DHT土凝岩稳定材料底基层的应用研究

2021-05-20蔡永利

西部交通科技 2021年4期

蔡永利

(中电建冀交高速公路投资发展有限公司，河北石家庄 050000)

0 引言

随着人类文明的发展，绿色交通已成为科技发展的趋势。DHT土凝岩主要成分是粉煤灰、钢渣、煤矸石等固体废弃物，其具有使用方便、施工工艺简单的特点，同时可替代大量的石灰、水泥、粉煤灰等传统筑路材料，大大节约了材料成本，并且起到了对自然资源的保护作用。本文依托天津至石家庄国家高速公路津冀界至保石界段项目(以下简称“津石高速”)试验段应用，对DHT土凝岩稳定材料的强度、耐久性进行了研究，并与水泥稳定材料进行了对比分析。

1 性能简述

土凝岩是充分利用钢渣、煤矸石以及工业尾矿等工业固体废渣，采用清洁化制备工艺，基于地质成岩原理研制出的适用于公路、铁路、机场、水利、港口、填海等工程建设使用的高性能低碳环保材料。其性能特点主要有：力学强度高，具有微膨胀性，耐久性能强，使用便捷，施工延迟时间长，属绿色环保材料。

2 现场实施段落

为验证土凝岩稳定材料的适用性，津石高速选取460 m试验段。具体如表1所示。

表1 土凝岩试验段落情况统计表

3 施工工艺流程

施工工艺流程为：测量放样→检查含水率→洒布车洒布土凝岩材料→路拌机拌和→检查拌和深度、拌和均匀性和土凝岩剂量→碾压及压实度检验→覆盖洒水养生。

3.1 检查含水率

土凝岩摊铺前由试验人员对素土含水率进行检测，经试验该土最大含水率为16.16%，大于最佳含水率2%以上。

3.2 洒布车布料

按土凝岩用量比例，用洒布车洒布，现场检测土凝岩洒布量，以及采用洒布前后总质量差计算洒布量的双控方法，控制土凝岩洒布量，确保洒布的准确性。

3.3 拌和

使用路拌机进行土凝岩稳定土拌和，路拌机行进速度为2.0 km/h，拌和过程中人员及时跟进，随时检查拌和深度，抽检掺拌料中是否含素土夹层及横向漏拌，相邻两边拌和区域重叠宽度控制在10 cm。

土凝岩稳定土拌和结束后，试验人员对已拌和完成的土凝岩稳定土进行土凝岩剂量检测。经试验测得8%土凝岩剂量平均值为8.3%；10%土凝岩剂量平均值为10.6%；12%土凝岩剂量平均值为12.7%。

3.4 碾压及检测

拌和完成后，用推土机将拌和后的土凝岩稳定土进行粗平，然后用刮平机对土凝岩稳定土进行精平，形成横坡，使面层平整、厚度均匀。在能够有效保证压路机的碾压效果时，进行碾压施工。压路机行进速度为2.5 km/h，碾压采用先静压、再振动的方式，最后静压收光。先静压1遍，之后按振动4遍组合碾压，最后静压1遍收光。振动碾压4遍后，进行压实度试验检测，经测K8+260～K8+420段平均压实度为97.3%，K8+100～K8+260段平均压实度为97.2%，K7+760～K7+900段平均压实度为97.1%，均合格。

3.5 养生

对已完成碾压且经检测合格的土凝岩稳定土填筑区域，覆盖土工布洒水养生，后续每天进行洒水养生，养护期为7 d，同时做好成品保护，禁止重型机械设备驶入，避免对路床造成损坏。

3.6 试验检测

施工单位于碾压日期取试件，进行室内标养7 d后，检测土凝岩稳定土7 d无侧限抗压强度，同时于2020-03-20进行现场取芯检测、2020-03-21进行现场弯沉检测。检测结果表明，抗压强度和弯沉指标满足相关规范[1]水泥稳定碎石基层集料强度要求，数据如表2所示。

表2 现场7 d无侧限抗压强度和弯沉检测数据表

4 土凝岩试验总结

(1)通过土凝岩试验段检测资料可知，在施工条件相同的情况下，7 d无侧限抗压强度8%土凝岩稳定土可达到3.5 MPa；10%土凝岩稳定土可达到4.1 MPa；12%土凝岩稳定土可达到4.6 MPa。现场取芯检测8%土凝岩稳定土可达到5.1 MPa；10%土凝岩稳定土可达到6.0 MPa；12%土凝岩稳定土可达到6.5 MPa，且后期强度仍有上升趋势。由此可知，采用土凝岩代替水泥稳定碎石底基层、基层能够满足设计指标要求。

(2)试验段施工时间点气温已较低，考虑到大规模使用时的气温条件，土凝岩强度指标将进一步增大。同时选取施工试验段为低填浅挖段路床最底层，一旦土凝岩用于水稳结构层，弯沉指标有望进一步提升。

(3)对比土凝岩稳定土与水泥稳定碎石，土凝岩稳定土较水泥稳定碎石成本降低10%～20%，有较大的经济性优势。