1公路粉煤炭路堤設計與施工技術規(guī)范JTJ01693條文說明剖析

1、公路粉煤炭路堤設計與施工技術規(guī)范 JTJ 016-93 條文說明 公路粉煤炭路堤設計與施工技術規(guī)范JTJ 016-93條文說明目 錄編制說明1 總則2 粉煤灰路堤設計 2.1 一般規(guī)定 2.2 粉煤灰 2.3 設計參數(shù) 2.4 路堤橫斷面 2.5 穩(wěn)定驗算和沉降計算 2.6 壓實標準3 粉煤灰路堤施工 3.4粉煤灰壓實4 粉煤灰路堤施工質量管理及檢驗。 4.4 竣工檢驗編 制 說 明 隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展,粉煤灰的排放量將以每年600萬t驟增。預計到2000年,年排灰量將達到1.6億t,占地將增加到40多萬畝,已成為我國三大工業(yè)廢渣之一。為改善粉煤灰排放污染環(huán)境和占用大量土地堆放貯存的問題,

2、積極開展工業(yè)廢渣粉煤灰的綜合利用已是當前一項刻不容緩的緊迫任務。 利用粉煤灰筑路是解決粉煤灰大宗利用的有效途徑之一。尤其是以灰代土修筑公路路堤,它具有用灰量大、上馬快、投資較少、效益顯著等特點,對減少環(huán)境污染,節(jié)約土地,開拓筑路材料的新來源都具有重大的現(xiàn)實意義。 交通部粉煤灰筑路技術推廣課題組先后在云南、浙江、山東、江蘇等省市開展了用粉煤灰修筑公路路堤的示范工程。借鑒國外的經驗,吸取了“七五”攻關和市政部門的研究成果,結合試驗工程的實踐,在送審稿基礎上,經廣泛征求各方面專家、學者的意見和建議,作了進一步的修改和補充形成該稿。 本規(guī)范由總則、粉煤灰路堤設計、粉煤灰路堤施工,粉煤灰路堤施工質量管理

3、及檢驗四部分組成。為了使本規(guī)范更好地適應粉煤灰路堤修筑技術的發(fā)展,在執(zhí)行過程中尚需結合各地的實際情況,不斷總結經驗,積累資料,以趨完善。 對本規(guī)范的修改意見和建議,請信寄交通部重慶公路科學研究所,以便修訂時參考。1 總 則1.0.1 關干制定目的 目前粉煤炭公路路堤設計與施工尚未發(fā)布部頒標準。為了促進用粉煤灰修筑公路路堤新技術的推廣應用,為了使粉煤灰路堤設計與施工有章可循,確保工程建設質量,滿足生產實踐的迫切需要,特制定本規(guī)范,其對于促進用粉煤灰修筑公路路堤新技術的推廣應用具有重要的現(xiàn)實意義。1.0.2 關于適用范圍 本規(guī)范系交通行業(yè)標準,其適用范圍主要針對交通系統(tǒng)的公路工程。由于純灰路堤工程

4、與間隔土粉煤灰路堤工程、墻背回填以及其它陸上結構回填工程的特性、施工工藝基本相類似,可參照使用。 灰土間隔路堤中的灰層對用過濕土作為填料的路堤有其有利一面,由干粉煤灰的透水性好,在路堤中形成側向排水通道,對路堤的強度和穩(wěn)定性的提高均有利。但是間隔填土層往往受含水量偏高的影響,會給施工碾壓帶來困難,尤其雨季施工,更影響施工進度。另一方面,灰土間隔路堤的強度低于純灰路堤,用灰量也小于純灰路堤。所以在灰源充足的前提下,推薦采用純灰路堤,發(fā)揮其用灰量大,強度高,自重輕,施工簡便,受雨季影響小的優(yōu)點。1.0.3 目前公路粉煤灰路堤所用的粉煤灰主要是濕排灰(池灰),調濕灰次之,均屬硅鋁型的低鈣粉煤灰。干灰

5、、爐底渣灰和硫鈣型的高鈣粉煤灰均沒有工程實踐經驗和應用實例。所以本規(guī)范只針對硅鋁型低鈣粉煤灰而言。 1.0.4 粉煤灰的濕密度比一般的土科低25%左右,是一種理想的輕質填料。與土質路堤相比,由于粉煤灰路堤自重減輕,軟弱地基和路堤的沉降變形得到改善,總沉降量可減少20%30%;相應地也提高了地基的抗滑穩(wěn)定性,粉煤灰路堤的極限高度可增加30%40%,節(jié)省了地基的處治費用。在軟弱地基上應用粉煤灰修筑高路堤,工程經濟效益明顯,具有廣泛的應用前景。2 粉煤灰路堤設計2.1 一般規(guī)定2.1.1 粉煤灰路堤應注意基底和邊坡的穩(wěn)定性,應采取相應的技術防護措施。其中以加強排水為主,嚴禁長期積水浸泡路堤基底。2.

6、1.3 對軟土地基上的粉煤灰路堤,其設計結構形式,主要應考慮軟基的固結沉降量,從而設計土質路拱或隔離層的厚度。為了防止因沉降量過大而產生倒拱,應與軟基處治設計同步進行。2.2 粉煤灰2.2.2 本規(guī)范所述的粉煤灰屬硅鋁型低鈣粉煤灰,相當于美國標準(ASTM C618-87)中的F級粉粉灰。該標準是針對用作普通水泥混凝土添加料的粉煤灰技術要求而制定的。規(guī)定最大燒失量為6%,若有試驗資料作依據,可允許使用最大燒失量12%的F級粉煤灰,但對路堤填料未作明確規(guī)定。據報導,含碳量的大小影響粉煤灰壓實和強度性能。目前國內絕大部分電廠濕排灰的燒失量一般為3%11%,作為路堤填料燒失量指標可放寬,以使國內絕大

7、部分灰源均能滿足用作路堤填料的要求。2.2.3 粉煤灰的粒度成分與它的路用性能有一定關系,粗顆粒含量偏大,比表面積偏小,會影響石灰和粉煤灰之間的物理化學作用的效應,尤其是7天早期強度增長變慢。用于加固的粉煤灰,法國資料報導通過0.04mm篩的含量不小于40%,白(萊因)氏比面積2 2004 000cm2/g。美國ASTM C618-87標準,要求0.045mm(325號)篩上的最大篩余量(濕篩法)為34%。原建工部硅酸鹽生產工藝規(guī)程,要求0.074mm分計篩余量不大于15%。 國內外標準均要求粉煤灰有一定數(shù)量的細料含量,以利早期強度的發(fā)展。但作為路堤填料,主要是利用其機械強度,對粉煤灰的粒度成

8、分并無嚴格的要求。從壓實角度看,含較多粗顆粒的粉煤灰,材料的內摩擦角會增大,表現(xiàn)出一定的有利的傾向。但實踐中也發(fā)現(xiàn),純爐灰或爐底渣,顆粒尺寸單一,細料太少,粗顆粒易壓碎,壓實成型困難。所以控制一定數(shù)量的細料含量是必要的。2.2.4 粉煤灰路堤對環(huán)境的影響一直是各國研究關注的問題。從上海和杭州地區(qū)粉煤灰浸出液微量元素分析和現(xiàn)場地下水水質分析試驗結果表明:浸出液中銅、鎘、鉛、鉻、砷、汞、鎳、鋅等重金屬元素均符合二級地面水質量標準(GB3833-83),另外,粉煤灰固體中重金屬含量與農田淤泥中污染控制標準(GB4284-84)對比,除鉻和砷個別試樣超標外(砷標準為不大于75ppm,實測為0165pp

9、m;鉻標準為不大于100ppm,實測為541331ppm),其他指標均在允許范圍內。 上述室內外試驗結果表明,采用濕排灰和結合結構封閉措施后,對周圍地下水和地表水不會造成污染。英國、加拿大的報告也有類似結論。 2.3 設計參數(shù)2.3.1 粉煤炭的粒度成分是直接影響粉煤灰最大干密度和最佳含水量的主要因素之一。它與燃煤性質、煤粉細度、燃燒條件、收塵和輸送方式等因素有關。同一灰池不同部位的試樣,差異較大,所以選擇有代表性的試樣進行測定甚為重要。 標準密度值是衡量現(xiàn)場壓實度的尺度,要求具有足夠精度。由于平行試驗誤差,一組試驗求得的標準值難以如實反映試樣的實際情況。為此,規(guī)定標準密度試驗一般應進行三組,

10、以平均最大干密度作為標準密度值。2.3.2 粉煤灰的粘結強度C和內摩擦角是路堤穩(wěn)定驗算的重要指標,C、值隨粉煤灰種類,粒組成分、密實程度的不同而有較大變化。飽水后的C、值均有降低趨勢。表2.3.2所列參考值是根據昆明水塘、杭州錢江二橋、濟青高速公路、104國道徐州段等試驗路堤室內試驗結果匯總而提出的。鑒于目前粉煤灰高路堤實踐經驗不多,需要重視飽水后粉煤灰C、值的測定和穩(wěn)定性驗算。2.3.3 表2.3.3所列的粉煤灰路堤設計回彈模量值是根據上海滬嘉、莘松高速公路、 104國道徐州段,路堤高度小于3m的試驗工程,杭州錢江二橋引進和濟青高速公路34m路堤,昆明水塘68m路堤的實測資料分析得出。當?shù)鼗?/p>

11、強度小于20MPa時,需要采取軟基加固處治措施。2.3.4 粉煤灰滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)、毛細水上升高度按部頒標準公路土工試驗規(guī)程進行試驗測定。 粉煤灰在松散狀態(tài)下有良好的滲透性,這與粉煤灰的多孔結構、球形粒徑等材料固有特性有關。在壓實狀態(tài)下,粉煤灰的滲透性取決于它的粒度成分、壓實度和火山灰反應程度。據室內試驗,粉煤灰的滲透性與試樣的壓實度有密切關系,即壓實度越大,其滲透性越小。粉煤灰的滲透系數(shù)比粘性土的滲透系數(shù)大數(shù)百倍。可見粉煤灰的滲透性比粘性土優(yōu)越得多。 粉煤灰的壓縮性表示在外荷載作用下材料的壓縮特性。壓縮系數(shù)愈小,路堤建成后的沉降量越小,路面平整度易于保證。據室內壓縮試驗結果表明:壓縮系數(shù)隨

12、壓實度增加而減小,例如某組試件,相同密實度(重型K=100%)的土與灰相比較,土的壓縮系數(shù)a10n-20n=0.24MPa-1,而灰的壓縮系數(shù)a10n-20n=0.15MPa-1,土的壓縮系數(shù)比灰的壓縮系數(shù)大40%50%。因此 可以認為相同密實度的粉煤灰路堤的壓縮變形要小,優(yōu)于土質路堤。粉煤灰的毛細水上升高度與試件的原始含水量、壓實度及試件的密封程度等因素有關,尤其是壓實度影響較顯著。隨壓實度的增加,毛細水上升高度呈下降趨勢。據現(xiàn)有資料分析,輕型擊實標準壓實度95%時,粉煤灰毛細水上升高度1.01.4m,重型擊實標準壓實度9O%時,粉煤灰毛細水上升高度0.81.2m,比粘性土毛細水上升高度0.

13、40.6m大一倍左右,而輕重型擊實標準制件測得的毛細水上升高度,輕型要大20%左右?？偟膩砜?粉煤灰的毛細現(xiàn)象十分強烈,為保證路堤穩(wěn)定性,在路堤設計與施工中應采取隔離地下水的措施,限制其不利影響。表2.3.4系根據幾個試驗工程室內試驗結果分析匯總得出的,當無實測資料時,可參見表值選用。 2.4 路堤橫斷面2.4.1 隔離層起隔斷毛細水的作用,應根據當?shù)氐牡刭|、水文條件,地表積水情況,決定是否需要設置隔離層。2.4.2 為防止排水盲溝的淤塞,宜采用200400g/m2的無紡土工織物作濾層,也可采用排水板作為橫向排水通道。2.4.4 據室內粘質土毛細水上升高度試驗結果,一般在4060cm范圍,故規(guī)

14、定粉煤灰路堤底部距地下水位或地表長期積水水位50cm以上,否則應設置隔離層。2.4.7 泄水孔進水口處宜采用200400g/m2無紡土工織物作濾層,防止粉煤灰淋溶流失,施工也比較簡便。2.5 穩(wěn)定驗算和沉降計算2.5.1 對于一般地基上的粉煤灰路堤,經幾個試點工程的設計與施工實踐經驗表明,其抗滑穩(wěn)定性驗算均能滿足規(guī)范要求,施工中也未出現(xiàn)過任何不良征兆。為了減少設計工作量,規(guī)定了5m以下的粉煤灰路堤可以不作穩(wěn)定性驗算和沉降計算。2.6 壓實標準2.6.1 路堤壓實標準對路堤的強度、穩(wěn)定性、施工周期、壓實機械的配置等影響較大。國內多雨潮濕地區(qū),土方路基因土壤天然含水量偏大,采用重型壓實標準存在一定

15、困難,需要采取工程措施才能達到壓實標準,增加了工程費用或使工期延長。而粉煤灰與土的工程特性有顯著差別,特別是它的滲透性比粘性土大得多,施工受雨季的影響較小,雨季施工的優(yōu)越性特別明顯。另外,粉煤灰的各項物理力學指標采用重型壓實標準比輕型壓實標準均有明顯的提高,有利于提高路基強度。在多雨潮濕地區(qū)也有采用重型壓實標準的工程實例。所以,對汽車專用公路采用重型壓實標準是可行的,也是適宜的。3 粉煤炭路堤施工3.4 粉煤灰壓實3.4.2 粉煤灰路堤的壓實度與碾壓機械壓實功能的大小、攤鋪厚度、最佳含水量控制、碾壓遍數(shù)等因素密切相關。其中碾壓機械壓實功能的大小至關重要。從試驗工程壓實效果分析可看出,總的趨勢是要求采用大噸位(2050t)的振動壓路機或振動羊足碾進行壓實作業(yè),能取得滿意的壓實效果。噸位較輕的光輪靜碾機具壓實效果較差,不能滿足壓實度標準要求。3.4.7 現(xiàn)場壓實度檢測試驗方法,對于細粒土,公路土工試驗規(guī)程規(guī)定的環(huán)刀法和灌砂法兩種試驗方法均可采用。但實踐中發(fā)現(xiàn),環(huán)刀法比灌砂法結果偏小1%左右。粉煤灰的顆粒較細,應以細粒土壓實度檢測試驗方法中的環(huán)刀法為準,