窑渣集料在路面工程中的应用

发表时间:2021/9/3   来源:《建筑实践》2021年第40卷第11期   作者:石春花
[导读] 通过材料试验和加铺试验路,确定用窑渣和石质砂砾混
        石春花
        景德镇公路事业发展中心    333000
        摘  要   通过材料试验和加铺试验路,确定用窑渣和石质砂砾混合集料可以铺筑公路路面底基层和基层,且可在保证质量的前提下,降低工程造价。
        关键词 路面工程  材料   窑渣
        一、近年来,我国的交通建设工程规模日渐扩大,筑路材料的供应日趋紧张,且价格猛涨,给造价相对偏低的地方普通公路带来一定困难,另一方面,景德镇的千年窑火给我们留下了大量瓷业生产的副产品—窑渣,其中很大一部分通过水的搬运流入河,与天然石质砾石混合组成了窑渣集料。
        窑渣集料能否用来筑路?我们决定通过实验来确定,试验地段确定在吕蒙——湖田公路。
        二、吕蒙--湖田二级路改造一期工程(K0+000~K4+000段)是景德镇市区外环线工程的组成部分。该线初期交通量3000辆/日,折合标准轴载100KN为142次/日,属中等交通,取标准轴载BZ-100,路面设计弯沉53.6(1/100mm),基层设计弯沉59.8(1/100mm),底基层设计弯沉202.3(1/100mm),路面结构设计为20cm级配砂砾底基层,20cm水泥稳定砂砾基层,5cm沥青碎石面层。
        该线K0~K7段与昌江河平行并进,路与河间距100m-600m,河滩有丰富的窑渣集料。
        在河滩考察时,我们看到,由于地段不同、深度不同、集料中窑渣含量也不同,少的仅10%,多的则达50%,大部分都是20%-30%,窑渣主要成份为破碎匣钵(匣钵为盛装瓷坯进行烧制的容器)约为70%-75%,其次为瓷器碎片约10%-15%和碎砖约10%-15%,其中匣钵碎片和瓷器碎片均为凹片状。
        1、材料试验
        这种材料能否使用应该通过检测来确定,为此我们先对窑渣各种成份进行压碎值等项指标的检测。

        1.1底基层料试验
        通过上述检测,认定碎砖强度太差,不能使用,碎瓷片强度与石质砂砾相似,唯形状不好,而窑渣的主要成份碎匣钵片的压碎值属临界,其在集料中的量应严格控制,因此决定将去掉碎砖的窑渣,在集料中的含量控制在一定范围,作底基层料:控制在一定范围,再与水泥拌和作基层料,且应按规范要求选取级配合格的料。
拟作底基层集料筛分表

        由于含渣40%集料的压碎值接近最大允许值,故决定舍弃不用。于是对含渣率为30%和20%的集料进行承载比试验。

两种集料承载比均合格。
        根据初步试验结果选定含渣量20%和30%的集料为试验路底基层料。
        1.2基层混合料试验
        基层水稳料选三种含渣率集料进行试验。

结合料用32.5级普通水泥,剂量5%
?
        2、试验路加辅
        2.1试验路底基层部分
        由计算表可知,含渣30%水稳料强度达不到规范要求,含渣15%-20%的水稳强度能满足规范要求,于是决定用含渣15%和含渣20%两种集料所组成的水稳料铺筑试验路。
        2018年7月18日首先进行底基层试验,桩号为K3+400~K4+000,其中K3+400~K3+600用含渣20%集料铺,K3+600~K4+000用含渣30%集料铺,该段路基压实度、平整度、拱度均符合设计要求,弯沉为228(1/100mm)。
        实地挖起来的集料筛去大料后,掺配成含渣30%和20%两种集料,抽样的颗粒组成如下:

        按1.4松铺系数摊铺,15T振动压路机辗压6遍,密实度未达到要求,含渣率30%集料密实度为91.8%,含渣20%集料密实度为92.5%,洒水后继续辗压3遍,密实度有所提高,含渣20%已达96%,对含渣30%,再辗1遍密实度也达到96.2%。        

        在做承载比同时,用后轴重100KN的黄河车进行弯沉检测,含渣率为30%集料所铺底基层实测弯沉各数据为:
        90,72,94,118,86,74,88,72,64,82,88,68,84,108,146,92,76,86,122,106,116,124,122,86,78,78,132,126,116,98,106
=96.94    S=21.11   
r= +Za·s=96.94+21.11×1.5=128.61(1/100mm)
        含渣率为20%集料所铺底基层实测弯沉各项数值为:
        82,78,76,86,102,110,104,96,64,62,68,118,122,114,132,94
        =94.25     S=21.6     r=126.7(1/100mm)
        如同时乘以不利季节影响系数1.2,则分别达到154.3(1/100mm)和151.8(1/100mm)均小于设计弯沉202.3(1/100mm)。
        2.2试验路基层部分
        基层水稳用含渣量为15%和20%的集料加铺试验路,桩号为K3+600~K4+000,各铺200m,仍是先去掉碎砖筛去大料。
        其颗粒组成见下表:
集料含

  用32.5级普通水泥拌,水泥含量5%,最佳含水量,含渣量15%的原为7.24%,含渣20%的原为7.09%,由于气温高,全部改为10%。机械拌和后人工摊铺,松铺厚26cm(压实厚度20cm),用YZ-18压路机辗压,当辗压遍数为6(静压2遍振动4遍)时,密实度均达不到要求。含渣量为15%密实度94.8%,含渣20%密实度94.5%,继续振动辗压4遍,达到规范要求。
        施工现场取料进行强度检测如下表。

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