公路粉煤炭路堤设计与施工技术规范条文说明模板.doc

公路粉煤炭路堤设计和施工技术规范JTJ 016-93条文说明目 录编制说明1 总则2 粉煤灰路堤设计 2.1 通常要求 2.2 粉煤灰 2.3 设计参数 2.4 路堤横断面 2.5 稳定验算和沉降计算 2.6 压实标准3 粉煤灰路堤施工 3.4粉煤灰压实4 粉煤灰路堤施工质量管理及检验。 4.4 完工检验编 制 说 明 伴随中国电力工业发展,粉煤灰排放量将以每十二个月600万t骤增。估计到,年排灰量将达成1.6亿t,占地将增加到40多万亩,已成为中国三大工业废渣之一。为改善粉煤灰排放污染环境和占用大量土地堆放贮存问题,主动开展工业废渣粉煤灰综合利用已是目前一项刻不容缓紧迫任务。 利用粉煤灰筑路是处理粉煤灰大宗利用有效路径之一。尤其是以灰代土修筑公路路堤,它含有用灰量大、上马快、投资较少、效益显著等特点,对降低环境污染,节省土地,开拓筑路材料新起源全部含有重大现实意义。 交通部粉煤灰筑路技术推广课题组前后在云南、浙江、山东、江苏等省市开展了用粉煤灰修筑公路路堤示范工程。借鉴国外经验,吸收了“七五”攻关和市政部门研究结果,结合试验工程实践,在送审稿基础上,经广泛征求各方面教授、学者意见和提议,作了深入修改和补充形成该稿。 本规范由总则、粉煤灰路堤设计、粉煤灰路堤施工,粉煤灰路堤施工质量管理及检验四部分组成。为了使本规范愈加好地适应粉煤灰路堤修筑技术发展,在实施过程中尚需结合各地实际情况,不停总结经验,积累资料,以趋完善。 对本规范修改意见和提议,请信寄交通部重庆公路科学研究所,方便修订时参考。1 总 则1.0.1 关干制订目标 现在粉煤炭公路路堤设计和施工还未公布部颁标准。为了促进用粉煤灰修筑公路路堤新技术推广应用,为了使粉煤灰路堤设计和施工有章可循,确保工程建设质量,满足生产实践迫切需要,特制订本规范,其对于促进用粉煤灰修筑公路路堤新技术推广应用含相关键现实意义。1.0.2 相关适用范围 本规范系交通行业标准,其适用范围关键针对交通系统公路工程。因为纯灰路堤工程和间隔土粉煤灰路堤工程、墙背回填和其它陆上结构回填工程特征、施工工艺基础相类似,可参考使用。 灰土间隔路堤中灰层对用过湿土作为填料路堤有其有利一面,由干粉煤灰透水性好,在路堤中形成侧向排水通道,对路堤强度和稳定性提升全部有利。不过间隔填土层往往受含水量偏高影响,会给施工碾压带来困难,尤其雨季施工,更影响施工进度。其次,灰土间隔路堤强度低于纯灰路堤,用灰量也小于纯灰路堤。所以在灰源充足前提下,推荐采取纯灰路堤,发挥其用灰量大,强度高,自重轻,施工简便,受雨季影响小优点。1.0.3 现在公路粉煤灰路堤所用粉煤灰关键是湿排灰(池灰),调湿灰次之,均属硅铝型低钙粉煤灰。干灰、炉底渣灰和硫钙型高钙粉煤灰均没有工程实践经验和应用实例。所以本规范只针对硅铝型低钙粉煤灰而言。 1.0.4 粉煤灰湿密度比通常土科低25%左右,是一个理想轻质填料。和土质路堤相比,因为粉煤灰路堤自重减轻,软弱地基和路堤沉降变形得到改善,总沉降量可降低20%30%;对应地也提升了地基抗滑稳定性,粉煤灰路堤极限高度可增加30%40%,节省了地基处治费用。在软弱地基上应用粉煤灰修筑高路堤,工程经济效益显著,含有广泛应用前景。2 粉煤灰路堤设计2.1 通常要求2.1.1 粉煤灰路堤应注意基底和边坡稳定性,应采取对应技术防护方法。其中以加强排水为主,严禁长久积水浸泡路堤基底。2.1.3 对软土地基上粉煤灰路堤,其设计结构形式,关键应考虑软基固结沉降量,从而设计土质路拱或隔离层厚度。为了预防因沉降量过大而产生倒拱,应和软基处治设计同时进行。2.2 粉煤灰2.2.2 本规范所述粉煤灰属硅铝型低钙粉煤灰,相当于美国家标准准(ASTM C618-87)中F级粉粉灰。该标准是针对用作一般水泥混凝土添加料粉煤灰技术要求而制订。要求最大烧失量为6%,若有试验资料作依据,可许可使用最大烧失量12%F级粉煤灰,但对路堤填料未作明确要求。据报导,含碳量大小影响粉煤灰压实和强度性能。现在中国绝大部分电厂湿排灰烧失量通常为3%11%,作为路堤填料烧失量指标可放宽,以使中国绝大部分灰源均能满足用作路堤填料要求。2.2.3 粉煤灰粒度成份和它路用性能有一定关系,粗颗粒含量偏大,比表面积偏小,会影响石灰和粉煤灰之间物理化学作用效应,尤其是7天早期强度增加变慢。用于加固粉煤灰,法国资料报导经过0.04mm筛含量大于40%,白(莱因)氏比面积2 2004 000cm2/g。美国ASTM C618-87标准,要求0.045mm(325号)筛上最大筛余量(湿筛法)为34%。原建工部硅酸盐生产工艺规程,要求0.074mm分计筛余量小于15%。 中国外标准均要求粉煤灰有一定数量细料含量,以利早期强度发展。但作为路堤填料,关键是利用其机械强度,对粉煤灰粒度成份并无严格要求。从压实角度看,含较多粗颗粒粉煤灰,材料内摩擦角会增大,表现出一定有利倾向。但实践中也发觉,纯炉灰或炉底渣,颗粒尺寸单一,细料太少,粗颗粒易压碎,压实成型困难。所以控制一定数量细料含量是必需。2.2.4 粉煤灰路堤对环境影响一直是各国研究关注问题。从上海和杭州地域粉煤灰浸出液微量元素分析和现场地下水水质分析试验结果表明:浸出液中铜、镉、铅、铬、砷、汞、镍、锌等重金属元素均符合二级地面水质量标准(GB3833-83),另外,粉煤灰固体中重金属含量和农田淤泥中污染控制标准(GB4284-84)对比,除铬和砷部分试样超标外(砷标准为小于75ppm,实测为0165ppm;铬标准为小于100ppm,实测为541331ppm),其它指标均在许可范围内。 上述室内外试验结果表明,采取湿排灰和结合结构封闭方法后,对周围地下水和地表水不会造成污染。英国、加拿大汇报也有类似结论。 2.3 设计参数2.3.1 粉煤炭粒度成份是直接影响粉煤灰最大干密度和最好含水量关键原因之一。它和燃煤性质、煤粉细度、燃烧条件、收尘和输送方法等原因相关。同一灰池不一样部位试样,差异较大,所以选择有代表性试样进行测定甚为关键。 标准密度值是衡量现场压实度尺度,要求含有足够精度。因为平行试验误差,一组试验求得标准值难以如实反应试样实际情况。为此,要求标准密度试验通常应进行三组,以平均最大干密度作为标准密度值。2.3.2 粉煤灰粘结强度C和内摩擦角是路堤稳定验算关键指标,C、值随粉煤灰种类,粒组成份、密实程度不一样而有较大改变。饱水后C、值全部有降低趋势。表2.3.2所列参考值是依据昆明水塘、杭州钱江二桥、济青高速公路、104国道徐州段等试验路堤室内试验结果汇总而提出。鉴于现在粉煤灰高路堤实践经验不多,需要重视饱水后粉煤灰C、值测定和稳定性验算。2.3.3 表2.3.3所列粉煤灰路堤设计回弹模量值是依据上海沪嘉、莘松高速公路、 104国道徐州段,路堤高度小于3m试验工程,杭州钱江二桥引进和济青高速公路34m路堤,昆明水塘68m路堤实测资料分析得出。当地基强度小于20MPa时,需要采取软基加固处治方法。2.3.4 粉煤灰渗透系数、压缩系数、毛细水上升高度按部颁标准公路土工试验规程进行试验测定。 粉煤灰在松散状态下有良好渗透性,这和粉煤灰多孔结构、球形粒径等材料固有特征相关。在压实状态下,粉煤灰渗透性取决于它粒度成份、压实度和火山灰反应程度。据室内试验,粉煤灰渗透性和试样压实度有亲密关系,即压实度越大,其渗透性越小。粉煤灰渗透系数比粘性土渗透系数大数百倍。可见粉煤灰渗透性比粘性土优越得多。 粉煤灰压缩性表示在外荷载作用下材料压缩特征。压缩系数愈小,路堤建成后沉降量越小,路面平整度易于确保。据室内压缩试验结果表明:压缩系数随压实度增加而减小,比如某组试件,相同密实度(重型K=100%)土和灰相比较,土压缩系数a10n-20n=0.24MPa-1,而灰压缩系数a10n-20n=0.15MPa-1,土压缩系数比灰压缩系数大40%50%。所以 能够认为相同密实度粉煤灰路堤压缩变形要小,优于土质路堤。粉煤灰毛细水上升高度和试件原始含水量、压实度及试件密封程度等原因相关,尤其是压实度影响较显著。随压实度增加,毛细水上升高度呈下降趋势。据现有资料分析,轻型击实标准压实度95%时,粉煤灰毛细水上升高度1.01.4m,重型击实标准压实度9O%时,粉煤灰毛细水上升高度0.81.2m,比粘性土毛细水上升高度0.40.6m大一倍左右,而轻重型击实标准制件测得毛细水上升高度,轻型要大20%左右。总来看,粉煤灰毛细现象十分强烈,为确保路堤稳定性,在路堤设计和施工中应采取隔离地下水方法,限制其不利影响。表2.3.4系依据多个试验工程室内试验结果分析汇总得出,当无实测资料时,可参见表值选择。 2.4 路堤横断面2.4.1 隔离层起隔断毛细水作用,应依据当地地质、水文条件,地表积水情况,决定是否需要设置隔离层。2.4.2 为预防排水盲沟淤塞,宜采取200400g/m2无纺土工织物作滤层,也可采取排水板作为横向排水通道。2.4.4 据室内粘质土毛细水上升高度试验结果,通常在4060cm范围,故要求粉煤灰路堤底部距地下水位或地表长久积水水位50cm以上,不然应设置隔离层。2.4.7 泄水孔进水口处宜采取200400g/m2无纺土工织物作滤层,预防粉煤灰淋溶流失,施工也比较简便。2.5 稳定验算和沉降计算2.5.1 对于通常地基上粉煤灰路堤,经多个试点工程设计和施工实践经验表明,其抗滑稳定性验算均能满足规范要求,施工中也未出现过任何不良征兆。为了降低设计工作量,要求了5m以下粉煤灰路堤能够不作稳定性验算和沉降计算。2.6 压实标准2.6.1 路堤压实标准对路堤强度、稳定性、施工周期、压实机械配置等影响较大。中国多雨潮湿地域,土方路基因土壤天然含水量偏大,采取重型压实标准存在一定困难,需要采取工程方法才能达成压实标准,增加了工程费用或使工期延长。而粉煤灰和土工程特征有显著差异,尤其是它渗透性比粘性土大得多,施工受雨季影响较小,雨季施工优越性尤其显著。另外,粉煤灰各项物理力学指标采取重型压实标准比轻型压实标准全部有显著提升,有利于提升路基强度。在多雨潮湿地域也有采取重型压实标准工程实例。所以,对汽车专用公路采取重型压实标准是可行,也是适宜。3 粉煤炭路堤施工3.4 粉煤灰压实3.4.2 粉煤灰路堤压实度和碾压机械压实功效大小、摊铺厚度、最好含水量控制、碾压遍数等原因亲密相关。其中碾压机械压实功效大小至关关键。从试验工程压实效果分析可看出,总趋势是要求采取大吨位(2050t)振动压路机或振动羊足碾进行压实作业,能取得满意压实效果。吨位较轻光轮静碾机具压实效果较差,不能满足压实度标准要求。3.4.7 现场压实度检测试验方法,对于细粒土,公路土工试验规程要求环刀法和灌砂法两种试验方法均可采取。但实践中发觉,环刀法比灌砂法结果偏小1%左右。粉煤灰颗粒较细,应以细粒土压实度检测试验方法中环刀法为准,取样位置应在压实展中间部位,代表压实层压实度平均水准。 4 粉煤灰路堤施工质量管理及检验4.4 竣 工 检 验448 为了和其它规范取得一致，弯沉测量统计计算方法采取正态分布单边上波动界限，用下式计算:当ll0时，评定路段弯沉值为合格；当ll0时，评定路段弯沉值为不合格。449 标准密度试验通常应作三组，取其平均值作为现场检验标准值。检验评定段压实度k采取t分布单边下置信界限，用下式计算：当kk0时，评定路段该层压实度为合格；当kk0时，则为不合格。