復合固結土在堤頂路面硬化中的應用研究

趙微微

(黑龍江省農墾紅興隆管理局，黑龍江 保清 155811)

0 引 言

在黑龍江省嫩江干流治理工程中，堤頂道路和防汛路的路面硬化，能夠解決堤頂道路和防汛路長期泥濘、塌陷、車轍溝、雨淋溝等嚴重影響防汛交通的問題。以往堤頂道路硬化路基基層多數采用的是級配碎石、砂礫石、水泥穩定土等材料，大量石料開采破壞生態環境，造成大氣污染，資源短缺、材料價格上漲，造價高等問題尤為突出。隨著復合固結土在水利堤頂道路和防汛路上的應用研究及推廣，水利先進技術成果應用到實際工程當中，解決了這些難題。路面基層采用復合固結土，降低了成本、保護了生態環境、節省了資源，達到了很好的效果。文章以嫩江干流治理工程為例，闡述了復合固結土在堤防路面硬化中的具體實施情況[1]。

1 復合固結土

復合固結土是指以土為基本材料，就地取材，用土質固化劑和石灰、水泥，粉煤灰等結合材料按一定比例均勻摻配而形成的基層混合料，它的強度完全可以達到路面基層的要求，剛度強度相對高，收縮量小，能減少小顆粒間空隙，可以達到足夠的密實度。復合固結土根據結合的材料不同[2]，可分為：石灰類復合固結土、水泥類復合固結土及水泥石灰綜合類復合固結土等。

復合固結土路面基層的特點：

1)強度高：抗壓強度、間接抗拉強度達到規范要求。

2)回彈模量滿足要求。

3)穩定性好，滿足路基基層要求。

2 復合固結土在實際工程中的應用

由于在嫩江干流治理工程中，堤防規模較大，路基石料用料巨大，有些堤段外運石材運距長，對于缺乏石料地方造價高，而且堤防本身具有復合固結土的土料，采用就地取材，因地制宜，減少傳統用料，有益于環境保護和節省投資，經過實際應用，達到很好的效果[3]。

本次試驗選取嫩江堤防一段防汛路，防汛路相當于四級標準路面，防汛路路基采用復合固結土結構，長100m,寬5.4m；面層采用水泥混凝土結構，寬5.0 m。試驗段在路基上開挖路床，鋪筑復合固結土基層厚20cm,澆筑混凝土路面厚20cm，兩側填筑土路肩寬50cm。

3 主要試驗技術指標

按《公路路面施工技術規范》(JTJ034-2000)的規定，基層應該具有足夠的強度和穩定性，四級標準路面壓實強度應該達到92%[4]。最大干密度為1.98g/cm3,最優含水率為10.8%，7d無側壓抗壓強度達到2.5 MPa。

主要試驗項目內容：

1)防汛路硬化路面基層抗壓強度試驗。

2)試驗內容：復合固結土無側限抗壓強度試驗。

3)實驗依據：《混凝土試驗規程》SL352-2006。

4)實驗配比：復合固結土配合比。

水泥：土：固化劑=5∶95∶0.02%

復合固結土基層材料技術要求：

1)水泥采用32.5復合硅酸鹽水泥，符合國家標準的正規廠家出場的水泥。

2)水泥類復合固結土基層用土經過試驗確定為：液限為0.32，塑性指數17.4%，為低液限黏土。

3)土質固化劑采用ZL-1，指標如下表1。

表1 土質固化劑技術指標

4)水：凡是飲用水均可用于復合固結土施工。

5 施工過程

5.1 施工要求

1)施工前對路基內的草木、樹根、腐殖土等雜質進行處理。

2)復合固結土基層要分布均勻，碾壓充分。選擇重型壓路機，基層厚度20 cm，選用18t-21t三輪壓路機碾壓。

3)基層表層要平整，其路拱與面層一致。

4)配料要拌和均勻，細顆粒最大顆粒≤15mm,攤鋪均勻[5]。

5)固化劑稀釋劑拌和均勻，使用前搖勻。

6)嚴格控制基層厚度、高程，路拱橫坡度與面層一致。

7)水泥類復合固結土混合料要在最佳含水率時進行碾壓。

8)要及時養生。復合固結土基層做面層前應采取保護措施，避免基層表層破壞。

5.2 施工方法

施工方法見施工現場圖1。

1)拌制混合料：復合固結土路面基層混合料，要根據試驗配合比做出施工配合比；保持配料準確穩定，各種配料計量系統要經常測試檢定。通過測定拌和現場土和水泥的含水率，調整并確定固化劑稀釋濃度；各種材料要拌和均勻[6]。

2)運輸：混合料要及時運至施工路段，做好高溫和陰雨天措施，防止混合料中的含水率發生變化。

3)攤鋪：做到厚度均勻、平整，高程、橫坡度及寬度滿足設計要求。使用推土機、平地機進行攤鋪時，鋪前要根據鋪筑厚度計算松鋪厚度，計算出每車混合料的可鋪筑面積，堆料分成行卸在路床上。

4)碾壓：當混合料達到要求時，應立即用壓路機進行碾壓，碾壓時應重疊1/2輪寬，碾壓5遍為止。壓實后表面要平整，路拱符合要求。碾壓后立即檢測，壓實度應>92%。

5)養生：復合固結土在碾壓完成后檢測壓實度合格，應該立即進行養生保持濕度，采用塑料薄膜覆蓋方法。養生期一般≥7d。

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

5.3 質量檢驗

1)復合固結土基層質量檢驗包括路基路面彎沉試驗、壓實度、土基回彈模量、CBR值檢測等[7]。路基、基層壓實度見表2。

表2 路基、基層壓實度測值

2)對混合料進行試驗檢測，檢查7d抗壓強度見表3，最大壓實度、含水率。

表3 復合固結土無側限抗壓強度表

備注：復合固結土試件，取芯完整，表面光滑，經24h用水浸泡后檢測(見下面附圖： 圖2鉆孔，圖3取芯，圖4取樣完整，圖5檢測試件)；經檢測，試件形成強度良好，完全達到規范要求>2.5 MPa(見表3)。

圖2 鉆孔

圖3 取芯

圖4 取樣完整

圖5 檢測試件

6 經濟效益對比分析

材料單價(僅限于本工程當時取費標準)

水泥：300元/t 土：15元/t

碎石：70元/t 固化劑：60000元/t 采用機器攪拌

1)傳統結構單價：水泥穩定碎石，經建筑工程單價計算，水泥穩定碎石單價：88.58元/m2。

2)復合固結土結構單價：經建筑工程單價計算，復合固結土單價：75.3元/m2[8]。

3)單價對比分析：經計算分析比較，88.58-75.3=13.28元/m2，比水泥穩定碎石投資減少約15%，而且減少堆放石料的料場占地，減少暴露在露天粉塵污染，即經濟又環保。

7 結 論

1)有利于生態環保，節省土地資源：嫩江干流治理工程堤防道路的基層采用復合固結土，就地取材，用復合固結土代替了傳統的砂石、水泥、石灰等材料，大大減少了料場的占地面積，節省土地資源，減少使用石灰等傳統材料運輸、露天儲存、消解過程中對周圍環境的污染。同時，使用固化劑經鑒定無腐蝕性，對人畜無害，符合生態環保和保護土地資源的要求[9]。

2)施工方便，操作簡單，易于掌握：復合固結土碾壓就是采用壓路機，施工工藝簡便，與傳統方法相同，工程工序好控制。

3)經濟效益明顯：由于路基采用復合固結土，就地取材，減少外購石料，減少運距，大大降低工程造價，經投資計算，本項目減少投資達約15%。

4)工程質量得到保障：經施工后檢測，各項指標均達到設計強度要求，路基穩定性好，無變形，達到了良好的使用效果。

經實踐證明，復合固結土路面基層比傳統結構基層，施工方法容易掌握，工序簡單，質量控制得到保障，減少占地，節省土地資源，保護環境，降低成本，即經濟又環保，值得在水利工程中廣泛應用。

[1]吉林中路新材料有限責任公司.土質固化劑：中國，ZL20081 0050822.5[P].2010-6-9.

[2]吉林中路新材料有限責任公司.一種水利堤頂、堤壩土質固化劑及其制備方法：中國，ZL20121 0196190.X[P].2013-11-6.

[3]馬德才，仇旭.復合固結土技術的堤防硬化應用研究[J].吉林水利，2012(02)：21-22.

[4]中華人民共和國水利部.SL352-2006混凝土試驗規程[S].北京：中華人民共和國水利部，2006.

[5]中華人民共和國水利部.JTGB01-2014公路技術標準[S].北京：中華人民共和國水利部，2014.

[6]交通部公路科學研究所.JTJ 034-2000公路路面基層施工技術規范[M].北京：交通出版社，2000：67-78.

[7]交通部公路科學研究院.JTGE60-2008公路路基路面現場測試規程[M].北京：交通出版社，2008：39-46.

[8]交通部公路科學研究院.JTGF80/1-2012公路工程質量檢驗評定標準[M].北京：交通出版社，2012：47-51.

[9]交通部公路科學研究院.JTGF10-2006公路路基施工技術規范[S].北京：中華人民共和國交通部，2006.