DHT土凝巖穩(wěn)定材料底基層的應(yīng)用研究

蔡永利

(中電建冀交高速公路投資發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著人類文明的發(fā)展，綠色交通已成為科技發(fā)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(diǎn)，同時可替代大量的石灰、水泥、粉煤灰等傳統(tǒng)筑路材料，大大節(jié)約了材料成本，并且起到了對自然資源的保護(hù)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(xiàng)目(以下簡稱“津石高速”)試驗(yàn)段應(yīng)用，對DHT土凝巖穩(wěn)定材料的強(qiáng)度、耐久性進(jìn)行了研究，并與水泥穩(wěn)定材料進(jìn)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(yè)尾礦等工業(yè)固體廢渣，采用清潔化制備工藝，基于地質(zhì)成巖原理研制出的適用于公路、鐵路、機(jī)場、水利、港口、填海等工程建設(shè)使用的高性能低碳環(huán)保材料。其性能特點(diǎn)主要有：力學(xué)強(qiáng)度高，具有微膨脹性，耐久性能強(qiáng)，使用便捷，施工延遲時間長，屬綠色環(huán)保材料。

2 現(xiàn)場實(shí)施段落

為驗(yàn)證土凝巖穩(wěn)定材料的適用性，津石高速選取460 m試驗(yàn)段。具體如表1所示。

表1 土凝巖試驗(yàn)段落情況統(tǒng)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(jī)拌和→檢查拌和深度、拌和均勻性和土凝巖劑量→碾壓及壓實(shí)度檢驗(yàn)→覆蓋灑水養(yǎng)生。

3.1 檢查含水率

土凝巖攤鋪前由試驗(yàn)人員對素土含水率進(jìn)行檢測，經(jīng)試驗(yàn)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(xiàn)場檢測土凝巖灑布量，以及采用灑布前后總質(zhì)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(zhǔn)確性。

3.3 拌和

使用路拌機(jī)進(jìn)行土凝巖穩(wěn)定土拌和，路拌機(jī)行進(jìn)速度為2.0 km/h，拌和過程中人員及時跟進(jìn)，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(qū)域重疊寬度控制在10 cm。

土凝巖穩(wěn)定土拌和結(jié)束后，試驗(yàn)人員對已拌和完成的土凝巖穩(wěn)定土進(jìn)行土凝巖劑量檢測。經(jīng)試驗(yàn)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(jī)將拌和后的土凝巖穩(wěn)定土進(jìn)行粗平，然后用刮平機(jī)對土凝巖穩(wěn)定土進(jìn)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(jī)的碾壓效果時，進(jìn)行碾壓施工。壓路機(jī)行進(jìn)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(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)檢測，經(jīng)測K8+260～K8+420段平均壓實(shí)度為97.3%，K8+100～K8+260段平均壓實(shí)度為97.2%，K7+760～K7+900段平均壓實(shí)度為97.1%，均合格。

3.5 養(yǎng)生

對已完成碾壓且經(jīng)檢測合格的土凝巖穩(wěn)定土填筑區(qū)域，覆蓋土工布灑水養(yǎng)生，后續(xù)每天進(jìn)行灑水養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)期為7 d，同時做好成品保護(hù)，禁止重型機(jī)械設(shè)備駛?cè)?，避免對路床造成損壞。

3.6 試驗(yàn)檢測

施工單位于碾壓日期取試件，進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)養(yǎng)7 d后，檢測土凝巖穩(wěn)定土7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，同時于2020-03-20進(jìn)行現(xiàn)場取芯檢測、2020-03-21進(jìn)行現(xiàn)場彎沉檢測。檢測結(jié)果表明，抗壓強(qiáng)度和彎沉指標(biāo)滿足相關(guān)規(guī)范[1]水泥穩(wěn)定碎石基層集料強(qiáng)度要求，數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 現(xiàn)場7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和彎沉檢測數(shù)據(jù)表

4 土凝巖試驗(yàn)總結(jié)

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

(2)試驗(yàn)段施工時間點(diǎn)氣溫已較低，考慮到大規(guī)模使用時的氣溫條件，土凝巖強(qiáng)度指標(biāo)將進(jìn)一步增大。同時選取施工試驗(yàn)段為低填淺挖段路床最底層，一旦土凝巖用于水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層，彎沉指標(biāo)有望進(jìn)一步提升。

(3)對比土凝巖穩(wěn)定土與水泥穩(wěn)定碎石，土凝巖穩(wěn)定土較水泥穩(wěn)定碎石成本降低10%～20%，有較大的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。

5 結(jié)語

通過DHT土凝巖穩(wěn)定材料的應(yīng)用試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：DHT土凝巖穩(wěn)定材料隨齡期增長和摻量增加逐漸增強(qiáng)；DHT土凝巖穩(wěn)定材料具有良好的抗凍性能；DHT土凝巖穩(wěn)定材料具有良好的強(qiáng)度指標(biāo)；DHT土凝巖穩(wěn)定材料對比相應(yīng)水泥穩(wěn)定材料具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。