公路施工：抗水性自修复稳定土施工工法

1 抗水性自修复稳定土施工工法抗水性自修复稳定土施工工法 江苏捷达交通工程集团有限公司 淮安市公路事业发展中心 江苏赛福瑞新材料有限公司（原江苏路业新材料有限公司） 胡建文、于勤海、汤浦、孙小军、冯景秋 1 1、前言、前言 目前公路工程施工中，路面一般采用水泥碎石稳定基层。由于标准化等 要求，有些项目便道结构层也使用了水稳，由于环保政策，导致级配碎石来 源受到了控制，价格持续上涨。水稳层具有施工周期长、成本高、不环保等 特点，抗水性自修稳定土是利用现场施工产生的废土为主材料，可以解决现 场废土外运，并且节约成本，采用抗水性自修复稳定土施工具有施工周期 短、节约成本、环保等优点。 2 2、工法特点、工法特点 抗水性自修复稳定土施工工法特点如下 2.1相比水稳施工特点，就地取材，变废为宝。 2.2在以往采用路拌机进行拌合的同时，还可以利用移动拌合机拌合，其 运输方便，节约成本，使路面基层成本节约30以上，新工法利用电脑控制解 决了水泥和添加剂的均匀添加问题，解决了土壤或固废因为板结团块产生的 堵土问题，远程操控系统解决了施工安全问题。 2.3节省工期，新工法可以做到免养生，当天施工当天通车。 2.4环保性突出，全程施工无任何扬尘。 2.5质量稳定，新工法能使路面基层压实度很容易提升到 96以上。 2.6抗水性自修复稳定土经过多个项目应用（如核电站废弃土应用、南 京禄口机场备用跑到应用、宁句城际铁路应用等），经试验回访总结后具有 以下特点耐久性强、抗水性强、力学性能好、自修复能力强、抗冻抗渗能 第 1 页 共 20 页 2 力强等特点。 应用案列应用案列 第 2 页 共 20 页 3 第 3 页 共 20 页 4 固化剂技术参数固化剂技术参数 3 3、适用范围、适用范围 本工法广泛应用于抗水性自修复稳定土的施工，利用土壤（包括砂土、 黏土、矿渣、淤泥、碱渣、海沙等）或固体废弃物添加新型材料后替代水稳 层。 4 4、工艺原理、工艺原理 抗水性自修复稳定土施工技术所用的强基材料（一种自修复土壤固化 剂），其主要原理是根据土壤颗粒结构组成和化学性质研究开发，主要成分 第 4 页 共 20 页 5 包括离子型高分子有机物、自修复微胶囊、固化催化剂等，利用有机物与土 壤颗粒的反应，改善土壤颗粒表面的化学性质，以提高土体颗粒间的相互粘 结作用，使之成为工程建设中能够利用的筑路材料，SRR型土壤固化剂经固化 可形成均匀的分子网络结构，将土壤胶体限定在各自的三维网络结构内。实 现道路路基微损伤的自修复是SRR型土壤固化剂关键技术之一（详见发明专 利）。 抗水性自修复稳定土施工包括备土、拌合、摊铺、压实四个环节。工法 技术稳定土拌合机（如下图），缩短拌合齿轮，电脑控制进行抗水性自修 图 4.0.1 复稳定土拌合的施工，改装出的抗水性自修复稳定土拌合机具有以下特点 4.1采用的专用拌合机为箱式一体机，由江苏捷达集团有限公司联合江苏 赛福瑞新材料有限公司等联合研制而成，在搅拌仓前端下方增加两处开放式 仓门，搅拌仓前端上方加上雾状喷淋头喷雾；通过电脑实现智能化控制，舱 内电子秤、电子螺旋秤设定流量按照配合比，来控制各材料的给料量，一体 机中的雾状喷淋头均匀喷洒土壤固化剂液，将舱内的混合料进行搅拌到位， 并已进行专利申报；此拌合机具有体积小、质量轻、方便吊装、可移动、拌 合过程环保无扬尘，可主要应用于中小型工程,在施工低等级基层和便道施工 中也可以使用路拌法，适应更广。 4.2考虑到泥土的黏性和含水率高，在搅拌过程中往往会造成拌合机搅拌 仓的堵料情况，现对搅拌仓前端下方增加两处开放式仓门，当遇到堵料的情 第 5 页 共 20 页 6 况，拌合机可以立即打开两个仓门，把仓内堆积的料快速放掉，可以实现不 间断拌合，提高拌合效率。 4.3为了更好地控制扬尘，在搅拌仓前端上方加水泥的地方，利用加抗水 性自修复强基材料（路易）液体固化剂的同时，把加抗水性自修复强基材料 （路易）液体的端口，加上雾状喷淋头喷雾，这样就能把水泥和泥土的扬尘 更好地控制在搅拌仓里，就能更好的控制出料口的扬尘。 4.4操作系统上已做到全智能化遥控器操作，做到一键顺启和一键顺停， 液晶触摸屏显示，能直观看到每个环节的运转情况。 4.5做到配比精准 4.5.1通过电子皮带秤设定流量来控制土方的每小时给料量。 4.5.2通过电子螺旋秤设定流量来控制水泥的每小时给料量。 4.5.3通过调节电动调节阀的开度从而控制抗水性自修复强基材料（路 易）的流量，在电磁流量计上显示的实际流量。 4.6经过对本设备的进一步改进与完善，本设备具有拌合均匀，搅拌速度 快，更能做到控制扬尘的作用，操作系统安全简便，目前该设备能稳定的生 产出各种需求的抗水性自修复拌合土。 第 6 页 共 20 页 7 备土 5 5、施工工艺流程及操作要点、施工工艺流程及操作要点 5.15.1 工艺流程工艺流程 施工工艺流程图见图 5.1。 抗水性自修复稳定土工艺流程图 5.25.2 操作要点操作要点 施工前应对下承层按施工质量验收标准进行检查验收，验收合格后方可 进行基层施工。下承层应平整、密实，无松散和“弹簧”等不良现象， 并符 合设计高程、横断面宽度等要求。注意采取措施做好基层施工的临时排水工 作。 均匀掺入抗水材料和一定量的水泥 通过土工实验室找到最佳含水率和最大干密度以及配合比 运用专用拌合机在舱内完成无尘拌合（按照配合比添加） 运输到现场 摊铺 压实 第 7 页 共 20 页 8 下承层复压下承层复压 5.2.1备土 备土时，注意土的含水率，树木、草皮等杂物清除干净，超尺寸颗粒应 破碎。 5.2.2拌合 按照配合比，用于专用拌合机（非水稳拌合机），将土和辅料在专用拌 合机舱内无尘完成。进入拌合机器拌合前对土料的含水率进行检测，使其在 最佳含水率以下进行拌合。依据现场空旷的有利地形选取场地做集中拌合 场。混合料拌出机器后应均匀一致，无团块现象。 遇到超尺寸的土块，应该先粉碎，符合尺寸后，方可拌合。 遇到有杂质的土（石子、砖块等）应先过筛后，方可进入拌合机拌合。 传统水稳拌合机，一无法拌合均匀，二容易堵住出料口，必用专用拌合机。 第 8 页 共 20 页 9 专用拌合设备专用拌合设备 5.2.3摊铺 拌合好的混合料应尽快运至施工现场摊铺并碾压成型，以免因时间过长 导致强度下降。出料时，混合料的含水量应大于最佳含水率的 1-2。混合 料运输过程中，应用篷布等覆盖混合料以免水分损失过大。 应严格控制基层的摊铺厚度和高程，禁止采用薄层贴补的方法找平， 确 保基层的整体承载能力。采用 GPS 和水准仪进行测量。在铺料前、压实到拟 定遍数后进行测量。 5.2.4压实 摊铺机摊铺后的抗水性自修复稳定土混合料应在最佳含水量时压实， 当 抗水性自修复稳定土混合料过干时，应喷洒抗水性自修复强基材料（路易） 稀释液使至满足最佳含水量要求。 抗水性自修复稳定土混合料宜用双光轮式压路机先稳压 1～2 遍，然后 用振动式压路机继续碾压，最后用三钢轮压路机进行静压。碾压时应达到无 漏压，无死角，确保碾压均匀。在操作面上无急刹，无掉头，变换方向应在 操作区外，来回两遍。碾压时重叠部分应为 1/3～1/2