基于粘土石化技术在装配式临设中的应用论文_舒勤, 魏英杰, 袁尉航

基于粘土石化技术在装配式临设中的应用论文_舒勤, 魏英杰, 袁尉航

摘要:利用原土通过石化技术处理路基取代换填级配碎石层/水稳层,就地取材可降低材料外购成本和安、拆、复耕成本。临设场坪轻载、重载路面磨耗层采用6-14cm厚装配式铺装板,采用石化技术增加基层平整度和承载能力,降低因基层渗水、沉降等问题。

关键词:就地取材;石化技术;装配式铺装板

在临设轻载、重载场坪施工过程中,在基层含水率高承载力不足的情况下,需要采用建渣/级配碎石进行换填,满足路基承载力要求,保护原生态,降低造价,加快施工便道修建,方便使用维护,不使用现浇混凝土、沥青等材料,全部采用当地原土、碎石,使用粘土石化技术修建。路面基层采用现场土壤、脱水粉、石化液剂拌合碾压,路面磨耗层采用6-14cm厚装配式铺装板,满足10-100吨重车荷载。

一、概述

土体自古以来就是道路建设不可缺少的基本原材料。道路工程的质量好坏,主要取决于土体修筑成道路后的密实程度和后期的抗水化性能。修筑成的道路,密实程度越高和后期抗水化性能越好,道路的质量就越好,反之就越差。

土体是地壳表层的岩、土,在长期风化、搬运、磨蚀、沉积作用的过程中,形成的大小不等,未经胶结的一切松散物质。

土体是由:固体、液体水和气体三相组成

因此可见,道路工程的质量好坏,一是取决于固体颗粒的密实度,即要排除空气、去水;二是要使压密实的土体不再疏松,使压实的土体不再吸水被水化。

粘土石化技术加速所有种类粘性土体颗粒表面的去水、抗水化、排气、密实化或石化的自然进程,提高由粘土、砂、石组成的工程土性能。粘土石化技术可用于粘土含量达20%以上,砂、石比例不论的各类土体石化,使其成为良好的工程土体。

二、 基本原理

对于粘土石化的基本机理,可以归结为两大部分:土体中水的处理和使粘土颗粒密集排布。

水的处理:土体中水分的存在对土体石化具有很大的负面影响,如降低土体颗粒之间的粘结力,产生干缩-膨胀效应等。实际土体中存在两种不同的水:动水和静水。动水是由渗透或重力作用产生,而静水并不是一点,它只是不在重力作用下运动,但可在渗透力的作用下运动。

粘土颗粒的胶结:之所以粘土需要外加石化剂,是因为粘土颗粒本身结构饱和,是反应惰性的、难于相互之间反应键合形成的整体。研究表明,土体的力学性质并不取决于粘土中基本结构单元的强度,而是取决于它们之间的结构粘结。

粘土石化剂是一种有机化学物质,它能阻断附着粘土颗粒上的水膜,破除粘土颗粒上的电势,使细小的粘土颗粒发生不可逆转的凝聚作用,从而大大地减少水的附着和水的毛细上升。能使处理后的土体更好地被压实,在施工期间和在使用期间不断增加密度,使粘土变得越来越密实,越来越坚硬,越来越岩石化(如下示意图)。

粘土石剂对于粘土的去水性和保持抗水化性具有良好作用,利用此技术,完全可以增加压实土体的密实度和压实后的抗水化性,使建造的道路质量好、寿命长。

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三、粘土石技术的特性及用途

经粘土石化技术处理后的土体能更好地被压实,能在施工期间和在使用期间不断增加所要求的密度,与未经过处理的土体相比,具有下列特性:

① 降低了粘土对水的敏感性,使土体具有更好的可压实性;

② 处理后土体的最佳湿含量通常下降,密度上升;

③ 与环境相容,安全、生态、环保;

④ 现场施工简单容易,具有长期效果,并可再生使用;

粘土石化技术系统适用于:

① 修建公路、街道路面基层取代常规的水稳层和碎石层;

② 处理建筑、道路、场坪软基及路床填方、临时施工便道,便于复耕;

③ 土地整治,修建码头、堆料场、堆货场、厂区场坪、生态停车场、生态运动场等,

以及场地的硬化处理;

四、装配式铺装板系统特性及用途

装配式铺装板系统通过工业化预制生产使产品到达标准化、模数化,具有绿色环保取代传统现浇作业,采用干法施工工艺铺装可缩短施工工期,铺装完成既可形成通行,根据不同应用场地可分为:

① 市政人形道路铺装;

② 临时道路、农村道路改造;

③ 临时场地铺装;

④ 预留管道的架空结构形式铺装;

五、工程案例

该项目位于成都高新东区成都建工集团项目指挥部临设重载道路,该道路为主要运输临时道路,租用使用后,土地要复耕,为保护原态,降低造价,加快施工便道修建,方便使用维护,不使用现浇混凝土、沥青等材料,全部采用当地原土使用粘土石化+装配式道路铺装板修建。路面基层采用现场土壤加入石化粉剂、药剂拌合、碾压,路面磨耗层采3.5*1.5*0.2m铺装板铺装,满足100吨重车荷载施工工艺如下:

①现场原始地貌 ②粘土石化基层处理 ③碾压好的石化工程土路基

④雨后的石化路基(厚度30cm) ⑤3.5*1.5*0.2m铺装板铺装 ⑥完成后的临设重载道路

通过指挥部临设重载道路施工及后期应用,粘土石化技术+装配式道路铺装板系统具有:工期短、强度高、寿命长、成本低、生态环保、可复耕、铺装板可重复使用。

参考文献:

1.《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)

2.《公路路基施工技术规范》 (JTG F10-2006)

3.《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTGT F30-2014,混凝土砌块路面质量标准。

4. 《四川省城镇道路工程施工与质量验收规范》DBJ51/T 069-2016,预制混凝土砌块铺砌式面层部分。

5. 《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014。

6. 吉林省工程建设地方标准《预制装配式道路基层工程技术规程》DB22/JT 135-2015。

7. 《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015。

论文作者:舒勤, 魏英杰, 袁尉航

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第5期

论文发表时间:2020/4/30

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