DB62-T 4688-2023 公路固化黄土技术规程

ICS93.080.01CCSP66DB62DB62/T4688—2023公路固化黄土技术规程2023-03-28发布2023-05-01实施IDB62/T4688—2023前言 Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 14原材料 24.1土壤固化剂 24.2水泥 34.3水 35配合比设计 35.1一般规定 35.2配合比设计方法 36施工 56.1一般规定 56.2路拌法 56.3厂拌法 77质量管理和检查验收 77.1一般规定 77.2路床 77.3基层和底基层 7附录A(规范性)无侧限抗压强度比试验方法 9A.1原材料 9A.2试验仪器 9A.3基准试件与检测试件的制备方法 9A.4计算 9附录B(规范性)凝结时间影响系数试验方法 B.1试验材料、试验仪器及试件制备 B.2试验方法 B.3计算 附录C(规范性)水稳系数试验方法 C.1试验材料、试验仪器及试件制备 C.2试验方法 C.3计算 附录D(资料性)条文说明 参考文献 18IIDB62/T4688—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由甘肃省交通运输厅提出并监督实施。本文件由甘肃省交通运输标准化技术委员会归口。本文件起草单位：甘肃省公路事业发展中心、甘肃畅陇公路养护技术研究院有限公司、甘肃省陇南公路事业发展中心、甘肃路桥第三公路工程有限责任公司、甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司、甘肃省兰州公路事业发展中心、甘肃省庆阳公路事业发展中心、北京中德建基路桥工程技术有限公司、西安银鼎科技有限公司。本文件主要起草人：吴祥海、桑安宁、杨克诚、曹青霞、郑宗利、张强、王宝成、马利年、丁攀、张伟、李福林、张富奎、王汉锋、刘大海、郭怀存、王永吉、丁星、高新民、王海燕、白震、王真。本文件由甘肃省公路事业发展中心负责解释。IIIDB62/T4688—2023根据甘肃省市场监督管理局《关于下达2020年度第4批地方标准修订计划的函》(甘市监函〔2020)147号)的要求，甘肃省公路事业发展中心会同甘肃畅陇公路养护技术研究院有限公司等相关单位，根据甘肃省黄土分布特点和土壤固化剂固化黄土在公路建设工程中的应用，开展专题科学研究，认真总结国内外科研成果、大量室内外试验及工程实践经验，并在参照相关标准和广泛征求意见的基础上编制本文件。DB62/T4688—20231公路固化黄土技术规程本文件规定了土壤固化剂的技术要求、试验方法、固化黄土混合料配合比设计、施工、质量管理和检查验收。本文件适用于黄土地区公路路床改良、二级公路底基层、二级以下公路的基层和底基层。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1345水泥细度检验方法筛析法GB5749生活饮用水卫生标准GB/T17671水泥胶砂强度检验方法(ISO法)oGB/T25499城市污水再生利用绿地灌溉水质sCJ/T486土壤固化外加剂CJJ/T286土壤固化剂应用技术标准JTG/T3610公路路基施工技术规范同JTG/TD31-06季节性冻土地区公路设计与施工技术规范同JTGE51公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG/TF20公路路面基层施工技术细则JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1按一定比例加入土壤中，通过与土壤、水泥(含或不含)及水发生物理和化学反应，改善和提高土壤工程应用性能的材料。3.2A类土壤固化剂soilstabilizerA与水泥掺配使用的一种土壤固化剂，状态为液体或粉体。3.3不与水泥掺配，单独使用的一种土壤固化剂，状态为粉体。3.4固化黄土混合料stabilizedloessmixture由土壤固化剂(含或不含)、水、水泥(含或不含)与黄土按比例均匀拌和而成的混合料。2DB62/T4688—20233.5固化黄土stabilizedloess由土壤固化剂(含或不含)、水、水泥(含或不含)与黄土按比例均匀拌和而成的混合料，经压实和养生后，符合工程性能要求的土。3.6掺量dosage结合料与土的风干质量的比值，以百分率表示。3.7基准试件referencespecimen只掺水泥的固化黄土试件。3.8检测试件testedspecimen既掺水泥又掺A类土壤固化剂，或只掺B类土壤固化剂的固化黄土试件。3.9添加土壤固化剂的固化黄土混合料停放4h后成型试件与立即成型试件，在标准养生条件下的7d无侧限抗压强度之比。3.10检测试件与基准试件凝结时间影响系数的比值。3.11标准养生下，检测试件与基准试件7d无侧限抗压强度的比值。3.12水稳系数coefficientofwaterstability采用标准养生7d,最后一天浸水和不浸水的固化黄土试件无侧限抗压强度之比。3.13水稳系数比ratioofcoefficientofwaterstability检测试件与基准试件水稳系数的比值。3.14抗冻系数coefficientoffreezeresistance规定龄期、同条件养生的固化黄土试件在经过5个冻融循环后的饱水无侧限抗压强度与冻前饱水无侧限抗压强度之比。4原材料4.1土壤固化剂4.1.1土壤固化剂的匀质性技术要求应满足现行CJ/T486的要求。4.1.2粉体土壤固化剂细度要求应满足80μm方孔筛筛余量≤10%,试验方法应按GB/T1345执行。4.1.3液体土壤固化剂的稳定性应满足在5℃放置28d后不产生析晶和分层，且上层液体含固量与20℃含固量差应不大于3%。4.1.4液体土壤固化剂及粉体土壤固化剂浸出液中镉、砷、汞、铅、铬、镍、铜、锌重金属含量最大DB62/T4688—20233限值应符合现行GB/T25499的技术要求。4.1.5土壤固化剂掺入黄土后固化黄土的性能指标应符合表1的要求。表1受检固化黄土性能指标%%%%%%4.2水泥固化黄土混合料用水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级应不低于42.5级，不得采用快硬水泥、早强水泥，其相关指标应符合现行JTG/TF20的技术要求。4.3水符合现行GB5749的饮用水可直接用于固化黄土混合料的拌和使用，非饮用水应进行水质检验，其性能应符合现行JTG/TF20的技术要求。5配合比设计5.1一般规定5.1.1土壤固化剂的种类应根据黄土的性质及技术经济性综合确定。5.1.2固化黄土混合料的最佳含水率及最大干密度应按现行JTGE51中T0804执行。5.2配合比设计方法5.2.1固化黄土混合料配合比设计宜根据不同结构层位、设计强度、压实度要求及固化剂种类，确定基准配合比。路床基准配合比固化剂及水泥推荐掺量宜参考表2执行。公路基层、底基层基准配合比固化剂及水泥推荐掺量宜参考表3执行。表2路床基准配合比固化剂及水泥掺量推荐值压实度/%7d无侧限抗压强度/MPaA类土壤固化剂掺量/%B类土壤固化剂掺量/%水泥掺量液体类粉体类96表3基层、底基层基准配合比固化剂及水泥掺量推荐值4DB62/T4688—2023A类固化剂BB类固化剂B类固化剂A类固化剂放宽到±2.0%)调整水泥掺量，确定三组配合比黄土土样土壤固化剂在初选固化剂基础上，调整固化剂掺量(液体A类为±0.005%,粉体A类为±1.0%,B类为±2.0%),确定三组配合比对确定的水泥剂量、确定的固化剂壤固化剂掺量(液体类：±0.005%,粉5DB62/T4688—2023——使用B类粉体土壤固化剂时，在基准配合比的基础上，通过调整B类土壤固化剂掺量(±2.0%),确定3组配合比，通过无侧限抗压强度试验确定满足强度要求的最佳配合比。5.2.5固化黄土混合料配合比设计无侧限抗压强度指标应符合下列要求：——用于路床时，固化黄土7d无侧限抗压强度应不小于0.5MPa;——用于基层和底基层时，固化黄土7d无侧限抗压强度应按照交通量和路面结构确定，应满足表4的要求。表4基层、底基层固化黄土主要性能指标重%%%注：冻结指数大于800的中、重季节性冻土地区应考虑28d抗冻5.2.6固化黄土混合料配合比设计检验应符合下列要求：——路床用固化黄土，按照确定的水泥掺量和土壤固化剂掺量，在规定压实度下成型试件，进行无侧限抗压强度验证；——基层和底基层用固化黄土，除验证无侧限抗压强度外，还应验证水稳系数。对于冻结指数大于800的中、重季节性冻土地区，应增加28d抗冻性能验证。6施工6.1一般规定6.1.1正式施工前，应铺筑长度不小于200m的试验段，确定材料松铺系数和相关施工技术参数。6.1.2基层、底基层施工宜采用厂拌法，路床施工宜采用路拌法。6.1.3原材料计量系统应满足精度要求。土的计量装置精度应不低于±1.5%,水、水泥和粉体土壤固化剂的计量设备精度应不低于±1.0%,液体土壤固化剂宜采用电子天平计量，设备精度不低于±0.1%。计量设备应至少每半年检定1次，保持计量系统准确，配料稳定。6.1.4施工中，当黄土含水率较低时，应适当加水，使加水后混合料含水率略高于最佳含水率，加水量和加水次数应根据当时当地气候条件和原材料含水率而定；当黄土水分过多时应晾晒风干，使含水率接近最佳含水率。6.1.5固化黄土混合料拌和、运输、摊铺、整形及碾压终了总时间应不超过4h。6.1.6下承层准备及施工放样等工作，应按现行JTG/TF20和JTG/T3610执行。6.1.7当施工现场日最低气温低于5℃时，不得进行施工。6.1.8雨季施工应做好防雨和排水工作，不应在雨天施工。6.2路拌法DB62/T4688—202366.2.1布料路拌法布料应符合下列要求：——土料数量、堆放距离应根据松铺系数和压实层的长度、宽度、厚度及预定的压实度通过计算确定；——摊铺时，宜选择平地机、推土机将土料整平，测量松铺厚度是否达到要求；——根据固化黄土混合料压实层的长度、宽度、厚度和预定的压实度及水泥(与粉体土壤固化剂)的掺量，确定水泥及固化剂的用量；——粉体土壤固化剂及水泥宜采用水泥撒布车进行撒布；——液态土壤固化剂宜与水按比例混合成水溶液后，采用压力式或喷管式洒水车喷洒，掺水比例根据现场土样含水率和固化黄土混合料最佳含水率来确定。——喷洒宜分两遍进行，每遍喷洒量为设计用量的50%,每遍喷洒后使用翻拌设备拌和1～2遍，喷洒应均匀，不遗漏，中途不得停车，防止喷洒量过大。6.2.2拌和路拌法拌和应符合下列要求：——宜使用冷再生设备进行现场拌和，保证水泥、土壤固化剂、土料的充分混合；——拌和速度与拌和深度应通过试验段确定，拌和深度宜深入下承层表面0.5cm~1.0cm,不得在固化黄土混合料层与下承层之间留有未拌和的黄土夹层；——由两侧向中间拌和，相邻拌和重叠宽度宜控制在10cm～20cm。6.2.3整形路拌法整形应符合下列要求：——整形机械宜采用平地机、推土机整形，机械整形困难的部位，可采用人工整形，技术要求按现行JTG/T3610执行；——应随时检查铺筑厚度，应满足固化黄土混合料标准压实度条件下计算的松铺厚度，在局部低洼处应耙松(深入10cm)用补料整平，严禁利用薄层贴补的办法进行找平；——结合找平宜喷洒少量低浓度(如1:500)的土壤固化剂稀释液或水(采用粉体固化剂时)。6.2.4碾压路拌法碾压应符合下列要求：——整形或摊铺完成后，应立即进行摊铺层全宽范围内的碾压，技术要求应按现行JTG/TF20执——碾压成型的固化黄土压实层表面应平整、无明显轮迹，路拱应符合要求；——碾压成型后，应立即进行压实度检测，其指标应符合本文件表5或表6的规定。6.2.5养生路拌法养生应符合下列要求：——固化黄土混合料铺筑层碾压完成后应立即进行养生；——基层和底基层宜采用土工布覆盖养生，并洒水湿润；路床可直接洒水养生，每次洒水量以表面湿润为宜；——洒水频率宜2次/d～3次/d,养生期应不少于7d;——气温低于10℃时，宜减少或停止洒水。7DB62/T4688—20236.3厂拌法6.3.1厂拌法拌和应符合下列要求：——宜采用强制式搅拌机或振动搅拌机进行固化黄土混合料的拌和，其设备的技术性能和额定功率应满足质量和进度要求，以保证拌和与摊铺的效率；——粉体土壤固化剂宜通过粉体罐添加，调整输送管速度控制掺量；——液态土壤固化剂宜与水按比例混合成水溶液后，通过拌和站加水设备添加，宜采用液体流量计计量，连续生产时，拌和站宜配置2个容积不小于20m³的固化剂水溶液储存罐，以供交替使用；——出厂时，固化黄土混合料含水率宜比最佳含水率高1%~2%,并结合天气、运距及施工时长调整出厂含水率。6.3.2拌和好的固化黄土混合料应采用自卸汽车运输，并采用篷布或苫布遮盖。6.3.3固化黄土混合料摊铺时宜采用摊铺机进行摊铺，技术要求应按现行JTG/TF20执行。6.3.4厂拌法整形、碾压及养生应分别按照本文件6.2.3、6.2.4和6.2.5执行。7质量管理和检查验收7.1一般规定7.1.1固化黄土压实层施工质量要求与检查验收应符合现行JTGF80/1的规定。7.1.2固化黄土施工过程原材料质量检验应符合本文件第4章的规定。7.2路床7.2.1固化黄土路床施工过程中应现场抽取固化黄土混合料，抽检频率为每2000m2或每工作班抽检1组，成型试件进行无侧限抗压强度试验，7d无侧限抗压强度应满足设计要求。7.2.2固化黄土路床质量管理和验收应满足表5的规定。表5固化黄土路床允许偏差序号规定值或允许偏差检查方法1压实度/%灌砂法：每200m每压实层测2处2路床顶面弯沉值/(0.01mm)≤设计值落锤式弯沉仪：每一双车道、每1km测40点3纵断高程/mm+10,-15水准仪：中线位置每200m测2点4中线偏位/mm全站仪：每200m测2点，弯道加HY、YH两点5宽度/mm满足设计要求尺量：每200m测4点6平整度/mm3m直尺：每200m测2处×5尺7横坡/%水准仪：每200m测2个断面8边坡满足设计要求尺量：每200m测4点注1:压实度和路床顶面弯沉为主控项目，其余指标为一般项目。注2:路床顶面弯沉检测应在养生龄期7d时进行。7.3基层和底基层7.3.1基层和底基层施工过程中应现场抽取固化黄土混合料，抽检频率为每2000m2或每工作班抽检DB62/T4688—202381组，成型试件应进行无侧限抗压强度试验，7d无侧限抗压强度应满足设计要求。7.3.2固化黄土基层、底基层质量管理和验收应满足表6的要求。表6固化黄土基层、底基层允许偏差路面结构规定值或允许偏差检查方法和频率基层压实度/%灌砂法：每200m每压实层测2处7d无侧限抗压强度/MPa≥设计值钻芯：每200m,钻芯1组纵断高程/mm+5,-15水准仪：中线位置每20m检1点厚度/mm均值每1500m²~2000m²检6点单个值宽度/mm满足设计要求横坡度/%每100m检3处平整度/mm每200m检2处，每处连续10尺(3m直尺)底基层压实度/%灌砂法：每200m每压实层测2处7d无侧限抗压强度/MPa≥设计值钻芯：每200m,钻芯1组纵断高程/mm+5,-20水准仪：中线位置每20m检1点厚度/mm均值每1500m²~2000m²检6点单个值宽度/mm满足设计要求横坡度/%每100m检3处平整度/mm每200m检2处，每处连续10尺(3m直尺)注：压实度和无侧限抗压强度为主控项目，其余指标为一般项目。9DB62/T4688—2023(规范性)无侧限抗压强度比试验方法A.1原材料A.1.1水泥宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，技术要求应符合现行JTG/TF20的规定。A.1.2拌和用水应符合JTG/TF20的规定。A.1.3土壤固化剂应符合本文件4.1的规定。A.1.4检测试件和基准试件的制备应采用同一批次的试验用黄土和水泥。A.2试验仪器A.2.1试验称量土的电子天平分度值宜为1g,称量土壤固化剂的电子天平分度值宜为0.01g。A.2.2固化黄土混合料的搅拌宜采用行星式水泥胶砂搅拌机，其性能指标应满足GB/T17671的规定。A.3基准试件与检测试件的制备方法A.3.1水泥和土壤固化剂的掺量按外掺法计算，各试件水泥及土壤固化剂掺量应符合表A.1的要求。表A.1检测试件与基准试件水泥及土壤固化剂掺量A注：A₀为厂家推荐使用的A类土壤固化剂掺量，A1为厂家推荐使用的水泥掺量，B₀为厂家推荐使用的B类土壤A.3.2拌和水的用量应为相应固化黄土混合料的最佳含水率。当使用液体土壤固化剂时，水的用量应扣除液体土壤固化剂中所含水量。固化黄土混合料的最佳含水率及最天午密度应按现行JTGE51中T0804执行。A.3.3固化黄土混合料的制备一次搅拌量不宜超过2kg。当使用粉体土壤固化剂时，将试验用土、水泥和土壤固化剂混合均匀后再加水进行搅拌，当使用液体土壤固化剂时，将土壤固化剂加入试验拌和水中混合均匀，再与试验用土和水泥进行搅拌。搅拌时，将各原料放入锅中，低速搅拌60s,停拌15s,同时将粘附于叶片和锅壁上的物料刮入锅中间，接着高速搅拌45s。试件成型时试验室的温度应保持在20±2℃,相对湿度应不低于90%。A.3.4试件的成型方法应按现行JTGE51中T0843执行。A.3.5试件的养生方法应按现行JTGE51中T0845执行。A.3.6无侧限抗压强度试验方法应按现行JTGE51中T0805执行。A.4计算无侧限抗压强度计算和结果整理应按现行JTGE51中T0805执行。无侧限抗压强度比按式(A.1)计算，试验结果精确至1%。DB62/T4688—2023rs——无侧限抗压强度比，单位为百分比(%);Rs——检测试件的无侧限抗压强度，单位为兆帕(MPa);Ro——基准试件的无侧限抗压强度，单位为兆帕(MPa)。(规范性)凝结时间影响系数试验方法B.1试验材料、试验仪器及试件制备凝结时间影响系数用试验材料、试验仪器及试件制备步骤见附录A.1、A.2和A.3。B.2试验方法B.2.1凝结时间影响系数试验方法按以下步骤进行：a)对于同一配比的固化黄土混合料需要制备12个无侧限抗压强度试件，分两组，每组6个；b)固化黄土混合料从加水拌和开始记时，拌和均匀后，立即成型6个无侧限抗压强度试件，剩下的一半固化黄土混合料密封保存，停放4h后再成型6个无侧限抗压强度试件；c)试件采用标准养生7d,养生龄期最后一天浸于20℃±2℃的水中；d)将上述两组试件按现行JTGE51中T0805规定进行无侧限抗压强度试验。B.3计算B.3.1无侧限抗压强度计算和结果整理应按现行JTGE51中T0805执行。B.3.2固化黄土的凝结时间影响系数应按式(B.1)计算，精确至1%。rh——凝结时间影响系数，单位为百分比(%);R₄h——固化黄土混合料停放4h后成型试件无侧限抗压强度，单位为兆帕(MPa);R——固化黄土混合料立即成型试件无侧限抗压强度，单位为兆帕MPa)。固化黄土凝结时间影响系数比应按式(B.2)计算，精确至1%。kh——凝结时间影响系数比，单位为百分比(%);ns——检测试件的凝结时间影响系数；rho——基准试件的凝结时间影响系数。DB62/T4688—2023(规范性)水稳系数试验方法C.1试验材料、试验仪器及试件制备水稳系数用试验材料、试验仪器及试件制备步骤见附录A.1、A.2和A.3。C.2试验方法C.2.1水稳系数试验方法应按以下步骤进行：a)对于同一配比的固化黄土混合料需要制备12个无侧限抗压强度试件，分两组，每组6个；b)第一组采用标准养生龄期7d,养生龄期最后一天浸于(20±2)℃的水中，第二组采用标准养生至同龄期，最后一天不浸水；c)将上述两组试件按现行JTGE51中T0805规定进行无侧限抗压强度试验。C.3计算C.3.1无侧限抗压强度计算和结果整理应按现行JTGE51中T0805执行。C.3.2固化黄土的水稳系数按式(C.1),精确至1%。……rd——水稳系数，单位为百分比(%);R——养生最后一天浸水试件的无侧限抗压强度，单位为兆帕(MPa);Rd——养生最后一天不浸水试件的无侧限抗压强度，单位为兆帕(MPa)。C.3.3固化黄土水稳系数比按式(C.2)计算，精确至1%。…………kd——水稳系数比，单位为百分比(%);rds——检测试件的水稳系数，单位为百分比(%);rdo——基准试件的水稳系数，单位为百分比(%)。DB62/T4688—2023(资料性)条文说明随着城镇建设行业标准CJ/T486与住房和城乡建设部标准CJJ/T286的颁布实施，目前国内土壤固化剂在工程建设领域中已得到了广泛应用。在甘肃省公路工程建设中，土壤固化剂已进行了高速、一级公路的路床，二级及以下公路的基层、底基层，农村公路面层的试验段铺筑或成功应用。从工程经验来看，土壤固化剂用于黄土路基路床改良时，可显著改善路基开裂问题，用于基层和底基层施工时，可改善基层耐久性，抗冲刷性能和水稳定性较好，有效避免沥青路面唧浆问题。因此，土壤固化剂可用于各等级公路的路床改良，低等级公路的基层、底基层铺筑，使用效果良好，可提高黄土的利用价值。现行行业标准CJ/T486和CJJ/T286已不能满足目前甘肃省公路工程建设的需要，本文件结合甘肃省黄土工程地质特性，对土壤固化剂应用于公路路床改良、二级公路底基层及二级以下公路基层和底基层的配合比设计、施工、质量验收等内容进行了编写，对加强公路工程固化黄土应用、施工水平、质量控制与环境保护具有重要意义。4.1土壤固化剂土壤固化剂按照形态和特点可分为液体固化剂和粉体固化剂，按照成分可分为无机化合物类、有机化合物类、酶类、复合类等不同类型固化剂。其中，无机类包括水泥类、石灰类、碱激发类等；有机类包括离子交换类、聚合物类等；酶类主要指生物酶类；复合类包括有机和无机复合类、有机酶类和无机酶类复合等。本文件按照是否与水泥复掺使用分为A类土壤固化剂和B类土壤固化剂。土壤固化剂的使用最主要是提高固化黄土的性能，虽然不同类型的固化剂微观固化机理不同，但本质都是与土壤颗粒之间发生物理化学反应，改善土壤颗粒之间的接触面，强化土壤颗粒间的连结结构，因此当土壤固化剂在有水泥等无机结合料存在时，固化黄土的前期强度增长主要受无机结合料影响，而后期随着土壤自身结构进一步交联、稳定，固化黄土的强度会持续增长，使用土壤固化剂后固化黄土后期(90d～180d)强度比前期(28d以内)有明显的提高。与水泥土相比，土壤固化剂固化黄土具有一定的疏水性，因此固结更加密实、吸水性降低、抗开裂性能和抗冻性能提高。由于土壤固化剂种类繁多，不同固化剂产品其有效成分各不相同，很难针对具体固化剂产品规定其有效成分测定方法。本文件参考现行行业标准CJ/T486和CJJ/T286,针对A类土壤固化剂和B类土壤固化剂，从基本物理性质、环保性能和固化效果三个方面控制其质量。表D.1给出了4种土壤固化剂基本物理性质的实测结果。针对上述4种土壤固化剂，按表D.2所设计配合比检验固化剂固化效果，结果见表D3。表D.1土壤固化剂物理性能检测结果检测项目A类液体土壤固化剂Ⅱ剂(GFA)DB62/T4688—2023表D.2固化黄土混合料配合比单位为百分比(%)材料组成黄土/%水泥/%GYAI/%GYAII/%GFA/%GB/%配合比1基准试件60-检测试件60.02-配合比2基准试件60检测试件60.02配合比3基准试件4-0检测试件44配合比