CN105507102B

CN105507102B - 一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法

Info

Publication number: CN105507102B
Application number: CN201510939002.1A
Authority: CN
Inventors: 陈牧; 沈水龙; 崔庆龙; 吴怀娜
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2018-02-09
Anticipated expiration: 2035-12-15
Also published as: CN105507102A

Abstract

本发明提供一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，所述方法将回收的废旧塑料编织袋切割成条状编织片，并与水泥加入到路基填料中混合搅拌，分层填筑、碾压密实，对道路路基进行固化和加筋。本发明用处理后的废旧塑料编织袋来进行纤维加筋，不仅提供了一种优质、低廉、易处理的加筋材料，也有助于废旧编织袋的循环利用，环保可持续。

Description

一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法

技术领域

本发明涉及一种地基处理方法，具体是一种用回收的废旧塑料编织袋加筋加固道路路基的施工方法。

背景技术

塑料编织袋是一种由聚丙烯或聚乙烯扁丝经过经纬编织制成的包装材料。由于具有质量轻、耐腐蚀、易加工、成本低和使用方便等优点，塑料编织袋被广泛应用于水泥、肥料等化工产品以及粮食的包装。我国是塑料编织袋生产和消耗的大国，每年产生的废旧塑料编织袋高达300万吨。当前，我国主要采用焚烧和填埋的方式来处理废旧编织袋。焚烧处理编织袋的方式会造成环境污染、产生消防隐患；由于编织袋不可降解，直接将其填埋会给自然环境造成严重的污染破坏。而新兴的回收重制和裂解炼油等工业方法又存在再生率低、能耗大等致命缺点。因此，目前急需找出一种低耗便捷的塑料编织袋处理方法。

改革开放以来，我国公路、铁路建设出现了前所未有的大发展，对道路质量和等级的要求也大幅提高。但我国的道路路基，尤其是公路路基，由于长期经受风吹日晒、车辆超载和超流量负荷等因素的共同作用，常产生路基收缩开裂和差异沉降等问题，严重时造成路基破坏以致路基的整体失稳。经对现有技术文献检索发现，针对路基填料不能满足设计强度的难题，工程中常采用化学和物理两种方法对路基填料进行改良加固。化学处理的方法中，2004年邹锡顺等在专利《大面积二灰、石灰土路拌法施工工艺及其质量控制检测方法》(专利申请号CN200410067035.3)中提出将石灰、粉煤灰等与天然地基土混合搅拌固化土体的方法；贺昶明于2014年在专利《一种地基回填士的加固方法》(专利申请号CN201410078819.X)中提出采用就地水泥注浆的方法，使水泥土桩与路面组成的复合路基。物理方法主要采用土工织物加固土体，包括土工布、土工膜、土工格栅及纤维材料。其中，利用荆条加固路基填土是一种较新奇的加筋方法。该方法是由包龙生等于2012年在专利《土工布、刑条及山皮石联合处理软士地基》(专利申请号CN201210443170.8) 中提出。

以上提到的加固方法，化学加固能使路基填料的力学性质得到显著提高，但改良后的路基填料也存在塑性大、韧性差的特点，而物理加固则在辅助固化土强度提高的同时，能通过加筋的连结作用提高路基的整体性，防止不均匀沉降。工程中常将化学法和物理法同时使用，以获得性能优质的固化土填料，但同时使用者两种方法必然会造成建设成本的抬升。另外，中国专利申请CN201210443375.6提出利用完整编织袋填装砂砾等进行地基处理的方法，该方法只能用于地基处理，不能用于对填筑厚度和压实度有严格要求的路基施工，同时该方法中编制袋仅起装填作用，未充分发挥编织袋的加筋功能。

发明内容

本发明针对现有技术方法的不足，提出一种用回收的废旧塑料编织袋加筋加固道路路基的施工方法，用处理后的废旧塑料编织袋来进行纤维加筋，不仅提供了一种优质、低廉、易处理的加筋材料，也有助于废旧编织袋的循环利用，环保可持续。

本发明是通过以下技术方案实现的：将回收的废旧塑料编织袋切割成条状编织片，并与水泥加入到路基填料中混合搅拌，分层填筑、碾压密实，对道路路基进行固化和加筋。所述方法包括以下步骤：

S1、将废旧塑料编织袋切割成条状编织片，在地基上铺设土工布及碎石垫层。

优选地，所述将废旧塑料编织袋切割成条状编织片，具体为：

1)切去废旧塑料编织袋的缝边和缝底；

所述的废旧塑料编织袋是指：经纬编织没有严重中断、破损的废旧聚丙烯编织袋和聚乙烯编织袋。

2)确定条状编织片的尺寸，将去边编织袋叠放，用热轧塑料切割机将其切割成条状编织片。

更优选地，所述条状编织片的尺寸是指条状编织片的宽度和长度。编织片长度须大于单层回填土填筑厚度，以保证编织片能连结上下层回填土。路基分层铺筑时，单层回填土越厚、摊铺面越宽，编织片长度应相应增加。条状编织片的长宽比过小会降低其条状的拉结效果，过大会造成编织片在搅拌时结团。因此，编织片长度一般取 300mm～400mm，宽度一般取50～80mm。

优选地，所述在地基上铺设土工布及碎石垫层，具体为：

1)将土工布沿路基横向铺设于地基上，土工布间缝合搭接15～20cm。铺设好的土工布两端须各超出路基边界1m，以便将其上翻包裹垫层；

2)在土工布上铺设级配碎石作为路基垫层。级配碎石的各主要粒径的通过质量百分率(％)应满足以下百分比范围：4.75mm：17～45；9.5mm：29～59；19mm：54～84； 31.5mm：83～100；37.5mm：100；

所述的级配碎石是由不同大小的碎石和石屑组成的混合碎石填料。

所述的通过质量百分率是指：低于某粒径的所有颗粒的质量占级配碎石总质量的百分率。

3)压路机静碾压实级配碎石，压实厚度不小于300mm。此外，城市主干道压实度不低于95％；其他等级，道路压实度不低于93％。待碎石垫层压实后将土工布超出路基部分上翻至碎石垫层上部包裹住碎石垫层，并由上层回填土压住。

S2、铺筑加筋回填土。具体的：

1)沿路基纵向在碎石垫层上均匀摊铺松填土，并用石灰在松填土表面打上方形灰格；

所述的松填土是指：未经压实的自然状态下的路基填土。

2)根据室内承载比贯入试验确定条状编织片和水泥的掺量；

3)在灰格内按掺量均匀铺撒切割好的条状编织片，摊铺上水泥；

4)待松填土、编织片及水泥摊铺完成后，用拌合机从路段两端至中间旋拌三者的混合物至固化土混合均匀；

5)振动压路机来回振动碾压回填土两次，待振动碾压完成后关闭振动，静碾该层路基达到设计厚度，且压实度须满足：城市主干道不低于97％；其他等级道路不低于 95％。

所述的条状编织片和水泥的掺量应满足公式：

m＝A×d×ρ×ω

其中：m为单个灰格内条状编织片或水泥的掺量，A为单个灰格的面积，d为分层填筑时单层回填土的压实厚度，ρ为松填土的天然密度，ω为条状编织片或水泥的掺入比。

优选地，所述的条状编织片和水泥的掺入比是指：单位质量的天然填土中需要掺加的条状编织片和水泥的质量所占的百分比。编织片的掺入比取值范围一般取0.05％～0.25％，水泥的掺入比取值范围一般取0～8％。二者的具体掺入比以最终加固后路基CBR值达到设计强度为准，由室内承载比贯入试验确定。

更优选地，所述的室内承载比贯入试验是指：在编织片和水泥各自的掺入比取值范围内，各取几个合适的掺入比，交叉组合加入到天然填土中制成圆柱形标准试件进行测试。由于水泥成本高，因而取路基CBR值满足设计要求时，水泥掺入比最低的组合作为二者的最终掺入比。试验时，将金属贯入杆以规定的速度加压压入回填土试件，路基的CBR值即为回填土标准试件在压入变形2.5mm时的附加压力值与标准碎石材料在相同贯入量时的附加压力值的比值，以百分率表示。道路的CBR设计取值须满足：城市主干道及一级公路不低于4％；其他等级道路不低于3％。

S3、分层铺筑路基，整形、养护。具体的：

1)重复S1至S2，按每层压实厚度为200～400mm分层填筑路基；

2)待铺筑路基达到设计标高后，用振动压路机振动碾压，再弱振动碾压，最后关闭振动，反复静碾直至路基压实度达到设计要求；

3)路基压实后，对路基表面和路基边坡进行修整，以保证路基表面平整，边坡线形顺畅、坡面直顺；

4)封锁施工路段让路基自然排水养护，养护天数以保证路基强度达到设计要求为准。比如养护时间7～14天。

与原有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出了一种用回收的废旧塑料编织袋加筋加固道路路基的施工方法。该方法将废旧塑料编织袋切割成条状编织片，和水泥按一定掺入比组合掺加到路基填料中加固路基，不仅提高了路基的强度，还加强了路基的整体性和稳定性，防止不均匀沉降和路基收缩开裂。同时，回收利用废旧编织袋作为加筋材料，也降低了水泥的使用量和路基的加筋成本，是一种废旧塑料编织袋回收利用的新方法。将废旧编织袋剪裁成编织片与水泥混合加入天然填土搅拌，能离散、均匀地增强路基填料强度，改良路基整体性能。因而本发明方法简单、实用、可持续发展，便于推广，具有很大的应用价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为废旧编织袋切割处理流程；

图2为编织片加筋加固路基流程。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

日常使用的塑料编织袋一般由聚丙烯或者聚乙烯等聚合物组成。这些聚合物也是工程常用的土工布、土工膜等加筋材料的组成成分。本发明用处理后的废旧塑料编织袋来进行纤维加筋，不仅提供了一种优质、低廉、易处理的加筋材料，也有助于废旧编织袋的循环利用，环保可持续。以下提供具体应用实施例，实施例中没有详细说明的部分参照发明内容中记载进行。

实施例：某道路改造工程B标段为城市次干道，道路规划全宽33.5m，工程起止桩号为K28+000～K36+033.142，全长8.033km。本工程道路路线呈南北走向，临近河道，地基土质主要为细粉砂夹杂粉质粘土，施工段地基采取强夯处理。

本工程道路路基宽度33.5m、设计单层填筑厚度300mm，因而本工程选定条状编织片尺寸为50mm×400mm。首先对回收的废旧塑料编织袋进行挑选，将其中经纬编织破损较为严重的编织袋挑出，再用塑料切割机将可利用的废旧编织袋的缝边和缝底切去，并切割成400mm×600mm的编织袋单片。用热轧塑料切割机把叠放的编织袋单片沿 600mm的长边按每50mm一条将编织片切下，即可得到设计要求的50mm×400mm的条状编织片，堆放备用。对地基强夯处理，待沉降稳定后，将土工布沿路基横向铺设，土工布两端均应超出路基范围1m，铺设长度35.5m。纵向方向上土工布之间留足20cm的交叠长度，在距土工布边缘10cm处进行缝合搭接。

本工程所用碎石的级配取19～31.5mm:9.5～19mm:4.75～9.5mm:＜4.75mm＝ 18:30:32:20。即各主要粒径的通过质量百分率(％)为：4.75mm：20；9.5mm：52； 19mm：82；31.5mm：100。土工布铺设完成后，用装载机铲运级配碎石沿路基纵向均匀摊铺在土工布上，再人工将碎石垫层高低补平，由用12t压路机静碾，压实收面，保证垫层碾压平实后达到300mm厚度，且压实度达到93％的设计要求。碎石垫层压实后，将路基两端超出的1m土工布向上翻折至碎石垫层上部。

S2、铺筑加筋回填土。

本工程每层回填土的压实厚度要求为300mm，选取路基开挖挖出的细粉砂作为松填土。为得到条状编织片和水泥的合理掺入比，本工程选取条状编织片掺入比0.05％、0.10％、0.15％、0.2％和0.25％，以及水泥掺入比2％、4％、6％和8％交叉组合，一共 20组配比进行试验。经室内承载比贯入试验测定，为达到工程路基强度CBR值满足规范3％的要求，至少需在松填土中添加掺量为3％的水泥，还需配合掺加0.1％的编织片进行拌合。

按每层回填土压实厚度300mm和松铺系数1.26进行填筑，将当地路基开挖挖出的细粉砂沿纵向在碎石垫层上均匀摊铺，保证370mm的摊铺厚度。松填土铺好后，用石灰按3m×3m一格在松填土面上打灰格。

本工程松填土的天然密度1.82g/cm³，加筋回填土的压实厚度300mm。因而每层松填土每个灰格上应铺撒条带编织片 m_r＝A×d×ρ×ω_r＝90000cm²×30cm×1.82g/cm³×0.1％＝4900g，应摊铺水泥 m_c＝A×d×ρ×ω_c＝90000cm²×30cm×1.82g/cm³×3％＝147000g。铺撒编织片时尽量使编织片均匀、离散地铺开。

路基填料摊铺完成后，用拌合机从路段两端至中间旋拌松填土、编织片和水泥的混合物，拌合机行驶速度控制在1km/h左右，并保证每次的拌和与上一次的拌和宽度重叠500mm，拌合至固化土混合均匀。最后再用12t振动压路机进行振动碾压，碾压速度 3km/h。振动碾压完后关闭振动，再按3km/h的速度静碾至压实度达到95％的设计要求。

S3、分层铺筑路基，整形、养护。

按每层300mm的压实厚度逐层填筑路基，直至各路段路堤高度达到设计标高。铺设完成后对路基表面进行整形修理，保证路堤边坡1:1.5的坡度。然后用16t的振动压路机，以3km/h的速度全路宽来回强振碾压2次，弱振碾压2次，再反复静碾直至达到 95％的压实度要求。最后整平成型，并进行14天养护。养护完成后再进行路面建设。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例做了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将回收的废旧塑料编织袋切割成条状编织片，在地基上铺设土工布及碎石垫层；

S2、铺筑加筋回填土：

1)沿路基纵向在碎石垫层上均匀摊铺松填土，并用石灰在松填土表面打上方格；

2)根据室内承载比贯入试验确定条状编织片和水泥的掺量；

3)在方格内按掺量均匀铺撒切割好的条状编织片，摊铺上水泥；

5)振动压路机来回振动碾压回填土，待振动碾压完成后关闭振动，静碾路基达到设计厚度；

S3、分层铺筑路基，整形、养护：

1)重复S1至S2，分层填筑路基；

2)待铺筑路基达到设计标高后，先用振动压路机振动碾压，再弱振动碾压，最后关闭振动，反复静碾直至路基压实度达到设计要求；

4)封锁施工路段让路基自然排水养护，养护时间以保证路基强度达到设计要求为准；

所述的条状编织片的长度须大于单层回填土填筑厚度，以保证条状编织片能连结上下层回填土；路基分层铺筑时，单层回填土越厚、摊铺面越宽，条状编织片的长度相应增加；条状编织片的长宽比过小会降低条状的拉结效果，过大会造成条状编织片在搅拌时结团；

所述的条状编织片和水泥的掺量应满足公式：

m＝A×d×ρ×ω

其中：m为单个方格内条状编织片或水泥的掺量，A为单个方格的面积，d为分层填筑时单层回填土的压实厚度，ρ为松填土的天然密度，ω为条状编织片或水泥的掺入比；

所述的条状编织片和水泥的掺入比是指：单位质量的天然填土中需要掺加的条状编织片和水泥的质量所占的百分比；条状编织片的掺入比取值范围为0.05％～0.25％，水泥的掺入比取值范围为0～8％，二者的具体掺入比以最终加固后路基CBR值达到设计强度为准，由室内承载比贯入试验确定。

2.根据权利要求1所述的一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，所述S1，将回收的废旧塑料编织袋切割成条状编织片，具体为：

1)切去废旧塑料编织袋的缝边和缝底；所述的废旧塑料编织袋是指：经纬编织没有严重中断、破损的废旧聚丙烯编织袋和聚乙烯编织袋；

3.根据权利要求2所述的一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，所述条状编织片长的长度取300mm～400mm，宽度取50～80mm。

4.根据权利要求1所述的一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，所述S1，在地基上铺设土工布及碎石垫层，具体为：

1)将土工布沿路基横向铺设于地基上，土工布间缝合搭接15～20cm，铺设好的土工布两端须各超出路基边界一部分，以便将其上翻包裹垫层；

2)在土工布上铺设级配碎石作为路基垫层，所述级配碎石是由不同大小的碎石和石屑组成的混合碎石填料；

3)压路机静碾压实级配碎石，压实厚度不小于300mm，此外，城市主干道压实度不低于95％；其他等级，道路压实度不低于93％；待碎石垫层压实后将土工布超出路基部分上翻至碎石垫层上部包裹住碎石垫层，并由上层回填土压住。

5.根据权利要求4所述的一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，所述级配碎石的各粒径的通过质量百分率应满足以下范围：

粒径4.75mm：17～45％；

粒径9.5mm：29～59％；

粒径19mm：54～84％；

粒径31.5mm：83～100％；

粒径37.5mm：100％；

所述通过质量百分率是指：低于某粒径的所有颗粒的质量占级配碎石总质量的百分率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，所述的室内承载比贯入试验是指：在编织片和水泥各自的掺入比取值范围内，各取几个合适的掺入比，交叉组合，加入到天然填土中制成圆柱形标准试件进行测试，取试件CBR值达到设计要求的几个组合中，水泥掺入比最低的组合作为二者的最终掺入比。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种用废旧塑料编织袋加固路基的施工方法，其特征在于，所述养护时间为7～14天。