袁毅
(河南省新鄉(xiāng)市市郊公路管理處,河南 新鄉(xiāng) 453000)
我國(guó)城市建設(shè)正在日新月異地向前邁進(jìn),在城市擴(kuò)建和改建過程中,道路的建設(shè)是必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié),而具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定度的路基又是路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度和使用壽命的根木保證。而在城市道路的新建和改建中普遍遇到舊房拆遷地段,如何有效利用這些碎磚斷瓦在原有地面上修建符合要求的路基,這是城市道路建設(shè)中急待解決的一個(gè)課題,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本論文就是針對(duì)上述情況通過系統(tǒng)的研究,提出用石灰穩(wěn)定碎磚土修筑路基的方法和施工工藝,為石灰穩(wěn)定碎磚土路基的施工提供科學(xué)依據(jù),使其壓實(shí)度、彎沉值等指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),不但加快工程進(jìn)度,而且節(jié)約了投資,并為石灰穩(wěn)定碎磚土在城市道路路基施工中的推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。
根據(jù)城市的總體規(guī)劃,以城市交通主干道為例。依照該地區(qū)地基的特點(diǎn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市道路工程施工及驗(yàn)收規(guī)程 (DBJ08-225-97)》中對(duì)路基上的壓實(shí)采用輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)控制,對(duì)于主干道,填上高度小于80cm及不填不挖路段,原地面以下0-30cm 范圍內(nèi),路基壓實(shí)度不應(yīng)小于95%,但考慮到該路段的重要性,設(shè)計(jì)中將30cm的范圍內(nèi)壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)確定為98%。
路基回彈模量Eo 是反映路基整體強(qiáng)度的重要指標(biāo),其值的大小對(duì)路面耐久性有較大影響,《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范(CJJ37-90)》規(guī)定路槽底面土基設(shè)計(jì)回彈模量值宜大于或等于20MPa,在不能滿足上述要求時(shí),應(yīng)采取措施提高土基強(qiáng)度;而《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ014-97)》要求高速公路和一級(jí)公路的路基回彈模量應(yīng)大于25MPa。故該路段路基回彈模量的設(shè)計(jì)要求定為不小于25MPa。
路基回彈模量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定需要用大型承載板法進(jìn)行,方法比較復(fù)雜,而彎沉測(cè)定就比較簡(jiǎn)便、快捷。因此可以通過測(cè)定彎沉來評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度,計(jì)算路基回彈模量。
《公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ033-95)》明確規(guī)定對(duì)土質(zhì)路床頂面壓實(shí)完成后應(yīng)進(jìn)行彎沉檢驗(yàn),路床頂面的檢測(cè)彎沉值應(yīng)不大于設(shè)計(jì)要求。該路段路床頂面的彎沉設(shè)計(jì)值為6.2mm。
CBR 是衡量路基填料本身強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo),《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTJ013-95)》和《公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ033-95)》首次明確提出了高速公路、一級(jí)公路路基填料最小強(qiáng)度和填料最大粒徑的要求,見表1。
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城市道路的交通主干道,路面為瀝青混凝土,路面底面下30cm的設(shè)計(jì)最小CBR 值為8%,30cm 石灰穩(wěn)定碎磚土按二層施工,每層壓實(shí)厚度15cm,填料最大粒徑取8cm。
試驗(yàn)用碎磚土取自施工現(xiàn)場(chǎng),具代表性。去除鋼筋及大于8cm 碎磚等雜物后,經(jīng)篩分小于5mm的土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%,0.5-8.0cm的碎磚等瓦礫所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%,其中主要為碎磚。經(jīng)試驗(yàn),土的液限為36%,塑限為23%,塑性指數(shù)Ip=13%。碎磚的視密度2.463g.cm-3,毛體積密度1.693g.cm-3,吸水率(質(zhì)量分?jǐn)?shù))18.4%;試驗(yàn)用石灰采用袋裝磨細(xì)生石灰,經(jīng)檢測(cè)其細(xì)度在0.5mm 以下,有效鈣鎂所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.4%。
為了確定磨細(xì)生石灰的摻加比例,采用,石灰:土分別為 4:96、6:94 和 8:92 的三組比例進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)確定各組的最大干密度和最佳含水量,然后每組用最佳含水量各成型6只試件,測(cè)定其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,養(yǎng)生齡期7d,最后一天將試件浸在水中24h。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總于表2。
從表中數(shù)據(jù)可知,石灰土7d 齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度并非是石灰摻量越大越高,而存在著最佳劑量,根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),這個(gè)最佳劑量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為6%-7%,本研究的試驗(yàn)也說明了這一點(diǎn),因此決定采用6%的摻灰劑量。
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為了了解不同碎磚含量穩(wěn)定土的性能,在研究中采用,碎磚:石灰土分別為10:90、15:85、20:80 和 30:70 的四組級(jí)配,用輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)通過擊實(shí)試驗(yàn)分別得到各組的最大干密度和最佳含水量。然后每組各按最佳含水量成型CBR 試件3個(gè),4 組共12個(gè),測(cè)定其CBR 值,CBR 試驗(yàn)按《柔性路而設(shè)計(jì)參數(shù)測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T59-94)》進(jìn)行,試驗(yàn)結(jié)果見表3。
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從表3中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可分析得:
2.3.1 石灰穩(wěn)定碎磚上隨著碎磚含量的增加,其最大干密度的數(shù)值也隨之增加,這是因?yàn)樗榇u的毛體積密度(1.693g.cm-3)略大于6%石灰上的最大干密度(1.55g.cm-3),但增幅有限,從碎磚:石灰土為10:90的1.56g.cm-3增加到30:70時(shí)的1.59g.cm-3,增幅僅1.9%。
2.3.2 四組不同碎磚含量的石灰穩(wěn)定碎磚上實(shí)測(cè)CBR值均大于規(guī)范對(duì)填上材料的最小CBR值8%的要求,而且隨碎磚含量的增大而增大,以上說明石灰穩(wěn)定碎磚土完全可以用于路基的填筑,且在10%-30%的碎磚質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi),碎磚質(zhì)量分?jǐn)?shù)高,其路用性能越好。
2.3.3 根據(jù)以上室內(nèi)試驗(yàn)及分析可得出,在碎磚所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-30%的范圍內(nèi)石灰穩(wěn)定碎磚土的CBR都大于8%,完全可以用于路基的修筑,其中石灰與土的級(jí)配可用石灰:土為6:94的比例摻配。
通過室內(nèi)試驗(yàn)研究證明石灰穩(wěn)定碎磚土是良好的城市道路路基建筑材料,其CBR 值為35%左右,完全滿足規(guī)范對(duì)路基填料大于8%的要求。石灰穩(wěn)定碎磚上的級(jí)配組成中,石灰所摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可在土的4%-6%之間,本研究成果不僅適用于質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為10%碎磚斷瓦的碎磚土,而且也可用于10%-30%范圍內(nèi)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碎磚土,因而具有推廣價(jià)值。
[1] 灰土對(duì)防治道路翻漿的作用 [J].公路,1965-03-02.