一种用于高含水率黏土填料的改良剂、路基填筑施工方法技术

本发明专利技术提供一种用于高含水率黏土填料的改良剂、路基填筑施工方法，该改良剂按照质量份数计算，包括以下组分：硝酸钠1‑50份、碳酸钠30‑150份、硫酸钠30‑150份、氧化钙50‑200份、硅粉20‑100份、氧化镁10‑100份、细砂50‑200份、水泥20‑100份。该改良剂具有微膨胀特性，能够提高填料的干缩性能，防止开裂，该施工方法施工的路基与传统改良方法施工的路基相比，抗压强度更高，冻胀率小，渗透系数低，满足路基路面结构性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高含水率黏土填料的改良剂、路基填筑施工方法
本专利技术属于路基施工
，具体涉及一种用于高含水率黏土填料的改良剂、路基填筑施工方法。
技术介绍
路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物。路基是铁路和公路的基础，它既承受轨道结构的重量，即静荷载，又同时承受列车行驶时通过轨道传播而来的动荷载，因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。考虑到环保的需求，减少开山，路基的施工填料通常采取就地取材的方法，在路基施工当地选取路基填料。但是，对于川藏铁路沿线和南方及沿海地区，可取的填料普遍为高含水率黏土填料，但含水率高的填料压实困难，压实后路基变形大，满足不了路基及路面结构性能的要求，经常缺乏晾晒条件，需要进行特殊改良。目前，对高含水率黏土填料进行改良普遍采用向填料中掺加水泥、石灰等材料的常规化学改良方法，但该常规改良方法仍存在强度低，很难搅拌均匀，易开裂，不易压实等问题，不能满足路基及路面结构性能的要求，需要开展针对性的特种改良技术。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种用于高含水率黏土填料的改良剂、路基填筑施工方法，该改良剂具有微膨胀特性，能够提高填料的干缩性能，防止开裂，该施工方法施工的路基与传统改良方法施工的路基相比，抗压强度更高，冻胀率小，渗透系数低，满足路基路面结构性能要求。为了解决上述问题，本专利技术的一方面提供一种用于高含水率黏土填料的改良剂，按照质量份数计算，包括以下组分：硝酸钠1-50份、碳酸钠30-150份、硫酸钠30-150份、氧化钙50-200份、硅粉20-100份、氧化镁10-100份、细砂50-200份、水泥20-100份。其中，硝酸钠可与黏土填料中的无机盐类成分发生复分解作用，起到氧化作用；碳酸钠可与黏土填料中氢氧化钙等碱发生复分解反应，生产沉淀和氢氧化钠，还可与黏土填料中钙盐、钡盐等发生复分解反应，生成沉淀；硫酸钠可以促进水泥水化产物的生成，加快水泥的水化硬化速度；氧化钙可与黏土填料中矿物质混合发生凝胶硬化作用；硅粉与黏土填料中凝胶有很好的亲和性，可以加速凝胶的交联反应，增强土体的稳定性；氧化镁可与黏土填料中矿物质混合发生凝胶硬化作用；细砂可为黏土填料提供骨架附着作用，提高土体稳定性；水泥可提供多种活性矿物质。改良剂中各组分之间相互配合使黏土填料体系得到改良。本专利技术的用于高含水率黏土填料的改良剂与水泥混合复配为复合改良剂后，能够适当吸收高含水率黏土填料中的水分、提高黏土填料干密度，进而提高路基强度性能；将该改良剂与水泥复配制成的复合改良剂还可克服传统的使用水泥进行改良所存在的强度低、难以搅拌均匀、易开裂、不易压实等问题；该改良剂具有微膨胀特性，能够提高填料的干缩性能，防止开裂，经过干湿循环、冻融循环、温度收缩，冻胀等试验验证，该改良剂改良性能良好。优选地，用于高含水率黏土填料的改良剂，按照质量份数计算，包括以下组分：硝酸钠10-30份、碳酸钠60-80份、硫酸钠60-80份、氧化钙100-120份、硅粉40-50份、氧化镁30-50份、细砂100-120份、水泥50-60份。经实验验证，该用于高含水率黏土填料的改良剂中各组分按照上述配比配料时，对高含水率黏土填料的改良性能最好，施工后路基的抗压强度更高，冻胀率小，渗透系数低。本专利技术的另一方面提供一种用于高含水率黏土填料的复合改良剂，包括水泥和上述的用于高含水率黏土填料的改良剂，水泥与用于高含水率黏土填料的改良剂的质量比为100：(1-5)。该复合改良剂通过上述的改良剂与水泥复配制成，其能够适当吸收高含水率黏土填料中的水分、提高黏土填料干密度，进而提高路基强度性能；还可克服传统的使用水泥进行改良所存在的强度低、难以搅拌均匀、易开裂、不易压实等问题，采用该复合改良剂对高含水率黏土填料进行改良，施工完成后的路基抗压强度高，冻胀率小，渗透系数低。优选地，水泥与所述用于高含水率黏土填料的改良剂的质量比为100：3。其中，水泥可以选硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等，优选普通硅酸盐水泥，进一步优选地，普通硅酸盐水泥的强度等级不低于42.5。本专利技术的再一方面提供一种高含水率黏土填料路基填筑施工方法，包括以下步骤：S1.制备复合改良剂，所述复合改良剂为上述的用于高含水率黏土填料的复合改良剂；S2.将所述复合改良剂与黏土填料拌和，得到改良路基填料；S3.将所述改良路基填料进行摊铺、平整，然后进行分层填筑碾压，形成路基；S4.对所述路基进行洒水养生，完成路基填筑施工。优选地，步骤S1具体包括：S101.按照选定质量份数将硝酸钠、碳酸钠、硫酸钠、氧化钙、硅粉、氧化镁、细砂、水泥混合，并搅拌均匀，得到所述用于高含水率黏土填料改良剂；S102.按照选定质量份数将所述用于高含水率黏土填料改良剂与水泥混合，并搅拌均匀，得到所述用于高含水率黏土填料复合改良剂。进一步优选地，步骤S102中，将所述用于高含水率黏土填料改良剂与水泥混合，放入搅拌机搅拌至少3分钟。优选地，步骤S2之前还包括：S2A.进行室内试验，根据冻融循环无侧限抗压强度、干湿循环无侧限抗压强度、干缩试验确定步骤S2中所述复合改良剂与黏土填料的质量比。优选地，步骤S2中，所述复合改良剂与黏土填料的质量比为(3-5)：1000。优选地，步骤S2中，利用阿鲁斗将所述复合改良剂与黏土填料现场拌和。优选地，步骤S2中，还包括在将所述复合改良剂与黏土填料拌和后，控制所述改良路基填料的含水率为10％-16％。进一步优选地，步骤S2中，采用数显密度湿度仪快速测定所述改良路基填料的含水率，含水率不合格时进行调整。优选地，步骤S3之前还包括：S3A.在路基试验段进行试样检测试验，根据路基工后沉降要求、施工效果要求确定步骤S3的施工工艺参数。进一步优选地，所述路基试验段的长度为100m。进一步优选地，所述试样检测试验包括：设定分层压实厚度目标值为25-30cm，设计多种不同松铺厚度以测定所述改良路基填料的松铺系数、最佳含水量、最大干密度。进一步优选地，所述试样检测试验还包括：所述改良路基填料达到最佳含水量时，测定不同压实机械的压实系数、压实遍数、压实的施工工艺。优选地，在步骤S3还包括在碾压之前，使用数显密度湿度仪快速测定所述改良路基填料的含水率，含水率不合格时进行调整。优选地，步骤S3中，每层碾压包括：先进行轻压、静压的初压；再进行重压、振压的复压；最后进行静压的终压整形。优选地，步骤S3中，碾压时从两侧向中心碾压，轮迹搭接≮20cm。优选地，步骤S3中，采用CA250重型压路机进行碾压，压路机碾压速度开始两遍采用1.5～1.7km/h，之后后采用2.0～2.5km/h。优选地，步骤S3中，还包括每层碾压结束后，检查层面平整度，并检测层面标高，计算坡度和厚度，不合格时进行调整。优选地，步骤S3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高含水率黏土填料的改良剂，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下组分：/n硝酸钠1-50份、碳酸钠30-150份、硫酸钠30-150份、氧化钙50-200份、硅粉20-100份、氧化镁10-100份、细砂50-200份、水泥20-100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高含水率黏土填料的改良剂，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下组分：
硝酸钠1-50份、碳酸钠30-150份、硫酸钠30-150份、氧化钙50-200份、硅粉20-100份、氧化镁10-100份、细砂50-200份、水泥20-100份。


2.根据权利要求1所述的用于高含水率黏土填料的改良剂，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下组分：
硝酸钠10-30份、碳酸钠60-80份、硫酸钠60-80份、氧化钙100-120份、硅粉40-50份、氧化镁30-50份、细砂100-120份、水泥50-60份。


3.一种用于高含水率黏土填料的复合改良剂，其特征在于：
包括水泥和如权利要求1或2所述的用于高含水率黏土填料的改良剂，水泥与所述用于高含水率黏土填料的改良剂的质量比为100：(1-5)。


4.根据权利要求3所述的用于高含水率黏土填料的复合改良剂，其特征在于：
水泥与所述用于高含水率黏土填料的改良剂的质量比为100：3。


5.一种高含水率黏土填料路基填筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备复合改良剂，所述复合改良剂为如权利要求3或4中所述的用于高含水率黏土填料的复合改良剂；
S2.将所述复合改良剂与黏土填料拌和，得到改良路基填料；
S3.将所述改良路基填料进行摊铺、平整，然后进行分层填筑碾压，形成路基；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锋，王仲锦，曾帅，张栋，邓逆涛，张千里，闫宏业，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11