路用高液限黏土降水及碾压工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种路用高液限黏土降水及碾压工艺，属于交通建设领域。包括以下步骤：包边土布设、上土与松铺、填土破碎与晾晒、改性剂路拌与晾晒、施工碾压。本施工方法针对高液限黏土保水性强、晾晒周期长、碾压效果差等特征，提出了一种新的晾晒降水方法和一种施工碾压机械组合和工艺。第一，高液限黏土作为弃方土料，价格较低，节约大量宝贵土地资源；第二，该工艺的成功运用可缩短施工晾晒和碾压时间，加快施工进度，具有良好的经济性与社会效应，具有广阔的应用前景。新的解决方案的研究和实施不仅是对已有方案的突破和革新，而且也符合我国可持续发展的需要，有利于提高公路建设水平，加快社会发展进程。

Dewatering and rolling technology of high liquid limit clay for road

The invention relates to a road high liquid limit clay dewatering and rolling process, which belongs to the field of traffic construction. It includes the following steps: edge covering soil cloth, soil loading and loose paving, soil breaking and drying, road mixing and drying with modifier, and construction rolling. According to the characteristics of high liquid limit clay, such as strong water retention, long drying period and poor rolling effect, this construction method puts forward a new drying and dewatering method and a combination and technology of construction rolling machinery. First, the high liquid limit clay is used as the abandoned earth material, which has low price and saves a lot of valuable land resources; second, the successful application of the technology can shorten the construction time of drying and rolling, accelerate the construction progress, have good economic and social effects, and have broad application prospects. The research and implementation of new solutions are not only a breakthrough and innovation of existing solutions, but also meet the needs of sustainable development in China, which is conducive to improving the level of highway construction and accelerating the process of social development.

【技术实现步骤摘要】
路用高液限黏土降水及碾压工艺
本专利技术属于交通建设的
，尤其是涉及一种高液限黏土的路基填筑方法，特别是路用高液限黏土降水及碾压工艺。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。高速公路的路基稳定性是高速公路施工过程中的关键问题，由于高速公路路基填料本身的物理性质(颗粒级配、风化程度和含水率等)、施工工艺以及施工质量的控制指标具有不确定性，造成了不同填料的路基对高速公路路基的寿命有很大的影响。但是，由于在部分地区受自然地质条件的限制,部分线路需穿越以高液限黏土为主的不良工程地质区域。高液限黏土指粒径在0.075mm以下的细粒含量超过50％、液限大于50％、塑性指数大于26的粘性土。高液限黏土广泛分布于北纬60°至南纬50°之间的40多个国家和地区，横穿赤道跨南北两大半球，遍及六大洲。我国是高液限黏土分布最广的国家之一，尤其是在长江与黄河的中下游，以及南部沿海和西南地区，高液限黏土最为发育，分布最为广泛。该类高液限黏土含有大量的蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物，粘粒及粉粒含量高。这两个特点决定了该类土具有较大的可塑性、粘滞性、弱膨胀性；其天然含水量高，不易晾晒，虽有发达的毛细孔，透水性却很差，易吸水且能长时间保持水分，吸水后承载力小、稳定性差，难以直接用于道路工程的路基填筑。若远距离调运其它路基填料，则会大幅增加工程建设成本；若高液限黏土弃之不用，将造成巨大的经济损失和环境问题。>《公路路基设计规范》和《公路路基施工技术规范》规定：液限大于50％，塑性指数大于26，CBR低于3％的土不能直接用于路基填筑，应按废弃或掺加外加剂进行改性处理。目前国内外对高液限黏土的改性已有较多研究，并取得了一定的进展，研究表明改性后的高液限黏土可以满足路基填筑施工的要求。但专利技术人发现：由于高液限黏土天然含水率过高，且短时间内难以通过常规翻晒将至施工允许的含水率；同时，传统的光轮压路机和冲击压路机难以压实至目标压实度，缺乏与之匹配的碾压工艺，导致高液限黏土并未能够广泛应用于路基填筑施工中，造成了资源的大量浪费。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供了一种改性高液限黏土路基填筑施工的方法，使高液限黏土由规范不允许使用的废弃土，改性成为可利用的路基填料，同时节省施工时间，提高施工效率和质量，降低工程造价。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种路用高液限黏土降水及碾压工艺，包括：以高液限黏土作为填土进行路堤填筑、布设包边土、上土推平、初碎并晾晒、精碎并晾晒、掺加改性剂并拌合、采用光轮压路机和羊足碾压路机进行组合碾压、检测，即得。本申请研究一种快速、高效的高液限黏土降水工艺和路基碾压施工技术，有效地解决了高液限黏土在路基填筑施工中广泛应用的问题。本申请研究发现：在进行高液限黏土填筑路基施工时，光轮压路机强振或三轮压路机对土体施加的应力易使土体快速形成较高的超静孔隙水压力，孔隙水沿粉粒间的通道上升至碾压表面，导致碾压表层土体湿软，压实效果较差。羊足碾压路机单位压强大，可刺破土体表层，利于土体中气体的排出和超静孔压的释放，迫使有效应力在一定深度内增大，但路基表面较为松散。因此，本申请采用光轮压路机和羊足碾压路机进行组合碾压，碾压后的路基密实、平整，施工效率高。针对高液限黏土天然含水率过高、承载力小、稳定性差的问题，本申请对组合碾压的顺序进行优化，以提高碾压效率，保证路基质量。因此，在一些实施例中，所述组合碾压的顺序为先使用羊足碾压路机碾压4遍，再用光轮压路机收面1遍，填筑的路基性能满足规范和设计要求，若羊足碾压路机碾压超过4遍以后，会出现超压的现象。本申请研究发现：若碾压力过小，无法有效地排出土体中气体、释放超静孔压，因此，在一些实施例中，所述光轮压路机和羊足碾压路机的规格皆为22吨及以上，碾压效果较好，路基的压实度和平整度好。在一些实施例中，所述包边土采用液限＜50％、塑性指数＜26，渗透系数小于10-4的粉质黏土，包边土的设计有效地保证整体的土与沙之间的材料性融合，提高路基的整体性和稳定性。松铺系数的大小直接影响到铺筑厚度、平整度及压实效果，从而引起连锁反应影响到路面使用功能，但它受许多因素的影响，具有极强的不稳定性，时大时小，难以控制。因此，本申请中通过对整体施工工艺的综合考量以及高液限黏土施工的特点，进行系统摸索，在一些实施例中，所述上土推平过程中，松铺厚度控制为30±2cm，获得了较好的铺筑厚度、平整度及压实效果。本申请研究发现：由于高液限黏土含水量高、可塑性、粘滞性、弱膨胀性较大，单纯的机械翻拌难以达到预期的含水率和路基强度。因此，在一些实施例中，所述初碎后，待表面稍硬，再进行精碎，使用冷再生拌合机破碎2次，冷再生拌合机行驶速度不超过5km/h，至土块粒径<2cm。利用其铣刨、破碎、拌合、摊铺、压实一体化的处理工艺，破碎至直径约为5～6cm的高液限黏土充分破碎，有效地提高了高液限黏土的强度和压实度、缩短了晾晒时间，使其能够满足《公路路基设计规范》和《公路路基施工技术规范》的要求。本申请研究发现：五骅犁或旋耕犁的齿间距较大，只能初步将土块破碎至直径约为5～6cm，由于高液限黏土保水性较强，导致晾晒时间增加。而且若未对土体进行精碎就进行掺灰处理，改性剂与土块表面土体接触并被吸收，导致内部高含水率的土体并未进行改性处理，使路基土强度不足。因此，在一些实施例中，掺加改性剂并拌合过程中，冷再生拌合机拌合2～3次，冷再生拌合机行驶速度不超过5km/h，至土体与改性剂完全拌合均匀，提高了高液限黏土的改性效率和路基强度。若高液限黏土的含水率过高，改性效果较差，因此，在一些实施例中，所述精碎处理后的土体，晾晒至含水率至最优含水率+5～6％，再在土体中掺加改性剂，改性效率高，提高了路基强度。在压实过程中土或集料的含水量对所能达到的密实度起着很大的作用。实践证明含水量小时结构材料松散、稳定性差、不宜压实，含水量较大时则碾压成型困难,产生较大的轮迹、拥包、弹簧等现象,达不到规定的压实度、平整度。因此，在一些实施例中，掺加改性剂并拌合均匀的土体晾晒至最优含水率+2～3％，再进行稳压、刮平和碾压，提高了路基的压实度、平整度及稳定性，碾压效率高。本专利技术还提供了任一上述的方法填筑的高液限黏土路基。本专利技术的有益效果在于：(1)高液限黏土作为弃方土料，价格较低，便于就地取材，避免远距离调运路基填土，节约大量宝贵土地资源，有效加快施工进度，可以降低施工成本。(2)本专利技术提供了一种高液限黏土作为路基填料的施工方法和控制标准，保证路基性能满足规范和设计要求。(3)该工艺的成功运用对取土比较困难的地区有着极其重要的意义，即可避免取土对当地的资源和环境产生破坏，又可以合理利用闲置弃土，具有绿色、环保的特点。最大程度地减少对周围环境的影响，具有广阔的应用前景。新的解决方案的研究和实施不仅是对已有方案的突本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路用高液限黏土降水及碾压工艺，其特征在于，包括：/n以高液限黏土作为填土进行路堤填筑、布设包边土、上土推平、初碎并晾晒、精碎并晾晒、掺加改性剂并拌合、采用光轮压路机和羊足碾压路机进行组合碾压、检测，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种路用高液限黏土降水及碾压工艺，其特征在于，包括：
以高液限黏土作为填土进行路堤填筑、布设包边土、上土推平、初碎并晾晒、精碎并晾晒、掺加改性剂并拌合、采用光轮压路机和羊足碾压路机进行组合碾压、检测，即得。


2.如权利要求1所述的路用高液限黏土降水及碾压工艺，其特征在于，所述组合碾压的顺序为先使用羊足碾压路机碾压4～5遍，再用光轮压路机收面1～2遍。


3.如权利要求1所述的路用高液限黏土降水及碾压工艺，其特征在于，所述光轮压路机和羊足碾压路机的规格皆为22吨及以上。


4.如权利要求1所述的路用高液限黏土降水及碾压工艺，其特征在于，所述包边土采用液限＜50％、塑性指数＜26，渗透系数小于10-4的粉质黏土。


5.如权利要求1所述的路用高液限黏土降水及碾压工艺，其特征在于，所述上土推平过程中，松铺厚度控制为30±2cm。

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋红光，陈思涵，孙辉，姚占勇，柳春生，李宜欣，许亮，迟浩然，梁明，张吉哲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37