CN108611940A - 再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，包括以下步骤：水泥改良土配比试验；对下承层的纵断高程等参数进行检验，以满足施工条件；素土运至施工现场，素土填筑完成后采用推土机粗平，平地机精平并测量标高；使用全自动水泥洒布机进行布灰，采用数控高精度流量调节阀控制水泥洒布数量；采用再生机和洒水车进行洒水拌合，拌和深度采用微控制器进行控制，洒水量采用数控高精度流量调节阀控制；水泥改良土拌好后，碾压精平后进行压实度检测，检测完毕后进行养生，养生期不少于7天；在完成第一层水泥改良土的施工、检测合格并洒水覆盖土养后，重复步骤三至步骤七进行第二层水泥改良土的施工。

Description

再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法

技术领域

本发明涉及道路工程施工技术领域，特别涉及一种再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法。

背景技术

路床是路面结构层的基础，路床的施工质量对于高速公路路面整体稳定性及耐久性影响巨大，而上路床作为路面结构层的下承层，它的质量更是直接影响着整个高速公路工程的成败。

采用低液限粉土作为高速公路上路床路基填料时，面临的主要问题是：粉土颗粒细小且均匀，级配较差，颗粒间的空隙缺乏细小的黏粒填充，因此难以形成紧密的填充和嵌挤结构，致使自身结构欠稳定，压缩性和透水性较大；土中黏粒含量少，塑性指数低，黏聚力低，毛细管发育，保水性差。干燥状态下，松散承载力极低，但渗水率极高；遇水后，尽管呈现出一定黏性，但由于黏土颗粒的缺失，黏性持续时间较短，水分散失快，碾压成型的路基因水分散失，很容易变得松散，压实比较困难。

目前，高速公路上路床改良采用的固化剂很多，常见的主要有石灰、水泥两种，经试验对比分析发现，水泥对低液限粉土强度的提高明显优于石灰，采用水泥进行改良能更快的形成早期强度，可以缩短施工工期，降低施工成本。水泥改良土(粉碎的土、水泥和水的混合物)作为高速公路上路床处理，施工工艺已经比较成熟，但由于工序较多、施工时间较长效率较低，且受土质和时效等因素的影响较大，如何快速高效的做好上路床水泥改良土施工是每一个单位所面临和探讨的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，该工法实现了从水泥全自动撒布到含水量精确控制，拌合碾压再到上路床养护作业的全机械化连续作业施工，大大降低了施工成本和缩短了施工工期。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，包括以下步骤：

步骤一：水泥改良土配比试验，分别对不同掺灰率的水泥改良土进行试验对比分析，确定最终满足施工要求所需水泥改良土性能的水泥改良土配比方案。具体的，试验分析包括掺灰量对强度特性的影响、掺灰量对承载比的影响、龄期对强度特性的影响等，试验表明4％的水泥改良土性能较好，能更快的形成早期强度，可以缩短施工工期，且成本较低，可降低施工成本；

步骤二：施工准备，对下承层的纵断高程、压实度、横坡、宽度、中线偏位、平整度、边坡进行检验，以满足施工条件；

步骤三：素土摊铺，自卸车将素土运至施工现场，填筑过程中加强下承层的洒水湿润，避免因下承层表面干燥而导致上下层之间出现夹层，在下承层上采用方格网控制填筑素土的方量，根据运输车辆的运输能力以及所选定的松铺厚度，来确定方格网的大小；

素土填筑完成后采用推土机按先两侧，再中间的顺序进行粗平，并派专职技术人员检测摊铺厚度，清理填料中泥块和杂物，粗平后使用压路机粗压一遍，然后再用平地机精平并测量标高，使其达到设计要求的路拱度和坡度，以便摊铺水泥；

步骤四：水泥全自动撒布，根据土层的湿密度、含水量、摊铺面积和厚度，计算出土层每平方米的水泥掺量，使用全自动水泥洒布机进行布灰，采用数控高精度流量调节阀控制水泥洒布数量；

步骤五：机械拌和，采用再生机和洒水车进行洒水拌合，拌和深度采用微控制器进行控制，洒水量采用数控高精度流量调节阀控制，拌合时深入到下一层1cm～2cm，以利于上下粘结；

步骤六：碾压及检测，水泥改良土拌好后，先采用推土机进行快速稳压，随即用平地机进行初平，用压路机立即在刚初平的路段上快速静压一遍，以暴露潜在的不平整，然后再用平地机精平一次，路面精平后用压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度，碾压完成后再由质检工程师、试验工程师、监理工程师进行质量检查，按正常路基填筑检测，对其表观质量、弯沉值、压实度进行检验；

步骤七：路基面养护，路基碾压、检测完毕后进行养生，采用洒水车洒水后覆盖土层进行养生，养生期不少于7天；

步骤八：高速公路上路床的水泥改良土施工分两层进行，在完成第一层水泥改良土的施工、检测合格并洒水覆盖土养护后，重复步骤三至步骤七进行第二层水泥改良土的施工。

需要说明的是，本发明不仅适用于水泥改良土的施工，相类似的石灰改良土或其他新型材料的改良土的施工，同样可以适用本发明。任何对本发明所使用的材料进行常规修改或等同替换，而不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围当中。

优选的，所述步骤二，施工准备还包括在素土填筑前先进行土工试验，对素土的物理、力学、化学性质进行测试，得到素土的相关参数后，便于后续对掺灰量、洒水量进行精确计算和控制。

优选的，所述步骤三，素土摊铺时在两侧路肩边缘外设指示桩，以此控制每层的摊铺厚度，同时埋桩挂线标示松铺厚度。

优选的，所述步骤四，根据土层的湿密度ρ、含水量w、摊铺面积S和厚度h，计算出土的总重量G：

则平方米掺灰量g为：

式中：ρ为土层的湿密度，w为土层的含水量，S为摊铺面积，h为摊铺厚度，f为掺灰率，G为出土的总重量，g为平方米掺灰量。

优选的，所述步骤五，在拌合过程中及时检查含水量，含水量略大于最佳含水量1％～2％，目测混合料颜色是否均匀一致，要求没有灰条、灰团和花面，现场试验人员及时采用EDTA滴定法进行灰剂量检测，保证灰剂量满足设计要求。

优选的，所述步骤六还包括接缝和调头处的处理，具体的，同日施工的工作段落需全部碾压，下段施工时再掏出端头厚度不足处，并与此段一起重新拌合、碾压，再生机及其它机械不宜在已碾压完成的路基面上调头或转弯，如须调头应尽量在未碾压工作面上进行。

优选的，所述步骤六中，碾压时，直线段按照“先压边缘、后压中间”，曲线段按照“先内侧后外侧”的操作，先慢后快，先静压、后振动进行，压路机的最大碾压行驶速度不大于4km/h，采用“一静，两强，一弱，一静”共5次碾压，然后开始检测压实度，如检测结果不能达到设计要求，再采用“一动一静”重复施工、检测直至压实度达到设计要求为止。

优选的，所述步骤六在进行碾压时还需经常测试含水量，如果含水量无法满足施工要求，则对表层进行洒水，用胶轮压路机碾压1-2遍使表层密实。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)使用全自动水泥洒布机进行布灰，采用数控高精度流量调节阀控制水泥洒布数量；采用再生机和洒水车进行洒水拌合，拌和深度采用微控制器进行控制，洒水系统采用液压驱动，洒水量采用数控高精度流量调节阀控制，精确控制洒水量和拌和深度，提高了施工效率和施工质量。

(2)实现了从水泥全自动撒布到含水量精确控制，拌合碾压再到上路床养护作业的全机械化连续作业施工，工序衔接紧凑，可以大大缩短工期，快速高效的做好上路床填筑施工，工艺成熟，便于现场控制。

(3)全部采用机械化施工，人为因素影响较小，便于控制施工质量。

(4)施工所采用的方法和措施能够避免工、料的浪费，节约成本，提高了施工质量控制，杜绝了粉料等固化剂在施工作业区域暴露时间过长，产生的环境污染等问题。

(5)本工法使用的材料和机具设备便于购买和租赁，施工中不会对水文环保等方面造成影响。

(6)采用水泥改良土施工技术，可更快的形成早期强度，缩短施工工期，降低施工成本。

附图说明：

图1是本发明所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法的工序图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图1所示，一种再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，包括以下步骤：

步骤一：水泥改良土配比试验，分别对掺灰率为2％、4％、6％的水泥改良土进行试验对比分析，确定最终满足施工要求所需水泥改良土性能的水泥改良土配比方案。具体的，试验分析包括掺灰量对强度特性的影响、掺灰量对承载比的影响、龄期对强度特性的影响等，试验表明4％的水泥改良土性能较好，能更快的形成早期强度，可以缩短施工工期，且成本较低，可降低施工成本。

步骤二：施工准备，对下承层的纵断高程、压实度、横坡、宽度、中线偏位、平整度、边坡进行检验，检验合格并经监理确认后方可组织施工；对素土进行土工试验，对素土的物理、力学、化学性质进行测试，得到素土的相关参数后，便于后续对掺灰量、洒水量进行精确计算和控制。

步骤三：素土摊铺，自卸车将素土运至施工现场，填筑过程中加强下承层的洒水湿润，避免因下承层表面干燥而导致上下层之间出现夹层，在下承层上采用方格网控制填筑素土的方量，根据运输车辆的运输能力以及所选定的松铺厚度，来确定方格网的大小。方格网从中桩向两边划分，用白灰标出。非标准网格按实际计算(长×宽×厚/每车方量＝车数)控制填土方量。在两侧路肩边缘外设指示桩，以此控制每层的摊铺厚度，同时埋桩挂线标示松铺厚度。如果运输车辆的运输能力发生变化或运输车的型号发生变化时，及时调整方格网大小。

素土填筑完成后采用推土机按先两侧，再中间的顺序进行粗平，并派专职技术人员检测摊铺厚度，清理填料中泥块和杂物，粗平后使用压路机粗压一遍，然后再用平地机精平并测量标高，使其达到设计要求的路拱度和坡度，以便摊铺水泥。

步骤四：水泥全自动撒布，根据土层的湿密度ρ、含水量w、摊铺面积S和厚度h，计算出土的总重量G：

则平方米掺灰量g为：

式中：ρ为土层的湿密度，w为土层的含水量，S为摊铺面积，h为摊铺厚度，f为掺灰率，G为出土的总重量，g为平方米掺灰量。

使用全自动水泥洒布机进行布灰，采用数控高精度流量调节阀控制水泥洒布数量。在水泥洒布前，先检测土层的含水率，使其控制大于最佳含水率的1％～2％之间。

步骤五：机械拌和，采用再生机和洒水车进行洒水拌合，拌和深度采用微控制器进行控制，洒水量采用数控高精度流量调节阀控制。为保证上下层连接及土层之间没有素土夹层，拌合时深入到下一层1cm～2cm，以利于上下粘结。在拌合过程中及时检查含水量，含水量略大于最佳含水量1％～2％，目测混合料颜色是否均匀一致，要求没有灰条、灰团和花面，现场试验人员及时采用EDTA滴定法进行灰剂量检测，保证灰剂量满足设计要求。

步骤六：碾压及检测，水泥改良土拌好后，先采用推土机进行快速稳压，随即用平地机进行初平。在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平；在曲线段，平地机由内侧向外侧进行刮平。用压路机立即在刚初平的路段上快速静压一遍，以暴露潜在的不平整，然后再用平地机精平一次。每次整平都按照要求的坡度和路拱进行。特别注意的是，表面的低洼处，严禁用薄层水泥混合料找补。摊铺时，按“宁高勿低”的原则，最后整平(终平)时，按“宁刮勿补”的原则处理。

路面精平后用压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度，碾压完成后表面无明显的碾压轮痕迹。碾压时，各区段交接处相互重叠压实，纵向搭接长度不小于2.0m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm，上下两层填筑接头错开不小于3.0m。

碾压时，直线段按照“先压边缘、后压中间”，曲线段按照“先内侧后外侧”的操作，先慢后快，先静压、后振动进行，压路机的最大碾压行驶速度不大于4km/h，采用“一静，两强，一弱，一静”共5次碾压，然后开始检测压实度，如检测结果不能达到设计要求，再采用“一动一静”重复施工、检测直至压实度达到设计要求为止。根据粉土失水较快，容易出现松散，不易碾压密实的特点，现场需经常测试含水量，必要时对表层进行适当洒水，用胶轮压路机碾压1-2遍使表层密实。

碾压完成后再由质检工程师、试验工程师、监理工程师进行质量检查，按正常路基填筑检测，对其表观质量、弯沉值、压实度进行检验。

同日施工的工作段落需全部碾压，下段施工时再掏出端头厚度不足处，并与此段一起重新拌合、碾压。拌合机械及其它机械不宜在已碾压完成的路基面上调头或转弯，如须调头应尽量在未碾压工作面上进行。

步骤七：路基面养护，路基碾压、检测完毕后进行养生，采用洒水车洒水后覆盖土层进行养生，养生期不少于7天，养护期间除洒水车外禁止其他车辆通行，尤其禁止重型车辆通行。

步骤八：高速公路上路床的水泥改良土施工分两层进行，在完成第一层水泥改良土的施工、检测合格并洒水覆盖土养护后，重复步骤三至步骤七进行第二层水泥改良土的施工。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：水泥改良土配比试验，分别对不同掺灰率的水泥改良土进行试验对比分析，确定最终满足施工要求所需水泥改良土性能的水泥改良土配比方案；

步骤二：施工准备，对下承层的纵断高程、压实度、横坡、宽度、中线偏位、平整度、边坡进行检验，以满足施工条件；

步骤三：素土摊铺，自卸车将素土运至施工现场，填筑过程中加强下承层的洒水湿润，避免因下承层表面干燥而导致上下层之间出现夹层，在下承层上采用方格网控制填筑素土的方量；

素土填筑完成后采用推土机按先两侧，再中间的顺序进行粗平，并检测摊铺厚度，清理填料中泥块和杂物，粗平后使用压路机粗压一遍，然后再用平地机精平并测量标高，使其达到设计要求的路拱度和坡度，以便摊铺水泥；

步骤四：水泥全自动撒布，根据土层的湿密度、含水量、摊铺面积和厚度，计算出土层每平方米的水泥掺量，使用全自动水泥洒布机进行布灰，采用数控高精度流量调节阀控制水泥洒布数量；

步骤五：机械拌和，采用再生机和洒水车进行洒水拌合，拌和深度采用微控制器进行控制，洒水量采用数控高精度流量调节阀控制，拌合时深入到下一层1cm～2cm；

步骤六：碾压及检测，水泥改良土拌好后，先采用推土机进行快速稳压，随即用平地机进行初平，用压路机立即在刚初平的路段上快速静压一遍，然后再用平地机精平一次，路面精平后用压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度，碾压完成后进行质量检查，按正常路基填筑检测，对其表观质量、弯沉值、压实度进行检验；

步骤七：路基面养护，路基碾压、检测完毕后进行养生，采用洒水车洒水后覆盖土层进行养生，养生期不少于7天；

步骤八：高速公路上路床的水泥改良土施工分两层进行，在完成第一层水泥改良土的施工、检测合格并洒水覆盖土养护后，重复步骤三至步骤七进行第二层水泥改良土的施工。

2.根据权利要求1所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤二，施工准备还包括在素土填筑前先进行土工试验，对素土的物理、力学、化学性质进行测试，并得到素土的相关参数后，根据素土相关参数对掺灰量、洒水量进行计算和控制。

3.根据权利要求1所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤三，素土摊铺时在两侧路肩边缘外设指示桩，以此控制每层的摊铺厚度，同时埋桩挂线标示松铺厚度。

4.根据权利要求1所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤四，根据土层的湿密度ρ、含水量w、摊铺面积S和厚度h，计算出土的总重量G：

则平方米掺灰量g为：

式中：ρ为土层的湿密度，w为土层的含水量，S为摊铺面积，h为摊铺厚度，f为掺灰率，G为出土的总重量，g为平方米掺灰量。

5.根据权利要求1所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤五，在拌合过程中及时检查含水量，含水量略大于最佳含水量1％～2％，保证灰剂量满足设计要求。

6.根据权利要求1所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤六还包括接缝和调头处的处理，具体的，同日施工的工作段落需全部碾压，下段施工时再掏出端头厚度不足处，并与此段一起重新拌合、碾压。

7.根据权利要求1所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤六中，碾压时，直线段按照“先压边缘、后压中间”，曲线段按照“先内侧后外侧”的操作，先慢后快，先静压、后振动进行，压路机的最大碾压行驶速度不大于4km/h，采用多次碾压，然后开始检测压实度，如检测结果不能达到设计要求，再重复施工、检测直至压实度达到设计要求为止。

8.根据权利要求7所述的再生机拌和水泥改良土在高速公路上路床的施工工法，其特征在于，所述步骤六在进行碾压时还需测试含水量，如果含水量无法满足施工要求，则对表层进行洒水，用胶轮压路机碾压1-2遍使表层密实。