一種用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬固體廢棄物綜合利用技術領域，涉及山體表面風化的碎石土，特別涉及 用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土。
【背景技術】
[0002] 路基頂面補強層作為舊路恢復或提高其表面性能和承載能力的主要結構層，其質 量的優劣直接影響到道路改建通車后的路用性能及使用壽命，因此高等級公路建設對用于 路基頂面補強層的水泥穩定材料有較高的技術要求。
[0003] 傳統高等級公路路基頂面補強層多采用水泥(石灰)穩定細粒土，這種材料是以土 為集料，水泥(石灰)為結合料配制而成。其中土源受地域條件限制，取土困難，需占用大量 耕地，土質不同最終影響到水泥（石灰）穩定細粒土的質量，另外，占用耕地造成可用地減 少，對自然環境也產生了巨大的破壞。隨著國家對環境保護的日益重視，越來越多的廢棄物 作為公路建設新材料已被廣泛應用在低等級公路路面建設中，產生了極好的社會效益和經 濟效益。
[0004] 目前國內已有利用山皮土做路面基層或墊層材料配制水泥穩定碎石土的實踐，但 由于山皮土粒徑分布不均，有機雜質較多，目前除將其用于低等級公路路面基層和墊層使 用外，從已有文獻來看，利用山皮土配制水泥穩定碎石土作為高等級公路路基頂面補強層 的研究尚屬空白，有關山皮土作補強層材料的文獻也不多見。《張家口市山皮土在基層試驗 路中的應用》（楊軍輝科技風2010.8)報道:在村級公路建設中，通過水泥穩定山皮土與石 灰、水泥綜合穩定山皮土對比，考慮到基層的主要承重功能，建議采用水泥穩定山皮土，如 用石灰、水泥綜合穩定山皮土，則需提高水泥的含量，或者采取措施提高強度等級。《水泥穩 定山皮土、粉砂作為道路路基的應用分析》(戴鵬楊毅科技信息2013.2)報道:按照城市次干 路標準設計，水泥穩定山皮土、粉砂施工作為道路路基具有節省山皮土用量，提高道路基層 砂土石料級配，前期及后期強度較高等優點，它不適用于周邊有河道，長年受地下水沖刷的 地區。相關研究表明水泥穩定山皮土應用公路等級和應用結構層明顯不同。查新表明目前 沒有以水泥穩定山皮土作為高等級公路路基頂面補強層的先例。
[0005] 由于山皮土不均勻程度較大，部分大顆粒對材料力學性能有較大影響，且受取土 條件限制，現場所測干密度離散性大，導致施工質量難以控制，所以雖大量存在卻不能廣泛 應用。因此，從減少耕地占用、保護環境、提高山皮土施工質量等角度考慮，需要發展可用于 高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土。

【發明內容】

[0006] 為了解決傳統高等級公路路基頂面補強層材料取土困難、占用耕地，而山皮土不 均勻程度較大，施工質量難以控制，使其不能廣泛應用于高等級公路的問題，本發明提供一 種用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土。
[0007] 所述用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土，包括水泥、山皮土。各成 分重量百分比為:水泥4%，山皮土中山皮石含量28.8%~67.2%，土含量67.2%~28.8%。
[0008] 所述水泥為禹州天瑞P. C32.5復合硅酸鹽水泥。
[0009] 所述山皮土的特點為壓碎值小于30%，液限小于等于28%，塑性指數小于12,且山 皮土中所含粗集料粒徑為30mm~I OOmm。
[0010]所述水泥穩定山皮土試驗應滿足《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTG E51-2009)要求。
[0011] 本發明立足當地資源，以山皮土為集料，水泥為結合料，依據國家規范進行配合比 設計，利用山皮土配制的水泥穩定山皮土應用于高等級公路路基頂面補強層，具有整體性 好，易于碾壓成型，無側限強度高，抵抗變形能力強等優點，是一種優質的筑路材料。在滿足 設計強度和彎沉的條件下，通過處理山皮土不均勻顆粒，改進現場實測路基壓實度的計算 方法，提高了道路施工質量，同時與傳統公路路基頂面補強材料相比，本發明中的水泥穩定 山皮土應用于高等級公路補強層具有減少占用耕地，提高公路整體質量，降低工程造價和 維護成本低等優點，具有顯著的經濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0012] 山皮土顆粒組成不均勻，取土時間、地點、方位不同，其顆粒組成有較大差異，在具 體實施過程中，鑒于山皮土不均勻性對試驗及施工質量的影響，對粒徑大于IOOmm的山皮石 予以剔除，以30%~70%摻量的山皮石與山皮土中所含土體進行拌合，進行室內標準擊實 試驗，土顆粒組成見表1。
[0013] 表1 土顆粒組成
[0015]山皮土在使用前應滿足表2要求。
[0016]表2集料技術要求
[0018] 通過室內標準擊實試驗確定30 %、40 %、50 %、60 %、70 %山皮石摻量情況下的最 大干密度，其余期間山皮石摻量按內插法獲得最大干密度。將實施過程中獲得的山皮土中 實際山皮石含量與室內標準試驗確定的山皮石摻量相對照，獲得對應的標準最大干密度。 按照《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2012)要求計算壓實度，從而判斷在相應山 皮石含量情況下壓實度是否符合規范要求，進一步通過鉆芯取樣查看施工質量。
[0019] 實施例1:
[0020] -級公路河南省省道103線鄭許界至禹州北環段改建工程箕王段補強層取得山皮 土中經測定含山皮石約30%，采用4%水泥+30%碎石含量山皮土。
[0021] 在箕王段應用的水泥穩定山皮土補強層配合比、結果及鉆芯取樣檢測結果見表3、 表4。
[0022]表3水泥穩定山皮土補強層配合比及結果
[0024]表4補強層鉆芯取樣檢測結果
[0026] 實施例2:
[0027] -級公路河南省省道103線鄭許界至禹州北環段改建工程無梁段補強層取得山皮 土中經測定含山皮石約50%，采用4%水泥+50%碎石含量山皮土。
[0028] 在無梁段應用的水泥穩定山皮土補強層配合比、結果及鉆芯取樣檢測結果見表5、 表6 〇
[0029] 表5水泥穩定山皮土補強層配合比及結果
[0032]表6補強層鉆芯取樣檢測結果

[0034] 實施例3:
[0035] -級公路河南省省道103線鄭許界至禹州北環段改建工程古城段補強層取得山皮 土中經測定含山皮石約70%，采用4%水泥+70%碎石含量山皮土。
[0036] 在古城段應用的水泥穩定山皮土補強層配合比、結果及鉆芯取樣檢測結果見表7、 表8 〇
[0037] 表7水泥穩定山皮土補強層配合比及結果
[0039]表8補強層鉆芯取樣檢測結果
[0042] 施工過程表明：經過處理后的山皮土易成板體，強度高，抵抗變形能力強，采用本 方法測定的室內標準最大干密度符合規范要求，壓實度均能達到設計值，且采用水泥穩定 山皮土作為高等級公路路基頂面補強層具有較好的易壓實性，碾壓密實后，收縮變形小，并 且表現出良好的水穩定性，施工過程中未發現異常情況。
[0043] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是根 據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護 范圍之內。
【主權項】
1. 用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土，其特征在于，它由水泥、山皮土 組成。2. 根據權利要求1所述的用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土，其特征 在于，各成分重量百分比為:水泥4%，山皮土中山皮石含量28.8%~67.2 %，土含量67.2% ~28.8%〇3. 根據權利要求1所述的用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土，其特征 在于，所述的山皮石粒徑為30mm~100mm。
【專利摘要】本發明公開了一種用于高等級公路路基頂面補強層的水泥穩定山皮土結構。該水泥穩定山皮土試驗依據國家規范進行配合比設計，由水泥、山皮土組成。其特征在于各成分重量百分比為：水泥4％，山皮土中山皮石含量28.8％～67.2％，土含量67.2％～28.8％，山皮石粒徑為30mm～100mm。本發明為高等級公路路基頂面補強層選取了新材料，解決了山皮土利用中由于粒徑不均對施工質量產生的影響，減少了公路工程用料對耕地的破壞，有效降低山體表層的水土流失，同時具有良好的使用效果，路面耐久性能好。
【IPC分類】E01C3/04, C04B28/00
【公開號】CN105484119
【申請號】CN201510843316
【發明人】白璐, 侯雪賓, 王子正, 周小范, 萬群偉
【申請人】許昌學院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月28日