验方案

1、工程概况

南水北调中线一期总干渠陶岔渠首至沙河南段南阳－1标段，起点桩号TS87+925，终点桩号TS94+365，标段长度为6440m，均为膨胀土渠段。其中：全挖方段1972m，最大挖深26m；大于6m的高填方3660m，最大填高11m。设计渠道断面形式：填方段渠道采用“金包银”+衬砌砼板，挖方段渠道—过水断面采取边坡换填改性土+衬砌砼板；其余边坡采用换填改性土+浆砌石拱植草。

土方填筑合同工程量310万m3，其中水泥改性土填筑约61.76万m3；施工部位主要包括渠底、渠坡、滑坡体、防洪堤、半挖半填段堤身等。按设计要求改性土材料，水泥改性土土料为弱膨胀土，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

2、试验目的

2.1确定水泥改性土稳定土拌和机路拌法施工工艺；

2.2检验稳定土拌和机路拌法生产水泥改性土的适用性及其性能的可靠性；

2.3参照已批复的土方填筑方案，在虚铺30cm的前提下选定合理的路拌法施工参数：⑴通过稳定土拌和机碎土工艺试验确定碎土工艺是否能满足设计土料粒径相关控制指标，土块粒径不大于10cm，其中10cm～5cm粒径含量不大于5%，5cm～5mm粒径含量不大于50%（不计礓石含量）。⑵通过水泥改性土拌和试验，确定水泥改性土的技术参数：土料含水率范围、水泥掺量控制、拌合均匀性、拌制工艺。

2.4检验水泥改性土稳定土拌和机路拌法是否满足设计指标，确定有关质量控制的技术要求和检测方法，为水泥改性土稳定土拌和机路拌法的施工提供依据。

3、碾压试验依据

3.1《土工试验规程》SL237-1999；

3.2南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求（NSBD-ZXJ-2-01）；

3.3南水北调中线一期工程总干渠填方渠道施工技术规定（试行）；

3.4南水北调中线一期工程总干渠水泥改性土施工技术规定（试行）；

3.5南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法（NSBD-ZXJ-4-01）；

3.6南水北调中线一期工程渠道施工质量评定验收标准（试行）；

3.7设计通知《水泥改性土、水泥土补充施工技术要求》（2011）长南河委设技规字第011号；

3.8《堤防工程施工规范》SL260-98；

3.9《碾压式土石坝设计规范》 SL274—2001；

3.10《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51—2009；

3.11招标文件、设计施工图纸、南阳一标《水泥改性土填筑碾压试验方案》等。

4、碾压试验用原材料及填筑层要求

4.1土料

本次试验所用土料选自王营取土场，自由膨胀率31～50%，为弱膨胀土。根据《水泥改性土、水泥土补充施工技术要求》（2011）长南河委设技规字第011号设计通知、南水北调中线一期工程总干渠水泥改性土施工技术规定（试行）中对不同膨胀率的原状土和水泥改性土的性能指标如下表所示：

天然土料及水泥改性土使用要求

不同自由膨胀率天然土料改性土水泥掺量室内试验控制指标参考值

4.2水

水采用生活饮用水。

4.3水泥

水泥使用中国水泥联合集团有限公司生产的P.O42.5袋装水泥，水泥质量满足《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）中的各项指标。

5、试验主要人员及设备

5.1主要人员及设备配置

试验主要管理人员配置表

试验主要施工机械配置表

主要试验及质检检测仪器表

6、试验过程及成果

6.1室内试验

水泥改性土室内土工试验和相关材料均委托“河南科源水利建设工程检测有限公司”进行检验，按照试验依据和试验规程对所取土料、水泥进行物理和化学分析试验。

6.2室外现场试验

1）本次工艺试验时间为：2012年10月15日～2012年10月16日

2）碾压试验选用土料：

王营土场弱膨胀土掺4%的水泥进行水泥改性

3）试验场地布置：在王营取土场布置20×30m的试验场地，划分成4小块，每块为1个单元。

考虑①拌合完成的水泥改性土含水量宜控制在最优含水量+1～3%，②参加水泥后，路拌机拌合时兼有碎土功效且土料含水量降低等因素；通过试验探索：①“直接碎土”与“直接碎土+拌合”二者之间的碎土效果；②土料在不同含水率下的碎土功效；③对比参加同一品种水泥，天然土料加水量；④探索适宜的碎土+拌合遍数+行进速度，以使土料级配、拌合完成的水泥改性土均匀性、剂量满足规范要求。拟进行以下4个单元：

注：在以上铺土厚度下若土料级配、水泥剂量及均匀性有任何一项不满足要求时，试验停止；将铺土厚度改为25cm后，重新试验。

5）碾压试验主要试验方法：

（1）水泥改性土的含水率控制：试验所用土料应高出水泥改性土最优含水率+1%～+3%。

（2）水泥改性土的填筑：在碾压试验区土料填筑采用自卸车进占法直接卸料，然后用推土机平整，整平土料后检测其虚铺厚度，铺土厚度控制在30cm，误差±2cm。

（3）试样含水率检测：土样的烘干按照SL237-1999中的酒精燃烧法，测定试样的含水率。

（4）依据三方试验室出据的《水泥含量标准曲线》进行水泥剂量检测、并通过标准差控制水泥含量标准差控制均匀度。

（5）颗分试验：按照SL237-1999中筛析法，测定试样的颗粒大小及级配情况。

6)试验过程

（1）土料开采运输：

由于此次试验的规模较小，试验用土料采用挖掘机直接从王营取土场进行取料开采，用自卸车运输至试验场内。

（2）土料摊铺：

采用推土机进行平整，整平后由施工技术人员检测摊铺厚度，虚铺厚度30cm，误差±2cm；并采取晾晒或晒水的方法使土料含水率满足试验要求。

（3）碎土

本次试验采用WB23型稳定土拌和机碎土，根据含水量实际情况，碎土2～3遍。第一遍碎土在土料摊铺后掺水泥之前，第二遍碎土是在土料掺水泥之后的碎土加拌合，第三遍碎土在补水之后的碎土加拌合，碎土完成后，人工剔除土料内粒径大于10cm的土块。并由试验室检测员对已完成碎土工艺的改性土进行颗粒级配试验，检测其是否能够满足规定要求，若不满足要求时，继续进行碎土，直至土料级配满足要求时为止。

行进速度：20～35m/min。

（4）水泥改性土拌制

①铺灰

在已摊铺好的原土上由施工技术人员用白线将整个碾压区画分成多个小单元格（边线由GPS定位控制，内部方格采用卷尺丈量），每个单元格的面积应为一袋50kg袋装水泥按照规定掺量可摊铺的面积为准。50kg水泥可摊铺面积的计算方法为：用50kg除以水泥的掺量得出干土的重量，用干土重量除以（压实厚度×ρmax）即可得出一袋50kg袋装水泥按照规定水泥掺量可摊铺的面积（S=50kg/（h层厚×ρmax）=50/（24.56*1.71）=1.19m2，即单元格大小初设为1m×1m）。