DHT土凝巖穩定材料底基層的應用研究

蔡永利

(中電建冀交高速公路投資發展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著人類文明的發展，綠色交通已成為科技發展的趨勢。DHT土凝巖主要成分是粉煤灰、鋼渣、煤矸石等固體廢棄物，其具有使用方便、施工工藝簡單的特點，同時可替代大量的石灰、水泥、粉煤灰等傳統筑路材料，大大節約了材料成本，并且起到了對自然資源的保護作用。本文依托天津至石家莊國家高速公路津冀界至保石界段項目(以下簡稱“津石高速”)試驗段應用，對DHT土凝巖穩定材料的強度、耐久性進行了研究，并與水泥穩定材料進行了對比分析。

1 性能簡述

土凝巖是充分利用鋼渣、煤矸石以及工業尾礦等工業固體廢渣，采用清潔化制備工藝，基于地質成巖原理研制出的適用于公路、鐵路、機場、水利、港口、填海等工程建設使用的高性能低碳環保材料。其性能特點主要有：力學強度高，具有微膨脹性，耐久性能強，使用便捷，施工延遲時間長，屬綠色環保材料。

2 現場實施段落

為驗證土凝巖穩定材料的適用性，津石高速選取460 m試驗段。具體如表1所示。

表1 土凝巖試驗段落情況統計表

3 施工工藝流程

施工工藝流程為：測量放樣→檢查含水率→灑布車灑布土凝巖材料→路拌機拌和→檢查拌和深度、拌和均勻性和土凝巖劑量→碾壓及壓實度檢驗→覆蓋灑水養生。

3.1 檢查含水率

土凝巖攤鋪前由試驗人員對素土含水率進行檢測，經試驗該土最大含水率為16.16%，大于最佳含水率2%以上。

3.2 灑布車布料

按土凝巖用量比例，用灑布車灑布，現場檢測土凝巖灑布量，以及采用灑布前后總質量差計算灑布量的雙控方法，控制土凝巖灑布量，確保灑布的準確性。

3.3 拌和

使用路拌機進行土凝巖穩定土拌和，路拌機行進速度為2.0 km/h，拌和過程中人員及時跟進，隨時檢查拌和深度，抽檢摻拌料中是否含素土夾層及橫向漏拌，相鄰兩邊拌和區域重疊寬度控制在10 cm。

土凝巖穩定土拌和結束后，試驗人員對已拌和完成的土凝巖穩定土進行土凝巖劑量檢測。經試驗測得8%土凝巖劑量平均值為8.3%；10%土凝巖劑量平均值為10.6%；12%土凝巖劑量平均值為12.7%。

3.4 碾壓及檢測

拌和完成后，用推土機將拌和后的土凝巖穩定土進行粗平，然后用刮平機對土凝巖穩定土進行精平，形成橫坡，使面層平整、厚度均勻。在能夠有效保證壓路機的碾壓效果時，進行碾壓施工。壓路機行進速度為2.5 km/h，碾壓采用先靜壓、再振動的方式，最后靜壓收光。先靜壓1遍，之后按振動4遍組合碾壓，最后靜壓1遍收光。振動碾壓4遍后，進行壓實度試驗檢測，經測K8+260～K8+420段平均壓實度為97.3%，K8+100～K8+260段平均壓實度為97.2%，K7+760～K7+900段平均壓實度為97.1%，均合格。

3.5 養生

對已完成碾壓且經檢測合格的土凝巖穩定土填筑區域，覆蓋土工布灑水養生，后續每天進行灑水養生，養護期為7 d，同時做好成品保護，禁止重型機械設備駛入，避免對路床造成損壞。

3.6 試驗檢測

施工單位于碾壓日期取試件，進行室內標養7 d后，檢測土凝巖穩定土7 d無側限抗壓強度，同時于2020-03-20進行現場取芯檢測、2020-03-21進行現場彎沉檢測。檢測結果表明，抗壓強度和彎沉指標滿足相關規范[1]水泥穩定碎石基層集料強度要求，數據如表2所示。

表2 現場7 d無側限抗壓強度和彎沉檢測數據表

4 土凝巖試驗總結

(1)通過土凝巖試驗段檢測資料可知，在施工條件相同的情況下，7 d無側限抗壓強度8%土凝巖穩定土可達到3.5 MPa；10%土凝巖穩定土可達到4.1 MPa；12%土凝巖穩定土可達到4.6 MPa。現場取芯檢測8%土凝巖穩定土可達到5.1 MPa；10%土凝巖穩定土可達到6.0 MPa；12%土凝巖穩定土可達到6.5 MPa，且后期強度仍有上升趨勢。由此可知，采用土凝巖代替水泥穩定碎石底基層、基層能夠滿足設計指標要求。

(2)試驗段施工時間點氣溫已較低，考慮到大規模使用時的氣溫條件，土凝巖強度指標將進一步增大。同時選取施工試驗段為低填淺挖段路床最底層，一旦土凝巖用于水穩結構層，彎沉指標有望進一步提升。

(3)對比土凝巖穩定土與水泥穩定碎石，土凝巖穩定土較水泥穩定碎石成本降低10%～20%，有較大的經濟性優勢。

5 結語

通過DHT土凝巖穩定材料的應用試驗，得出如下結論：DHT土凝巖穩定材料隨齡期增長和摻量增加逐漸增強；DHT土凝巖穩定材料具有良好的抗凍性能；DHT土凝巖穩定材料具有良好的強度指標；DHT土凝巖穩定材料對比相應水泥穩定材料具有一定的經濟優越性。