一种水泥改性土路基填筑工艺
技术领域
本申请涉及水泥改性土填筑领域，更具体地说，它涉及一种水泥改性土路基填筑工艺。
背景技术
水泥改性土是将土、水泥、水等原料按适当比例混合、拌制后的一种地基材料，可以有效提高土体的抗压能力，减少地基土的变形，广泛应用于地基加固、修建堤坝、道路基层处理等工程中。
随着水泥改性土的应用越来越广泛，水泥改性土在应用中不可避免地会遇到腐蚀环境，比如在南方离子型稀土的生产地，很多采用水泥改性土作为主要路基材料的交通工程项目穿越过稀土矿区，而南方离子型稀土开采工艺主要采用硫酸铵溶液来浸出稀土元素，但是硫酸铵使用完毕后无法全部回收而有一部分残留在地基中。当路基填筑之后，若遇到下雨的情况，雨水逐渐沿着路基结构渗入地基中后，硫酸铵在雨水的溶解作用下释放出硫酸根离子，硫酸根离子迁移进入水泥改性土结构中，易侵蚀水泥改性土，导致水泥改性土的强度降低，从而造成了路基填筑质量下降。
发明内容
为了提高水泥改性土的强度，从而提高路基填筑质量，本申请提供一种水泥改性土路基填筑工艺。
本申请提供的一种水泥改性土路基填筑工艺采用如下的技术方案：
一种水泥改性土路基填筑工艺，包括以下步骤：
S1、场地清理与整平；
S2、填筑用于固化硫酸根离子的保护层，保护层碾压，保护层的压实厚度为10～12cm；
S3、摊铺水泥改性土，松铺厚度为25-35cm；
S4、碾压水泥改性土，压实厚度为18～28cm，控制含水率为12.3%～15.6%，得到水泥改性土层；
S5、养护7～11天，即得到路基。
通过采用上述技术方案，首先对场地进行清理与整平，使场地保持干净、平整，减少杂物掺杂在路基中而影响路基的稳定性的情况。接下来填筑保护层并碾压，保护层可以固化硫酸根离子，减少硫酸根离子在路基中的迁移情况。之后摊铺水泥改性土，再碾压水泥改性土，进行养护，即可完成水泥改性土路基的填筑过程。其中，保护层的填筑可以降低硫酸根离子对水泥改性土的强度的破坏，因此，获得提高水泥改性土的强度，从而提高路基的填筑质量的效果。
可选的，所述保护层包括填料和多条固化布，所述固化布为浸渍有可溶性钙盐的土工布。
通过采用上述技术方案，固化布为浸渍有可溶性钙盐的土工布，设置于填料中，当雨水渗入保护层时，可溶性钙盐在土工布上溶解产生钙离子，可以对迁移的硫酸根离子进行固化，减少硫酸根离子的继续迁移，从而减少硫酸根离子进入水泥改性土中而破坏水泥改性土的强度的情况。硫酸根离子与钙离子结合产生硫酸钙，吸附在填料上，填充填料之间的空隙，还可以对保护层起到一定的增强作用，进而提高了水泥改性土的强度，因此，获得提高路基的填筑质量的效果。
可选的，各所述固化布沿地基的长度方向设置于填料中，并依次首尾连接。
通过采用上述技术方案，固化布首尾连接，可以使硫酸根离子更多地与固化布接触，较大程度地减少硫酸根离子迁移出保护层的情况，进一步提高对硫酸根离子的固化效果。
可选的，所述填料包括河沙和碎石。
通过采用上述技术方案，通过碎石与河沙作为填料，既可以起到强度支撑作用，又可以利用二者粒径不同形成的交错填充来进一步减少硫酸根离子的迁移情况，减少硫酸根离子对水泥改性土的破坏。
可选的，所述S2中在保护层碾压之后铺设反渗透膜。
通过采用上述技术方案，由于反渗透膜的设置，雨水可以渗入水泥改性土并通过反渗透膜进入保护层中使可溶性钙盐溶解，产生钙离子来固化硫酸根离子，同时硫酸根离子无法透过反渗透膜进入水泥改性土中，有效减少了硫酸根离子对水泥改性土强度的破坏，提高了水泥改性土的强度，因此，获得了提高路基的填筑质量的效果。
可选的，所述水泥改性土的制备方法如下：取91.5～93.8重量份的土料、6～8重量份的水泥和0.2～0.4重量份的复合纤维拌和均匀，所述复合纤维以氨纶长丝为芯，外包短切玻璃纤维纺织而成，所述氨纶长丝与短切玻璃纤维的重量比为1:1；然后加入水继续拌和至均匀，得到水泥改性土，且水泥改性土的含水率为16%～18%。
通过采用上述技术方案，以氨纶长丝为芯、外包短切玻璃纤维纺织而成的复合纤维具有较好的弹性和拉伸强度，复合纤维与土料和水泥混合，再加水拌和后制得的水泥改性土，在填筑成型之后，当水泥改性土受到外力作用时，复合纤维可以有效缓冲外力对其他原料的破坏影响，从而提高水泥改性土的强度，因此，获得提高路基的填筑质量的效果。
可选的，所述S1中场地清理与整平之后对于场地平均划分多个填筑区，之后采用S2～S5的工艺分别对各填筑区进行填筑。
通过采用上述技术方案，由于采用分区填筑的方法，可以对每个填筑区的质量及时控制和调整，从而提高路基的填筑质量。
可选的，各填筑区之间的接缝处采用搭接法填筑与碾压，以保持各所述填筑区之间的接缝处衔接紧密。
通过采用上述技术方案，各填筑区之间采用搭接法填筑与碾压，可以使得各填筑区之间的接缝处衔接紧密，有助于提高各填筑区之间的连接强度，因此，获得提高路基的填筑质量的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请先填筑保护层，可以固化硫酸根离子，减少硫酸根离子在路基中的迁移情况，降低硫酸根离子对水泥改性土的强度的破坏，因此，获得提高水泥改性土的强度，从而提高路基的填筑质量的效果。
2、本申请中通过整个填筑过程中每一步工艺的质量控制，如保护层压实厚度、拌和后水泥改性土的含水量、水泥改性土压实厚度等，可以有效提高路基整体的填筑质量。
3、本申请通过反渗透膜的设置，雨水可以渗入水泥改性土并通过反渗透膜进入保护层中使可溶性钙盐溶解，产生钙离子来固化硫酸根离子，同时硫酸根离子无法透过反渗透膜进入水泥改性土中，有效减少了硫酸根离子对水泥改性土强度的破坏，提高了水泥改性土的强度，因此，获得了提高路基的填筑质量的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。予以特殊说明的是：以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
短切玻璃纤维的长度为6mm。
氨纶长丝的规格为154dtex。
水泥选用P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
河沙采用8～16目的河沙。
碎石的粒径为10～20mm。
水采用工业用水。
制备例
制备例1
取500kg氨纶长丝和500kg短切玻璃纤维，通过包芯纱工艺制得以氨纶长丝为芯、外包短切玻璃纤维的复合纤维，氨纶长丝的预牵伸倍数为4倍。
制备例2
水泥改性土的制备方法如下：
从取土场取得土料，采用液压碎土机对土料进行碎土，使土料的粒径小于等于10cm，其中5～10cm粒径的土料含量为5%，0.5～5cm粒径的土料含量为50%。
将91.5吨碎土后的土料与8吨的水泥和0.5吨制备例1制得的复合纤维加入到拌合站中先进行干拌，拌和均匀后加入水进行湿拌，直至拌和均匀，得到水泥改性土，且水泥改性土含水率为16%。
制备例3
本制备例与制备例2的区别在于：土料的用量为92.6吨，水泥的用量为7吨，复合纤维的用量为0.4吨，水泥改性土的含水率为17%。
制备例4
本制备例与制备例2的区别在于：土料的用量为93.8吨，水泥的用量为6吨，复合纤维的用量为0.2吨，水泥改性土的含水率为18%。
制备例5
本制备例与制备例3的区别在于：本制备例中无复合纤维。
性能检测试验
试验方法
依照JGJ/T233-2011中“A.2试件的搅拌、成型与养护”的方法对制备例2～制备例5制得的水泥改性土分别制备立方体试模，尺寸为70.7mm*70.7mm*70.7mm，养护7天，然后按照JGJ/T233-2011中“附录B.2无侧限抗压强度试验”的方法，对各试模进行无侧限抗压强度试验，速率为0.1kN/s，试验结果详见表1。
表1
试验结果
制备例2
制备例3
制备例4
制备例5
无侧限抗压强度/MPa
1.54
1.62
1.57
1.03
结合制备例3和制备例5并结合表1可以看出，制备例3制得的水泥改性土比制备例5制得的水泥改性土多添加了复合纤维，复合纤维以氨纶长丝为芯，外包短切玻璃纤维纺织而成，具有较好的弹性和拉伸强度，复合纤维、土料、水泥和水拌和后制得的水泥改性土，在受到外力作用时，复合纤维可以由自身的弹性变化来吸收外力，缓冲外力对其他原料的破坏影响，从而提高水泥改性土的强度。由试验结果来看，制备例3制得的水泥改性土的无侧限抗压强度是制备例5制得的水泥改性土的无侧限抗压强度的1.57倍，体现了复合纤维的添加对水泥改性土强度的提高作用，因此，获得了提高路基的填筑质量的效果。
实施例
实施例1
一种水泥改性土路基填筑工艺，包括以下步骤：
S1、场地清理与整平：对场地范围内的树木、灌木丛等进行移植清理，对场地范围内的树根全部挖除并将坑穴填平夯实，使用平地机对场地进行整平。将场地平均划分多个填筑区，分别进行下述填筑工艺。
S2、填筑保护层，保护层可以用于固化硫酸根离子。
保护层包括填料，填料包括质量比为6:4的河沙和碎石，既可以起到路基底部的强度支撑作用，又能利用河沙和碎石的粒径不同形成的交错填充来减少硫酸根离子的迁移。
将河沙和碎石混合均匀后摊铺在场地上，且分两层摊铺，在两层摊铺的填料中间铺设固化布，固化布为浸渍有氯化钙的土工布。当雨水渗入保护层中时，土工布上的氯化钙溶解产生钙离子，钙离子与同样被雨水浸出的硫酸根离子结合产生硫酸钙，硫酸钙沉淀吸附在填料上，既固化了硫酸根离子，又填补填料之间的空隙，增强了保护层的强度。硫酸根离子迁移情况减少，从而减少了硫酸根离子对水泥改性土的破坏情况，提高了路基的填筑质量。
各固化布沿地基的长度方向设置，且首尾连接设置于填料中，以使更多的硫酸根离子与固化布接触而被固化，较大程度地减少硫酸根离子迁移出保护层的情况，进一步提高对硫酸根离子的固化效果。
对保护层进行碾压，碾压时先静压一遍，再弱振一遍，之后强振三遍，压实厚度保持在10～12cm范围内。
在保护层碾压之后铺设反渗透膜，以进一步减少硫酸根离子迁移出保护层的情况。
S3、将制备例2制得的水泥改性土运送至填筑区，在反渗透膜上摊铺水泥改性土，使用推土机在铺好的水泥改性土上平踩，再用平地机整平，直至松铺厚度为25±1cm。
S4、通过压路机采用进退错距法碾压水泥改性土，先静压2遍，再振动碾压6遍，碾压速度为3km/h，压实厚度为18±1cm，碾压过程中随时进行洒水或晾晒，以控制含水率为12.3%，得到水泥改性土层。
上述S2-S4中，各填筑区之间保护层的接缝处采用搭接法填筑和碾压，即前一个填筑区空出该填筑区面积的5%，与下一个填筑区一起施工，以保持各填筑区之间的接缝处衔接紧密。施工过程中随时对各填筑区进行质量检测与调整，以控制施工质量。
S5、采用覆土法养护7天，覆土厚度为5cm，即得到路基。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：采用制备例3制得的水泥改性土，水泥改性土松铺厚度为30±1cm，压实厚度为23±1cm，碾压时控制含水量率为13.8%，养护天数为9天。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：采用制备例4制得的水泥改性土，水泥改性土松铺厚度为35±1cm，压实厚度为28±1cm，碾压时控制含水量率为15.6%，养护天数为11天。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：采用制备例5制得的水泥改性土。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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