1、 长江委信息研究中心馆藏 1 公路粉煤炭路堤设计与施工公路粉煤炭路堤设计与施工 技术规范技术规范 JTJJTJ 016016- -9393 条文说明条文说明 目目 录录 编制说明 1 总则 2 粉煤灰路堤设计 2.1 一般规定 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 竣工检验 水利水电工程监理适用规范全文数据库水利水电工程监理适用规范全文数据库 长江委信息研究中心馆藏 2 编编 制制 说说 明明 随着我国电力工业的发展,粉煤灰的排放量将以每年 600
2、万 t 骤增。 预计到 2000 年,年排灰量将达到 1.6 亿 t,占地将增加到 40 多万亩,已成 为我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 堆放贮存的问题,积极开展工业废渣粉煤灰的综合利用已是当前一 项刻不容缓的紧迫任务。 利用粉煤灰筑路是解决粉煤灰大宗利用的有效途径之一。尤其是以 灰代土修筑公路路堤,它具有用灰量大、上马快、投资较少、效益显著等 特点,对减少环境污染,节约土地,开拓筑路材料的新来源都具有重大的 现实意义。 交通部粉煤灰筑路技术推广课题组先后在云南、浙江、山东、江苏 等省市开展了用粉煤灰修筑公路路堤的示范工程。借鉴国外的经验,吸取 了“七五”攻关和市
3、政部门的研究成果,结合试验工程的实践,在送审稿 基础上,经广泛征求各方面专家、学者的意见和建议,作了进一步的修改 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。为了使本规范更好地适应粉煤灰路堤修筑 技术的发展,在执行过程中尚需结合各地的实际情况,不断总结经验,积 累资料,以趋完善。 对本规范的修改意见和建议,请信寄交通部重庆公路科学研究所,以 便修订时参考。 1 1 总总 则则 1.0.1 关干制定目的 目前粉煤炭公路路堤设计与施工尚未发布部颁标准。为了促进用粉 煤灰修筑公路路堤新技术的推广应用,为了使粉煤灰路堤设计与施工有 章可循,
4、确保工程建设质量,满足生产实践的迫切需要,特制定本规范,其 对于促进用粉煤灰修筑公路路堤新技术的推广应用具有重要的现实意 义。 1.0.2 关于适用范围 本规范系交通行业标准,其适用范围主要针对交通系统的公路工程。 由于纯灰路堤工程与间隔土粉煤灰路堤工程、墙背回填以及其它陆上结 构回填工程的特性、施工工艺基本相类似,可参照使用。 灰土间隔路堤中的灰层对用过湿土作为填料的路堤有其有利一面, 由干粉煤灰的透水性好,在路堤中形成侧向排水通道,对路堤的强度和稳 定性的提高均有利。但是间隔填土层往往受含水量偏高的影响,会给施工 碾压带来困难,尤其雨季施工,更影响施工进度。另一方面,灰土间隔路堤 的强度低
5、于纯灰路堤,用灰量也小于纯灰路堤。所以在灰源充足的前提下, 推荐采用纯灰路堤,发挥其用灰量大,强度高,自重轻,施工简便,受雨季 长江委信息研究中心馆藏 3 影响小的优点。 1.0.3 目前公路粉煤灰路堤所用的粉煤灰主要是湿排灰(池灰),调湿灰 次之,均属硅铝型的低钙粉煤灰。干灰、炉底渣灰和硫钙型的高钙粉煤灰 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 粉煤灰的湿密度比一般的土科低 25%左右,是一种理想的轻质 填料。与土质路堤相比,由于粉煤灰路堤自重减轻,软弱地基和路堤的沉 降变形得到改善,总沉降量可减少 20%30%;相应地也提高了地基的抗滑 稳定性,
6、粉煤灰路堤的极限高度可增加 30%40%,节省了地基的处治费 用。在软弱地基上应用粉煤灰修筑高路堤,工程经济效益明显,具有广泛 的应用前景。 2 2 粉煤灰路堤设计粉煤灰路堤设计 2.1 2.1 一般规定一般规定 2.1.1 粉煤灰路堤应注意基底和边坡的稳定性,应采取相应的技术防护 措施。其中以加强排水为主,严禁长期积水浸泡路堤基底。 2.1.3 对软土地基上的粉煤灰路堤,其设计结构形式,主要应考虑软基 的固结沉降量,从而设计土质路拱或隔离层的厚度。为了防止因沉降量过 大而产生倒拱,应与软基处治设计同步进行。 2.2 2.2 粉煤灰粉煤灰 2.2.2 本规范所述的粉煤灰属硅铝型低钙粉煤灰,相当
7、于美国标准 (ASTM C618-87)中的 F 级粉粉灰。该标准是针对用作普通水泥混凝土添 加料的粉煤灰技术要求而制定的。 规定最大烧失量为 6%,若有试验资料作 依据,可允许使用最大烧失量 12%的 F 级粉煤灰,但对路堤填料未作明确 规定。据报导,含碳量的大小影响粉煤灰压实和强度性能。目前国内绝大 部分电厂湿排灰的烧失量一般为 3%11%,作为路堤填料烧失量指标可放 宽,以使国内绝大部分灰源均能满足用作路堤填料的要求。 2.2.3 粉煤灰的粒度成分与它的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的物理化学作用的效应,尤其是 7 天早期强度增长变慢。用于加固
8、的粉煤灰,法国资料报导通过 0.04mm 筛的含量不小于 40%,白(莱因)氏比面积 2 2004 000cm 2/g。美国 ASTM C618-87 标准,要求 0.045mm(325 号)筛上的最大筛余量(湿筛法)为 34%。 原建工部硅酸盐生产工艺规程,要求 0.074mm 分计筛余量不大于 15%。 国内外标准均要求粉煤灰有一定数量的细料含量,以利早期强度的 发展。但作为路堤填料,主要是利用其机械强度,对粉煤灰的粒度成分并 无严格的要求。从压实角度看,含较多粗颗粒的粉煤灰,材料的内摩擦角 会增大,表现出一定的有利的倾向。但实践中也发现,纯炉灰或炉底渣,颗 粒尺寸单一,细料太少,粗颗粒易
9、压碎,压实成型困难。所以控制一定数量 水利水电工程监理适用规范全文数据库水利水电工程监理适用规范全文数据库 长江委信息研究中心馆藏 4 的细料含量是必要的。 2.2.4 粉煤灰路堤对环境的影响一直是各国研究关注的问题。从上海和 杭州地区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与农田淤 泥中污染控制标准(GB4284-84)对比,除铬和砷个别试样超标外(砷标准 为不大于 75ppm,实测为 0165ppm;铬标准为不大于 100ppm,实测为 54
10、1331ppm),其他指标均在允许范围内。 上述室内外试验结果表明,采用湿排灰和结合结构封闭措施后,对周 围地下水和地表水不会造成污染。英国、加拿大的报告也有类似结论。 2.3 2.3 设计参数设计参数 2.3.1 粉煤炭的粒度成分是直接影响粉煤灰最大干密度和最佳含水量 的主要因素之一。它与燃煤性质、煤粉细度、燃烧条件、收尘和输送方 式等因素有关。同一灰池不同部位的试样,差异较大,所以选择有代表性 的试样进行测定甚为重要。 标准密度值是衡量现场压实度的尺度,要求具有足够精度。由于平行 试验误差,一组试验求得的标准值难以如实反映试样的实际情况。为此, 规定标准密度试验一般应进行三组,以平均最大干
11、密度作为标准密度值。 2.3.2 粉煤灰的粘结强度 C 和内摩擦角是路堤稳定验算的重要指 标,C、值随粉煤灰种类,粒组成分、密实程度的不同而有较大变化。饱 水后的 C、值均有降低趋势。表 2.3.2 所列参考值是根据昆明水塘、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 总而提出的。鉴于目前粉煤灰高路堤实践经验不多,需要重视饱水后粉煤 灰 C、值的测定和稳定性验算。 2.3.3 表 2.3.3 所列的粉煤灰路堤设计回弹模量值是根据上海沪嘉、莘 松高速公路、 104 国道徐州段,路堤高度小于 3m 的试验工程,杭州钱江二 桥引进和济青高速公路 34m路堤,昆明水塘
12、68m路堤的实测资料分析 得出。当地基强度小于 20MPa 时,需要采取软基加固处治措施。 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的渗透性,这与粉煤灰的多孔结构、球形 粒径等材料固有特性有关。在压实状态下,粉煤灰的渗透性取决于它的粒 度成分、压实度和火山灰反应程度。据室内试验,粉煤灰的渗透性与试样 的压实度有密切关系,即压实度越大,其渗透性越小。粉煤灰的渗透系数 比粘性土的渗透系数大数百倍。可见粉煤灰的渗透性比粘性土优越得多。 粉煤灰的压缩性表示在外荷载作用下材料的压缩特性。压缩系数愈 小,路堤建成后的沉降量越小
13、,路面平整度易于保证。据室内压缩试验结 果表明:压缩系数随压实度增加而减小,例如某组试件,相同密实度(重型 长江委信息研究中心馆藏 5 K=100%)的土与灰相比较,土的压缩系数 a10n-20n=0.24MPa -1,而灰的压缩系 数 a10n-20n=0.15MPa -1,土的压缩系数比灰的压缩系数大 40%50%。 因此 可 以认为相同密实度的粉煤灰路堤的压缩变形要小,优于土质路堤。 粉煤灰的毛细水上升高度与试件的原始含水量、压实度及试件的密 封程度等因素有关,尤其是压实度影响较显著。随压实度的增加,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
14、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的毛细水上升高度,轻型要大 20%左右。总的 来看,粉煤灰的毛细现象十分强烈,为保证路堤稳定性,在路堤设计与施 工中应采取隔离地下水的措施,限制其不利影响。 表2.3.4系根据几个试验工程室内试验结果分析汇总得出的,当无实 测资料时,可参见表值选用。 2.42.4 路堤横断面路堤横断面 2.4.1 隔离层起隔断毛细水的作用,应根据当地的地质、水文条件,地表 积水情况,决定是否需要设置隔离层。 2.4.2 为防止排水盲沟的淤塞
15、,宜采用200400g/m 2的无纺土工织物作滤 层,也可采用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,一般在 4060cm 范围,故 规定粉煤灰路堤底部距地下水位或地表长期积水水位 50cm 以上,否则应 设置隔离层。 2.4.7 泄水孔进水口处宜采用200400g/m 2无纺土工织物作滤层,防止粉 煤灰淋溶流失,施工也比较简便。 2.52.5 稳定验算和沉降计算稳定验算和沉降计算 2.5.1 对于一般地基上的粉煤灰路堤,经几个试点工程的设计与施工实践 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。为了减少设计工作量,规定了 5m
16、 以下的粉煤灰路堤可以不作 稳定性验算和沉降计算。 水利水电工程监理适用规范全文数据库水利水电工程监理适用规范全文数据库 长江委信息研究中心馆藏 6 2.6 2.6 压实标准压实标准 2.6.1 路堤压实标准对路堤的强度、稳定性、施工周期、压实机械的配 置等影响较大。国内多雨潮湿地区,土方路基因土壤天然含水量偏大,采 用重型压实标准存在一定困难,需要采取工程措施才能达到压实标准,增 加了工程费用或使工期延长。而粉煤灰与土的工程特性有显著差别,特别 是它的渗透性比粘性土大得多,施工受雨季的影响较小,雨季施工的优越 性特别明显。另外,粉煤灰的各项物理力学指标采用重型压实标准比轻型 压实标准均有明显
17、的提高,有利于提高路基强度。在多雨潮湿地区也有采 用重型压实标准的工程实例。所以,对汽车专用公路采用重型 压实标准是可行的,也是适宜的。 3 3 粉煤炭路堤施工粉煤炭路堤施工 3.4 3.4 粉煤灰压实粉煤灰压实 3.4.2 粉煤灰路堤的压实度与碾压机械压实功能的大小、摊铺厚度、最 佳含水量控制、碾压遍数等因素密切相关。其中碾压机械压实功能的大 小至关重要。从试验工程压实效果分析可看出,总的趋势是要求采用大吨 位(2050t)的振动压路机或振动羊足碾进行压实作业,能取得满意的压 实效果。吨位较轻的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
18、土,公路土工试验规程规 定的环刀法和灌砂法两种试验方法均可采用。但实践中发现,环刀法比灌 砂法结果偏小 1%左右。 粉煤灰的颗粒较细,应以细粒土压实度检测试验方 法中的环刀法为准,取样位置应在压实展的中间部位,代表压实层压实度 的平均水准。 4 4 粉煤灰路堤施工质量管理及检验粉煤灰路堤施工质量管理及检验 4 4. .4 4 竣竣 工工 检检 验验 448 为了与其他规范取得一致，弯沉测量的统计计算方法采用正态 分布的单边上波动界限，用下式计算: 长江委信息研究中心馆藏 7 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 标准密度试验一般应作三组，取其平均值作为现场检验的标准 值。 检验评定段的压实度 k 采用 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。
