粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法

专利2026-02-03  1


本发明涉及路基材料施工质量评估,特别是涉及粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法。


背景技术:

1、粉煤灰是目前数量最大的工业固体废弃物之一,大量粉煤灰陈年久积会造成土地浪费,还会引起扬尘,污染大气,并且粉煤灰中含有的重金属也会造成地下水污染。我国煤炭发电厂众多,目前各电厂的灰场基本处于饱和或半饱和状态,废弃多年、陈化无活性的粉煤灰逐年增加。随着“无废城市”理念的提出和生态建设的推进,如何做好废弃粉煤灰的资源化利用和处置,形成生态环保型经济效益体系框架,是当前刻不容缓的紧迫任务。由于其单位重量小,渗透性较好,不易产生冻胀问题,综合成本较低,是公路工程上受欢迎的轻质填料。

2、黄河冲积平原区分布着广泛的低液限粉土,粒径均匀近球形,粘聚力很小,在压实过程中颗粒之间很难实现有效的嵌挤,压实后孔隙率仍然较大,施工质量难以把控。毛细作用强烈,季冻地区容易产生冻胀翻浆的病害,属于较差的筑路材料。但在该地区进行公路建设施工时很难不使用低液限粉土作为筑路材料,这使得后期公路容易产生路基沉降较大、路面结构受力不均匀等缺陷。

3、废弃粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料,充分利用粉煤灰的物理特性改良粉土,既可以解决粉煤灰固体废弃物的堆存问题,保护生态环境,又能解决筑路工程中的材料问题,实现“变废为宝,互利共赢”的目的。但是所包含的两种材料即粉煤灰与低液限粉土分别具有独特的压实特性和物理力学特性,其强度对压实度系数的敏感度要比土大,导致其施工质量评估困难。

4、在工程实践中,采用压实质量指标评估路基的施工质量,是保证路基应有强度和稳定性的一项最为经济有效的措施。对于细粒土路基填料,常规压实质量指标与力学指标之间存在正相关,相关性建立是关键技术之一,包括计算压实值与设计质量验收指标之间的相关系数、确定相关关系等。目前已有相关的路堤填料的压实特性及相关设计、施工规范,都是建立在粘性土的基础上的。但是对于粉煤灰固废改良低液限粉土的轻质路基材料,并没有相关的技术成果支撑,这导致压实度合格并不能保证填料强度满足设计要求,使得粉煤灰固废改良低液限粉土轻质路基材料的工程应用受到限制,严重影响工程实践。

5、目前在一些现有技术公开了有关土石混填路基材料的施工质量评价,但土石混填路基材料与粉土类路基材料的施工质量评估方法并不相同,土石混填路基材料由路基的压实度来评价路基压实质量较准确,粉土类路基材料使用cbr值衡量路基强度和稳定性较准确。对土石混填路基材料而言,现有针对路基填料的压实质量常用的现场检测方法,均存在效率低下、人为因素影响大等问题,实际操作中常常不好把握,容易引起较大误差。基于此问题,现有技术中公开了一种适用于土石混填路基材料的基于动态回弹模量的公路路基压实质量快速检测方法,即利用便携式动态回弹模量测试仪测量现场检测点的动态回弹模量,建立路基动态回弹模量值与沉降差或孔隙率的相关关系,通过测量路基动态回弹模量估算压实度,从而评估路基压实性能。

6、对粉土类路基材料而言,压实度检测方法在现场较为容易实施。但粉土类路基材料渗水性强,保水性差,密度变化频繁,现场施工时因受土质、气候、施工工艺等因素的影响,含水量难以控制,导致压实度合格并不能保证填料强度满足设计要求,即力学指标cbr值或回弹模量不一定满足要求。而现场试验测量cbr值容易受到周围环境影响,轻微震动便能影响测量百分表的正常读数,降低结果准确性和可信度。因此,需要提供一种粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,解决粉煤灰固废改良低液限粉土轻质路基材料填筑现有的技术支撑薄弱问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,包括:

3、对不同含水量的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料进行室内标准击实试验,获取粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的标准最大干密度和最佳含水率;

4、根据所述最佳含水率制备最佳含水率路基材料;

5、获取所述最佳含水率路基材料的压实度、孔隙率和cbr值,根据所述压实度、所述孔隙率和所述cbr值建立第一关系模型,所述第一关系为所述cbr值和所述压实度、所述孔隙率之间的关系模型;

6、获取待评估路段的实测压实度和实测孔隙率,利用所述第一关系模型,获取所述待评估路段的cbr估计值;

7、将所述cbr估计值与cbr设计值进行比较,对所述待评估路段的施工质量进行评价。

8、可选的,获取所述最佳含水率路基材料的压实度包括:

9、采用不同击实次数对所述最佳含水率路基材料进行室内标准击实试验,获取所述最佳含水率路基材料的干密度;

10、根据所述干密度和所述标准最大干密度的比值,获取所述压实度。

11、可选的,获取所述最佳含水率路基材料的孔隙率包括:

12、对所述最佳含水率路基材料进行比重试验,获取所述最佳含水率路基材料的比重;

13、根据所述比重和所述干密度,获取所述最佳含水率路基材料的孔隙比;

14、根据所述孔隙比,获取所述孔隙率。

15、可选的,获取所述最佳含水率路基材料的cbr值包括:

16、对所述最佳含水率路基材料进行加州承载比试验,获取所述最佳含水率路基材料的cbr值。

17、可选的,获取所述最佳含水率路基材料的孔隙比的方法为:

18、

19、其中,ds为路基材料的比重,ρd为路基材料的干密度,ρw为水的密度,e为孔隙比。

20、可选的,根据所述压实度、所述孔隙率和所述cbr值建立第一关系模型包括:

21、将所述压实度和所述孔隙率作为自变量,将所述cbr值作为因变量进行多元线性回归分析,建立所述第一关系模型。

22、可选的,建立所述第一关系模型之后包括:通过决定系数对所述第一关系模型进行评价。

23、本发明的有益效果为:本发明通过在压实度、孔隙率和cbr之间建立相关关系,只需测量施工常用检测指标压实度与孔隙率,便能预估路基性能的设计指标cbr,从而达到评价施工质量的目的;本发明在检测的准确性上,现场试验测量cbr值容易受到周围环境影响降低结果的准确性和可信度,故本发明采用易测量、准确性高的压实度和孔隙率来预估cbr值,大大提高准确性。本发明在评估的可靠性上,压实度、孔隙率和cbr之间相关关系式的相关系数在0.7以上,相关程度较强,这表明用压实度和孔隙率来预估cbr值从而评价质量施工是非常可靠的。本发明为粉煤灰固废改良低液限粉土的轻质路基材料的施工质量评估提供了强有力的支持,为该轻质路基材料的工程应用大规模推广提供技术条件。这对提高固体废弃物应用于路基的施工质量技术,保障固废填筑路基的强度和稳定性,减少沥青路面的早期破坏,加速我国绿色交通技术的发展,具有重要理论和工程现实意义。



技术特征:

1.粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,获取所述最佳含水率路基材料的压实度包括:

3.根据权利要求1所述的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,获取所述最佳含水率路基材料的孔隙率包括:

4.根据权利要求1所述的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,获取所述最佳含水率路基材料的cbr值包括:

5.根据权利要求3所述的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,获取所述最佳含水率路基材料的孔隙比的方法为:

6.根据权利要求1所述的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,根据所述压实度、所述孔隙率和所述cbr值建立第一关系模型包括:

7.根据权利要求1所述的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,其特征在于,建立所述第一关系模型之后包括:通过决定系数对所述第一关系模型进行评价。


技术总结
本发明公开了粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料的施工质量评估方法,涉及路基材料施工质量评估技术领域,包括:对不同含水量的粉煤灰改良低液限粉土轻质路基材料进行室内标准击实试验,获取标准最大干密度和最佳含水率;根据最佳含水率制备最佳含水率路基材料;获取最佳含水率路基材料的压实度、孔隙率和CBR值,根据压实度、孔隙率和CBR值建立第一关系模型;获取待评估路段的实测压实度和实测孔隙率,利用第一关系模型,获取待评估路段的CBR估计值;将CBR估计值与CBR设计值进行比较,对待评估路段的施工质量进行评价。本发明为粉煤灰固废改良低液限粉土的轻质路基材料的施工质量评估提供了强有力的支持。

技术研发人员:纪巧玲,贾秀茹,程钰,王英剑,程冠军,王晓旭,张景淳
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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