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公路路基填料设计指南.pdf8.5.1过湿土不宜直接用作路基填料,在有可靠资料和工程经验的情况下,对于高于最优 含水量不大于8%的砂性过湿土可晾晒后进行填筑。直接采用过湿土大面积填筑前,必须 进行路基试验段填筑,试验段铺筑可参照附录C执行
Pw一水的密度,通常为1g/ cm3; Ps一土的密度,通常为1g/ cm3; V。一土中残留的密闭空气率,对于粘性土,通常为2~3%, 粉土约为3%,砂性土可达6%~9.5%; Pd一要求达到的干密度,g/cm3,Pd=Kpdmax; K一规范要求达到的压实度标准,%; Pd max一±的最大干密度, g/ cm3; 如土体含水率超过此最大容许含水率,路基就不可能压实至规定的压实度,需要对过 湿土进行处治。 根据四川蒲江至都江堰高速公路施工经验,沿线冰水堆积土含水量大,为过湿土(高 含水率土),施工过程经验表明,含水率高于最优含水量不大于8%时,晾晒三天后后直接 填筑可以满足路堤填筑的要求,当含水率过大时,压实度难以满足路堤压实度要求,出现 泌水现象。因此本条规定在有工程经验的情况下,可以采用不高于最优含水量8%的砂性 过湿土直接进行填筑。
8.5.2过湿土的CBR值、回弹模量等应满足现行《公路路基设计规范》(JTGD30)的相 关要求,
8.5.3常用的过湿土处治方法有物理降水的翻晒法、化学方法如掺外加剂(石灰、水泥、 粉煤灰、NCS等)、换填水稳定性好的填料、土工合成材料加固等
8.5.3吊用的过湿主处方法有物理降水的翻晒法、化学方法如掺外加剂(右灰、水泥、 煤灰、NCS等)、换填水稳定性好的填料、土工合成材料加固等。 条文说明: 过湿土含水量高,承载力低,稳定性差,容易变形。施工时常常出现“弹簧”现象,无 法压实;路基跋工后壶口风景区管委会培训中心扩建工程施工组织设计,在行车荷载的作用下,极易导致路基路面产生沉陷、变形、失稳等 破坏。过湿土给公路路基填筑带来了较大的困难,传统的方法是物理降水方法中的晾晒、 化学方法如掺加各种外加剂(石灰、水泥、粉煤灰、NCS等),或改换水稳性定好的填料如 砂砾、石渣等,或进行注浆、使用土工合成材料、强制烘烤干燥等,目前最广泛使用的是晾 晒和添加生石灰。 8.5.3优先采用翻晒法降低过湿土含水率后进行路基填筑;当翻晒法无法满足路基填筑要 求时,择优选取其他方法进行处理。 8.5.4对于石质材料丰富的路段,可以采用“夹心法”进行路基填筑,即填筑一层片碎石后 再填筑一层过湿土,以便改善过湿土的排水条件,如图8.5.4所示。过湿土及片碎石填料 松铺厚度不大于30cm
图8.5.4夹心法填筑示意图
条文说明: 夹心法填筑方案在诸多高速公路路基施工中均有成功的案例,例如四川乐山至雅安高 速公路,沪蓉国道石柱至忠县高速公路等,夹心法填筑适用于周边或挖方中石材丰富的路 段。
文说明: 夹心法填筑方案在诸多高速公路路基施工中均有成功的案例,例如四川乐山至雅 公路,沪蓉国道石柱至忠县高速公路等,夹心法填筑适用于周边或挖方中石材丰富
8.5.5过湿土路基填筑时,必须加强含水率控制,翻晒法降低过湿土含水率时,可采用重 型铧犁和重型缺口圆盘直接翻拌土体,并将过湿土颗粒粉碎至粒径50mm以下,加快过 湿土含水率的降低。
8.5.6对于采用化学改良工艺对过湿土进行改良的路基填筑,按照改良土的相关规定执行。
8.6.1路床范围可选择黄土改良土作填料,不宜直接采用老黄土:路堤范围选用D级 为填料时,应参照5.3节相关规定
条文说明: 掺石灰处理黄土,可以增加路基的防水性。 8.6.3黄土作为路基填料施工时,其含水率宜控制在最佳含水率±2%范围内。当含水率过 小时,应均匀加水后再进行碾压;当含水率过大时,可采取翻松、晾晒降低含水率,也可 掺入适量石灰处理。 8.6.4黄土地区路基设计应做好湿陷性黄土路基和黄土陷穴处理,同时应与防水设计相结
合理选用换填垫层法、冲击碾压法、强夯法、挤密桩法以及桩基础法等处理方法,黄土陷 穴应根据其埋藏深度和大小适当选择回填夯实、明挖回填夯实以及开挖导洞回填夯实等处 理方法。
8.7.1用于路基填筑的再生填料必须符合国家现行环境保护的有关规定,严禁采用含有有 毒有害物质的填料用于路基填筑。 8.7.2煤研石用作路基填料时应符合下列要求: 1用于填筑路基的煤研石应满足以下物理化学指标要求: 1)对采用的煤砰石应做膨胀性试验,要求自由膨胀率小于40%,液限小于40%,塑 性指数不应大于10。含膨胀性的煤石的比例大于50%的混合填料不能用来填筑路基。 2)煤研石吸水率小于2%时,可作回填材料或路基填料;吸水率大于2%时,煤研石 吸水后体积易发生膨胀,不宜作为路基填料。 3)未风化和微风化的煤研石宜作为路基填料;中等风化的煤研石使用时应慎重考虑: 亚禁使用强风化的煤石作路基填料。 4)施工中优先选用红色研石,其次是灰褐色砰石;对黑色煤研石应严格检测烧失量, 烧失量不超过20%,有机含量不超过10%。 5)煤石路基填筑应选用自然级配较好的煤石;自然级配差,大颗粒所占比例较 大的煤研石不宜直接作为路基填料,需经过破碎处理或掺拌粉性土改良后使用 6)煤研石使用前应选择有代表性的试样进行不同粗料含量的振动试验,以确定不同 粗料含量混合料的最大干密度与最佳含水量。施工图设计时应通过室内大型或中型三轴试 验确定煤石的内摩擦角
1)煤研石具有潜在的不稳定性,具有膨胀性的煤研石用于路基填筑时,在道路使用 期内煤研石路基会发生胀,导致面层开裂。所以根据路基填料中对膨胀土的使用规定, 有膨胀性的煤研石占混合填料的比例不得大于50%。若无条件掺用粉煤灰,可用粘土来代 替。粘土塑性指数以7~15为宜,不含腐植质和杂物,粘土使用前用0.15mm筛过筛,必 要时应使用粘土掺填,路基包边土不得使用胀土。 2)结构致密的煤研石吸水性低,具有较好的透水性,自身保水性较低,可作回填材 料或路基填方,能有效防止基床翻浆,这种性质使得煤研石作为路基填料时不会受到水损 害;结构较松散的煤研石易吸水,吸水后体积发生膨胀,并破碎成较小粉状研石不宜作为 路基填料。 3)抗压强度高的煤研石风化较慢,不易自然风化破碎,宜作为路基填料;抗压强度 低的煤研石易于风化破碎,遇水易崩解,不宜作为路基填料。 4)黑色煤研石含炭量高,烧失量偏大,应严格进行试验,符合技术要求方可使用。 在距路基顶面深度80cm路床范围内,应采用烧失量低于8%的红色煤研石,且粒径控制在 10cm以下,而其中最上一层压实层所用煤研石的粒径应控制在6cm以下。 煤研石化学组分决定了煤研石的长期稳定性能,为了保证路基填料的稳定性,煤研石 矿物中SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物总含量要大于70%;为防止路基塌陷,煤研石填料 中有机质含量不超过10%;煤研石路基中不得使用强崩解性的填料,煤研石崩解量不得超 过30%。 5)石料粒径最大不超过压实厚度的2/3,路堤最大粒径不超过20cm,路床最大粒径 不超过10cm。煤研石的自然级配建议范围如下所示:
6)试料最大粒径dmax与三轴试样直径D之比应小于5,超粒径颗粒应采用“相似级配 法"或“等量替代法”予以剔除。初步设计稳定性验算时,煤研石强度参数可根据实际情况按 下表选取。
2用于填筑路基的煤研石,应采用压碎值、单轴抗压强度、CBR值力学指标控制原材 料质量,并满足以下力学指标要求: 1)高速公路煤研石路基填料压碎值不应大于30%;石料单轴抗压强度不应小于15MPa 2)煤研石路基填料的CBR值及压实度应满足《公路路基设计规范》的要求。
8.7.3粉煤灰用作路基填料时应符合下列
.3粉煤灰室内试验项目
条文说明: 1)含碳是的大小影响粉煤灰压实和强度性能。 2)粉煤灰的粒度成分是直接影响粉煤灰最大干密度和最佳含水量的主要因素之一。 它与燃煤性质、煤粉细度、燃烧条件、收尘和输送方式等因素有关。同一灰池不同部位的 试样,差异较大,所以选择有代表性的试样进行测定甚为重要。
于填筑路基的粉煤灰应满足以下物理化学
1)用于高速公路、一级公路路堤的粉煤灰烧失量宜小于20%。烧失量超过标准的粉 煤灰应做对比试验,分析论证后采用。 2)粉煤灰粒径应在0.001~2mm之间,为便于压实,小于0.074mm的颗粒含量宜大于 45%。 4粉煤灰使用前必须选择有代表性的试样进行击实试验,以实测确定最大干密度和最 佳含水量;应通过试验测定粉煤灰的内摩擦角β和粘结强度C;宜通过承载板法等实侧手 段确定粉煤灰路堤的回弹模量值。
粉煤灰的松干密度在500~800kg/m3范围内。 粉煤灰的粘结强度C和内摩擦角Φ,是路堤稳定验算的重要指标,C、Φ值随粉煤灰种 类,粒组成分、密实程度的不同而有较大变化。饱水后的C、Φ值均有降低趋势。用直剪仪 在不固结快剪状态测得的C、Φ值范围参见下表,可供初步设计稳定验算时选用。
粉煤灰路堤的回弹模量值在初步设计中如无实测资料时,可按重型压实度90%时 模量35~40MPa选用。
5粉煤灰路基的压实度标准参照现行《公路路基设计规范》的要求执行。二级公路(包 括二级汽车专用公路)宜采用高速、一级公路的压实标准。 6位于地震基本烈度6度和6度以上地区的粉煤灰路堤,应按现行的《公路工程抗震 规范》的有关规定进行设防。 7粉煤灰路堤底部应设置隔离层。隔离层宜采用天然砂砾、碎块片石等透水性良好的 材料填筑,也可采用工业废渣、炉渣、钢渣、矿渣等。隔离层厚度不宜小于0.3m,横坡不 宜小于3%。 8粉煤灰路堤边坡高度在5m以下时,边坡应不陡于1:1.5;在5m以上时,上部边 坡应不陡于1:1.5,下部边坡应不陡于1:1.75。 9粉煤灰与桥涵等混凝土结构、金属结构物接触处,宜在结构物表面涂刷沥青防腐。
8.7.4钢渣用作路基填料时应符合下列要求: 1用于填筑路基的钢渣应满足以下物理化学指标要求: 1)经稳定化处理合格并用于道路工程的转炉钢渣或电炉钢渣。 2)路基用钢渣的最大粒径应不大于60mm,宜小于40mm。路基用钢渣的浸水膨胀率 应不大于2.0%。 3)钢渣应分解稳定,粒径符合规定要求,具有足够的强度。钢渣中金属铁含量不应 大于2.0%,游离氧化钙含量应小于3.0%,压碎值应小于30%。应采用堆存一年以上的陈 渣。
钢渣中含有游离CaO和RO相(二价金属氧化物MgO、MnO、FeO固溶相的总称) 等,尤其是游离的CaO在遇水后会发生水化反应,使钢渣体积膨胀,安定性不良。若将未 经陈化的钢渣应用于道路工程中可能会导致路面顶包或路基开裂,道路耐久性差。游离氧 化钙和粉化率指标仅检验一项即可(有条件应作膨胀试验)。无具体分析,前期渣不得单 独使用。 2应按照JTGD30要求对计划采用的路基钢渣填料进行颗粒组成、强度、溶解性、烧 失量等试验
再生材料原则上不宜直接用于浸水路段路
料路基的质量验收标准执行填土路基的验
8.8.1轻质可用作需要减少路堤重度或土压力的路堤填料,其应用范围包括软土地基上路 堤、桥涵与挡土墙构造物台(墙)背路堤、拓宽路堤、修复沉降或失稳路堤等,但不宜用 于洪水漆没地段。
8.8.1轻质可用作需要减少路 其汇 包陌软工地基上路 是、桥涵与挡土墙构造物台(墙)背路堤、拓宽路堤、修复沉降或失稳路堤等,但不宜用 于洪水淹没地段。 8.8.2土工泡沫塑料路堤应满足下列要求: 1土工泡沫塑料路堤适用于需要大幅度减轻路堤重量的路段,宜用在桥头、墙背等工 程位置。 2土工泡沫塑料路堤构造应符合下列规定: 1)EPS块体与路面之间应设置现浇钢筋混凝土板,厚度宜为0.1~0.15m。 2)在EPS多层块体之间,每隔2~3m或4~6层应设置一层现浇钢筋混凝土板,厚度
宜为0.1~0.15m 3)EPS块体之间、块体与施工基面之间应通过专用联结件联结牢固。 4)土工泡沫塑料路堤边坡应设包边土,包边土的水平宽度不宜小于1m。 5)土工泡沫塑料路堤基底应设置砂砾垫层,厚度宜为0.2~0.3m。垫层平整度宜采用 3m直尺测量,最大间隙应小于10mm。垫层宽度宜超出EPS块体边缘0.5~1.0m,并通过 排水盲沟或排水管保证向外部排水畅通。 8.8.3现浇泡沫轻质土路堤应满足下列要求: 1现浇泡沫轻质土具有轻质性、密度和强度可调节性、高流动性、直立性及施工便捷 等特性,适用于需要较大幅度减轻路堤重量的路段,宜用于软基桥台背填筑、道路扩建、 山区陡峭路段填筑、旧路桥头路基换填等工程位置。 2现浇泡沫轻质土浇筑体底宽应不小于浇筑体高度的0.2倍,且不得小于2m;直立填 筑高度不宜超过15m,最小填筑厚度不宜小于0.5m;顶面有坡度要求时,可设置台阶满足 坡度变化,台阶高差不宜超过50cm,且沿台阶方向各平台的长度均不宜小于2m。 3当泡沫轻质土填筑土在某一方向长度较大或底面形态有突变时,宜设置变形缝。变 形缝间距宜为10~20m;填缝板可采用普通的木板或夹板,厚度不宜超过20mm。 4现浇泡沫轻质土的重度应根据工程的具体需要进行设计,当用于地下水位以下时, 重度不宜小于10kN/m3。 5现浇泡沫轻质土的设计无侧限抗压强度不宜小于400kPa
表8.8.3公路路基泡沫轻质土的抗压强度
6现浇泡沫轻质土的配合比设计应满足抗压强度、湿密度、流度的要求,必要时还应 考虑材料性能的其它特殊要求(如弹性模量、抗冻性等)。 7现浇泡沫轻质土排水可采用设置渗水盲沟或有孔排水管或滤水层的措施。防水可采 用在填筑体顶、底面铺设防水土工膜、在侧面临空面设置保护壁的措施。渗水盲沟宜采用 碎石盲沟,有孔排水管宜采用PVC管,滤水层宜采用碎石。防渗土工膜宜选用聚乙烯或聚
附录 A 各组别填料分级
Ch=d60/dia
Cc= d/(d60×d10)
A.0.2饱和单轴抗压强度应根据现行的《公路工程岩石试验规程》(JTGE41)有关规定 测试确定,常采用标准试件做单轴抗压强度试验,也可采用点荷载试验,并由点荷载强度 指数换算成岩石单轴抗压强度,按照下式换算
3巨粒土填料组别分级应符合表A.0.3的我
Re=22.82 I
表A.0.3巨粒土填料组别分级表
注:1级配良好为C≥5,且Ce=1~3
2细粒含量指粒径小于0.075mm颗粒的与总质量的比i
试样中巨粒组土粒少于或等于总质量的15%,且巨粒组与粗粒组土粒质量之和多 质量50%的土称粗粒土。粗粒土中砾粒组质量多于砂粒质量的土称砾类土。砾石土
填料组别分级应符合表A.0.4的规定。
表A.0.4砾石土填料组别分级表
注:1级配良好为C≥5,且Cc=1~3
细粒含量指粒径小于0.075mm颗粒的与总质量的比值
3细粒土位于塑性图A线以下时,为粉土质砾;细粒土位于塑性图A线以上时,为黏土质砾。 4若因粗颗粒小,无条件取得粗粒饱和抗压强度时,可根据经验采用承载比试验代替,由CBR值从高至低进 行判断,CBR值≥8时,为B级;CBR≥5时,为C级;其余为D级。
A.0.5试样中巨粒组土粒少于或等于总质量的15%,且巨粒组与粗粒组土粒质量之和多 于总土质量50%的土称粗粒土。粗粒土中砾粒组质量少于或等于砂粒质量的土称砂类土 砂类土填料组别分级应符合表A.0.5的规定。
表A.0.5砂类土填料组别分级表
注:1级配良好为Cu≥5,且Cc=1~3:
细粒含量指粒径小于0.075mm颗粒的与总质量的比值。
A.0.6试样中细粒组土粒质量多于或等于总质量50%的土称细粒土;对于颗粒为软岩的 土,其液塑限按泡水软化后的土进行试验。细粒土填料包含粉土、黏土和软岩土,细粒土 填料组别分级应符合表A.0.6的规定
表A.0.6细粒土填料组别分级表
图A.0.6细粒土塑性图
附录 B 改良土设计与试验
B.1.1应根据工程需要,调查外掺料料源,并对其质量及产量进行评价,所采用的外掺料 贡量应符合相关标准的要求。 B.1.2当就近取用填料不符合路基结构相应各部位对填料的要求,或虽符合路基结构相应 各部位对填料的要求,但达不到其相应压实标准时,应经过技术、经济指标综合比较后, 确定对填料采取改良措施。 B.1.3经改良后的填料,应满足路基相应不发威对其技术要求,确保路基有足够强度、稳 定性和耐久性。 B.1.4改良土设计应采用成熟的、可靠的技术。改良土外掺料可采用水泥、石灰、粉煤灰、 砂、砾、碎石等无机料,其中粉煤灰不宜单独作为外掺料用于土的改良;如采用其他类型 外掺料,应通过室内和现场试验确认其适用性。 B.1.5当采用水泥、石灰或石灰粉煤灰做外掺料的改良土填料,用于基床部位时,应设置 放、排水措施;用于地面积水或受地下水影响地段路堤的下部填料时,应在基底采取隔水 措施。
B.2.1路基填料的勘察应符合现行勘察章节的相关规定,并应满足以下要求: 1调查了解路基填料,取土场的地形、地貌、可取范围,一级是否符合国家和地方环 竟保护、水土保持、土地资源保护等有关规定。 2查明取土场范围的地层时代、地层结构,填料储量和质量;应按填料划分标准对填 料进行分类和组别划分
B.3改良土设计技术指标
B.3.1外掺料为水泥时,宜采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,强度等级为32.5级 或42.5级,初凝时间不宜少于3.0h,终凝时间不宜小于6.0h,不应使用快硬水泥、早强水 泥,不得使用受潮变质水泥。
B.3.2用水泥改良的原土料,其塑性指数宜小于12,有机质含量不宜大于2%,硫
含量不大于0.25%。
B.3.3外掺料为石灰时,宜采用一等建筑钙质生石灰粉或合格建筑钙质生石灰,其石灰的 CaO+MgO含量不小于80%,CO2含量不大于9%,未消化残渣含量(5mm圆孔筛余)不 大于15%
B.3.4用石灰改良的原土料,其塑性指数宜大于12,有机质含量不大于5%,矿 不大于0.8%。
不大于0.8%。 B.3.5外掺料为粉煤灰时,宜用SiO2+A1203+Fe3O4含量不小于70%的粉煤灰,其质量应 符合现行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596I级粉煤灰的要求,即细度(0.045mm 分孔筛余)不大于20%,三氧化硫不大于3%,烧失量不大于8%。
B.3.6经改良后填料的无侧限抗压强度应符合表B.3.6的要求。
麦B.3.6改良土无侧限抗压强度(饱和)(kPa)
注:1表中的强度值为7d龄期的饱和无侧限抗压强度。
表中括号内数值为改良土考虑冻融循环作用的所需的引
B.4.1对不满足设计要求的填料,可通过改变土的物理、力学性质或改变土的颗粒级配 的方法,提高填料工程性能,达到工程质量的要求。 B.4.2对粗粒土的中砂、粗砂、砾砂、碎石类及砾石类填料,一般宜采用掺入不同粒径 的材料以改变其颗粒级配的物理改良方法。 B.4.3对细粒土,一般宜根据土的性质,选择适宜的外掺料,采用改变土的物理、力学 性质的化学改良方法。当采用水泥作为外掺料时其掺量不宜超过6%
可按下列比例试验确定: 1路床部位填料可采用下列掺入比: 水泥:粉煤灰:3%:12%,4%:16%,5%:20%,6%:24% 石灰:粉煤灰:5%:15%,6%:18%,7%:21%,8%:24% 2路床以下填料可采用下列掺入比: 水泥:粉煤灰:3%:12%,4%:16%,5%:20%,6%:24% 石灰:粉煤灰:4%:12%,5%:15%,6%:18%,8%:24%。
可按下列比例试验确定: 1路床部位填料可采用下列掺入比: 水泥:粉煤灰:3%:12%,4%:16%,5%:20%,6%:24%。 石灰:粉煤灰:5%:15%,6%:18%,7%:21%土方开挖、回填施工方案,8%:24%。 2路床以下填料可采用下列掺入比: 水泥:粉煤灰:3%:12%,4%:16%,5%:20%,6%:24%。 石灰:粉煤灰:4%:12%,5%:15%,6%:18%,8%:24%。
茶文说明: 众多研究和工程实践结果表明:质量掺配比为3%6%的水泥或4%~8%的石灰, 对路基填料的物理力学性质有较大提升,在满足规范要求的抗压强度基础上还能兼顾工程 经济性。
C.0.1路基填筑工程开工前,应选择代表性路段进行填筑试验段的铺筑,试验段路基铺筑 的长度不宜小于200m。 C.0.2路基填筑前,应选择代表性土样进行取样试验,试验的主要内容包括天然含水量, 液限、塑限、填料粒径、CBR强度、最大干密度、最优含水量等指标,进行标准击实试验: 确定土的最优含水量和最大干密度,并绘制干密度与含水量的关系曲线,根据土的干密度 与含水量的关系曲线控制土的含水量。 C.0.3路基填筑试验段,宜选择不同类型的压实设备及压实工艺,作对比试验,确定填料 的松铺系数、最佳组合方式及压实遍数、压实方法,取得最有效、最经济合理的数据,以 供指导后续施工。 C.0.4路基填筑施工一般采用“四区段、八流程”工艺组织施工,提高工效保证工程质量, 四区段为:填筑区、推平区、碾压区、检测区;八流程为:施工处准备、基底处理、分层 填筑、摊铺平整、洒水晾干、碾压夯实、检测签证、路基修正。 C.0.5路堤压实质量经按规定检验达到设计要求并经监理工程师签证后,方可进行下一层 填筑施工,否则,查找原因,重新碾压,直至合格位置。
C.0.1路基填筑工程开工前,应选择代表性路段进行填筑试验段的铺筑,试验段路基铺筑 的长度不宜小于200m。
C.0.6路堤施工质量标准、验收数量及检验方法如附表C.0.1及C.0.2要求执行
C.0.1土质路堤、土石路堤施工质量标准
某工业园设备厂房智能化系统电气施工组织设计C.0.2填石路堤施工质量标准
C.0.7试验段验收合格后,应编制试验路段施工总结报告,总结的内容下列包括: 1填料试验、检测报告等; 2、压实工艺主要参数;机械组合、压实机械规格、松铺厚度、碾压遍数、碾压速 佳含水量及碾压时含水率范围等; 3过程工艺控制方法; 4质量控制标准; 5施工组织方案及工艺的优化; 6原始记录、过程记录; 7对施工图的修改建议等; 8安全保证措施; 9环保措施。