2.3 結(jié)論與建議
2.3.1 粉煤灰是一種質(zhì)輕、多孔隙、顆粒均勻,具有一定水穩(wěn)定性的無(wú)粘結(jié)性材料。其路用性能滿足公路路堤的技術(shù)要求。采用粉煤灰修筑路堤是完全可行的,為開發(fā)利用粉煤灰找到了一條有效途徑。
2.3.2 粉煤灰具有重量輕、壓縮性小、滲透性好、摩擦系數(shù)大、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),特別適用于軟弱地基上高路基的修筑。
2.3.3 粉煤灰吸水量大,泄水能力強(qiáng),施工壓實(shí)含水量要求范圍比較寬,給施工帶來(lái)方便,尤其是雨季施工,更能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。
2.3.4 粉煤灰是一種細(xì)顆粒材料,其強(qiáng)度主要由顆粒間摩擦力構(gòu)成,其內(nèi)阻角φ一般在35-40度,飽水后φ值降低到25-35度,而粘結(jié)力C值飽水后幾乎喪失,為偏于安全,驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí),不計(jì)C值,值應(yīng)取飽水后的φ值為宜,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。
2.3.5 修筑粉煤灰路堤必須掌握好攤鋪厚度、含水量控制、壓實(shí)機(jī)械的選擇和壓實(shí)遍數(shù)等幾項(xiàng)關(guān)鍵因素。
2.3.6 應(yīng)充分重視粉煤灰路堤的邊坡防護(hù)及隔離層設(shè)置,防止地表水或地下水進(jìn)入路堤,使路基的土質(zhì)地面高于周圍田地,設(shè)置必要的排水系統(tǒng)。
2.3.7 急需國(guó)家有關(guān)部門制訂相關(guān)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)法規(guī)。粉煤灰作為路堤材料,應(yīng)就其設(shè)計(jì)和施工制訂規(guī)程,使設(shè)計(jì)和施工人員有法可依;還要制訂政策鼓勵(lì)設(shè)計(jì)單位和施工單位盡可能利用粉煤灰,為大規(guī)模利用粉煤灰創(chuàng)造條件。
3 粉煤灰在路面基層和底基層施工中的應(yīng)用
3.1 二灰混合料
將石灰、粉煤灰及其他摻入材料,按照合適的比例、含水量、合理的工藝過(guò)程拌和均勻,經(jīng)壓實(shí)、養(yǎng)生后具有規(guī)定抗壓強(qiáng)度的混合料,稱為石灰、粉煤灰混合料(簡(jiǎn)稱二灰混合料)。常見的有二灰碎石、二灰砂礫、二灰砂和二灰土等。據(jù)我國(guó)交通部頒布《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-93)之規(guī)定,二灰土禁止用作高等級(jí)路面的基層,而只能用作底基層。
二灰穩(wěn)定土,具有良好的力學(xué)性能、板結(jié)性、水穩(wěn)定性和一定的抗凍性,其抗凍性比純石灰土高得多。
3.2 材料
在做二灰混合料配合比之前,所使用的各單質(zhì)材料要做試驗(yàn)檢測(cè),使之符合JTJ034技術(shù)規(guī)范的要求。
3.3 二灰混合料的配合比設(shè)計(jì)
3.3.1 配合比設(shè)計(jì)的目的 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),選擇滿足設(shè)計(jì)要求的二灰穩(wěn)定的材料,以確定各種材料的比例、混合料的干密度和含水量。
3.3.2 配合比設(shè)計(jì)的步驟
A. 根據(jù)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件,檢測(cè)擬用各單質(zhì)材料理化指標(biāo),對(duì)料源儲(chǔ)量、質(zhì)量、運(yùn)距和運(yùn)輸?shù)缆窢顩r進(jìn)行綜合考察。
B. 材料的采集和處理 取有代表性石灰進(jìn)行有效成分檢驗(yàn),確定其等級(jí),消解備用;取粉煤灰送檢,復(fù)核其各項(xiàng)指標(biāo)是否符合技術(shù)規(guī)范要求。以上兩試樣過(guò)篩備用。拌和用土或碎石也按規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn);風(fēng)干后放入烘箱內(nèi)烘干待用。
C. 原材料的摻配 按照交通部規(guī)范JTJ034-93和設(shè)計(jì)建議的各種材料比例進(jìn)行摻配。按不同比例確定各相應(yīng)比例的材料數(shù)量,用拌和器材進(jìn)行充分拌和后制作試件。一般各材料比例確定是按石灰劑量一一個(gè)百分點(diǎn)在設(shè)定劑量附近變化。
D. 擊實(shí)試驗(yàn) 對(duì)上述制作的一系列試件進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),得出準(zhǔn)確結(jié)果,作出含水量—干密度曲線,求得干密度和含水量。制作試件前可以預(yù)估含水量,上下按兩個(gè)百分點(diǎn)增減,即含水量級(jí)差2%,進(jìn)行試件的制作。
E. 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 強(qiáng)度試驗(yàn)的目的,是核實(shí)一下同一種粉煤灰和石灰及土或碎石,在不同石灰劑量時(shí)混合料的標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)養(yǎng)后其強(qiáng)度變化情況。影響強(qiáng)度的因素主要有:石灰有效成分、結(jié)合料所占比例以及制件時(shí)所用干密度。制件時(shí)一定要考慮到施工要求的壓實(shí)度。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件平均抗壓強(qiáng)度R平應(yīng)符合公式(1)的要求:
R平≥R設(shè)/(1-ZαCν)(1)
Zα——試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)
Cν——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨保證率而變化的系數(shù),高速公路、一級(jí)公路:保證率95%,Zα=1.645,其它公路:保證率90%,Zα=1.282。
F. 石灰劑量的確定 根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,石灰增加而強(qiáng)度無(wú)明顯改進(jìn)時(shí)石灰含量,即為設(shè)計(jì)石灰含量。施工實(shí)際劑量允許比設(shè)計(jì)含量高1%。
2.3.1 粉煤灰是一種質(zhì)輕、多孔隙、顆粒均勻,具有一定水穩(wěn)定性的無(wú)粘結(jié)性材料。其路用性能滿足公路路堤的技術(shù)要求。采用粉煤灰修筑路堤是完全可行的,為開發(fā)利用粉煤灰找到了一條有效途徑。
2.3.2 粉煤灰具有重量輕、壓縮性小、滲透性好、摩擦系數(shù)大、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),特別適用于軟弱地基上高路基的修筑。
2.3.3 粉煤灰吸水量大,泄水能力強(qiáng),施工壓實(shí)含水量要求范圍比較寬,給施工帶來(lái)方便,尤其是雨季施工,更能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。
2.3.4 粉煤灰是一種細(xì)顆粒材料,其強(qiáng)度主要由顆粒間摩擦力構(gòu)成,其內(nèi)阻角φ一般在35-40度,飽水后φ值降低到25-35度,而粘結(jié)力C值飽水后幾乎喪失,為偏于安全,驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí),不計(jì)C值,值應(yīng)取飽水后的φ值為宜,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。
2.3.5 修筑粉煤灰路堤必須掌握好攤鋪厚度、含水量控制、壓實(shí)機(jī)械的選擇和壓實(shí)遍數(shù)等幾項(xiàng)關(guān)鍵因素。
2.3.6 應(yīng)充分重視粉煤灰路堤的邊坡防護(hù)及隔離層設(shè)置,防止地表水或地下水進(jìn)入路堤,使路基的土質(zhì)地面高于周圍田地,設(shè)置必要的排水系統(tǒng)。
2.3.7 急需國(guó)家有關(guān)部門制訂相關(guān)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)法規(guī)。粉煤灰作為路堤材料,應(yīng)就其設(shè)計(jì)和施工制訂規(guī)程,使設(shè)計(jì)和施工人員有法可依;還要制訂政策鼓勵(lì)設(shè)計(jì)單位和施工單位盡可能利用粉煤灰,為大規(guī)模利用粉煤灰創(chuàng)造條件。
3 粉煤灰在路面基層和底基層施工中的應(yīng)用
3.1 二灰混合料
將石灰、粉煤灰及其他摻入材料,按照合適的比例、含水量、合理的工藝過(guò)程拌和均勻,經(jīng)壓實(shí)、養(yǎng)生后具有規(guī)定抗壓強(qiáng)度的混合料,稱為石灰、粉煤灰混合料(簡(jiǎn)稱二灰混合料)。常見的有二灰碎石、二灰砂礫、二灰砂和二灰土等。據(jù)我國(guó)交通部頒布《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-93)之規(guī)定,二灰土禁止用作高等級(jí)路面的基層,而只能用作底基層。
二灰穩(wěn)定土,具有良好的力學(xué)性能、板結(jié)性、水穩(wěn)定性和一定的抗凍性,其抗凍性比純石灰土高得多。
3.2 材料
在做二灰混合料配合比之前,所使用的各單質(zhì)材料要做試驗(yàn)檢測(cè),使之符合JTJ034技術(shù)規(guī)范的要求。
3.3 二灰混合料的配合比設(shè)計(jì)
3.3.1 配合比設(shè)計(jì)的目的 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),選擇滿足設(shè)計(jì)要求的二灰穩(wěn)定的材料,以確定各種材料的比例、混合料的干密度和含水量。
3.3.2 配合比設(shè)計(jì)的步驟
A. 根據(jù)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件,檢測(cè)擬用各單質(zhì)材料理化指標(biāo),對(duì)料源儲(chǔ)量、質(zhì)量、運(yùn)距和運(yùn)輸?shù)缆窢顩r進(jìn)行綜合考察。
B. 材料的采集和處理 取有代表性石灰進(jìn)行有效成分檢驗(yàn),確定其等級(jí),消解備用;取粉煤灰送檢,復(fù)核其各項(xiàng)指標(biāo)是否符合技術(shù)規(guī)范要求。以上兩試樣過(guò)篩備用。拌和用土或碎石也按規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn);風(fēng)干后放入烘箱內(nèi)烘干待用。
C. 原材料的摻配 按照交通部規(guī)范JTJ034-93和設(shè)計(jì)建議的各種材料比例進(jìn)行摻配。按不同比例確定各相應(yīng)比例的材料數(shù)量,用拌和器材進(jìn)行充分拌和后制作試件。一般各材料比例確定是按石灰劑量一一個(gè)百分點(diǎn)在設(shè)定劑量附近變化。
D. 擊實(shí)試驗(yàn) 對(duì)上述制作的一系列試件進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),得出準(zhǔn)確結(jié)果,作出含水量—干密度曲線,求得干密度和含水量。制作試件前可以預(yù)估含水量,上下按兩個(gè)百分點(diǎn)增減,即含水量級(jí)差2%,進(jìn)行試件的制作。
E. 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 強(qiáng)度試驗(yàn)的目的,是核實(shí)一下同一種粉煤灰和石灰及土或碎石,在不同石灰劑量時(shí)混合料的標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)養(yǎng)后其強(qiáng)度變化情況。影響強(qiáng)度的因素主要有:石灰有效成分、結(jié)合料所占比例以及制件時(shí)所用干密度。制件時(shí)一定要考慮到施工要求的壓實(shí)度。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件平均抗壓強(qiáng)度R平應(yīng)符合公式(1)的要求:
R平≥R設(shè)/(1-ZαCν)(1)
Zα——試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)
Cν——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨保證率而變化的系數(shù),高速公路、一級(jí)公路:保證率95%,Zα=1.645,其它公路:保證率90%,Zα=1.282。
F. 石灰劑量的確定 根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,石灰增加而強(qiáng)度無(wú)明顯改進(jìn)時(shí)石灰含量,即為設(shè)計(jì)石灰含量。施工實(shí)際劑量允許比設(shè)計(jì)含量高1%。