一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，如下：將單絲束狀的纖維和土壤固化劑摻入重載鐵路路基土中，其中所述單絲束狀的纖維摻量為0.05-0.5％干土重，纖維長度3-54mm；土壤固化劑摻量為3-7％干土重；土壤固化劑配方按重量配比如下：鋁硅酸鹽30-42％、鐵鋁酸鹽18-24％、硫酸鹽10-16％、亞硫酸鹽10-16％、硫鋁酸鹽16-20％、氯化物4-8％和氧化物3-6％；經(jīng)噴射加工成型、噴灑、堆填、碾壓成型、養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明具有良好的三維工程特性、水穩(wěn)定性、抗變形、抗剪、抗拉、抗裂、改善局部變形等工程特性，可用于鐵路和公路等路基工程中。
【專利說明】一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對路基填料改良方法主要有化學(xué)加固和物理加固兩種方法?；瘜W(xué)加固方法主要有水泥、石灰、粉煤灰和土壤固化劑等加固方法。物理加固方法主要以加筋為主，分為層狀或條狀加筋(如土工布、土工膜、土工格柵等)方法和空間加筋(如纖維等)方法。
[0003]作為一種廉價且高效的土壤固化劑，可使土顆粒間表面黏結(jié)并與顆粒中的礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，與傳統(tǒng)的石灰土和水泥土相比，能更好地增強(qiáng)路基土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與密實性，增強(qiáng)抵抗重載鐵路列車行駛對路基產(chǎn)生的振動反應(yīng)，提高路基的穩(wěn)定性與抗?jié)B性，也可用于路基土實施有效的固化抗振加固與防滲處理中；此外，針對地下水路塹路基防滲處理，也可采用土壤固化結(jié)構(gòu)劑技術(shù)。土壤固化劑將路基土固化后，具有顯著的抗振性、抗?jié)B性、抗凍性、耐久性等技術(shù)性能，從而被大量應(yīng)用于水利、交通、環(huán)境、港口、機(jī)場、地基、堤壩、邊坡、路基等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中。盡管土壤固化劑能使土的工程性質(zhì)得到有效地改善，但同時也存在一些缺陷，主要有固化土自身活性差、塑性收縮大，不能形成具有浸水穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得路基強(qiáng)度低、容易發(fā)生龜裂，如何提高固化土的強(qiáng)度、防止發(fā)生收縮裂縫，已經(jīng)成為固化土研究應(yīng)用中急需解決的主要問題之一。
[0004]近年來，隨著化纖工業(yè)的發(fā)展，一些物美價廉的化纖產(chǎn)品越來越多地供土木工程界選用，纖維以其高強(qiáng)度和與土體具有良好的結(jié)合性在巖土工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，因此，纖維土有著誘人的發(fā)展前景。纖維加筋方法是在土中摻入一定比例土工纖維，將土工纖維同粒狀材料緊密的摻合在一起成為具有較好的力學(xué)特性和水力學(xué)特性的三維混合料。它是廣義上的加筋土，其作用機(jī)理與一般加筋土有類似之處，纖維材料與土顆粒之間的摩阻力或咬合力來限制土體的變位；雖然纖維土是加筋土的一個重要分支，但這種新型的土體補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，也有與一般層狀或條狀加筋土不同之處，纖維與土顆粒之間會形成空間骨架結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生空間約束力，構(gòu)成三維復(fù)合體，整體共同受力、協(xié)調(diào)變形,近似視為各向同性材料，可控制土體各方向可能出現(xiàn)的變形。與一般的加筋土和穩(wěn)定土相比，具有以下特性:(I)一般加筋土使用的材料是層狀或條狀筋條，筋條在土中大都是定向排列(水平向布置)，因而只能控制土體的側(cè)向變位；而纖維土所用的材料是具有較高抗拉強(qiáng)度的單絲束狀纖維，纖維近似均勻地、彎曲地、交織地散布于土中表現(xiàn)出多方向性、全方位性，因此，纖維土不僅可以限制土體的側(cè)向變形，也可以控制土體的豎向變形，它具有一般加筋土所沒有近似各向同性的力學(xué)性質(zhì)以及良好的工程性質(zhì)。因此，可應(yīng)用于三維工程結(jié)構(gòu)中，可控制土體各方向上可能出現(xiàn)的變形，適宜于解決土木工程中經(jīng)常出現(xiàn)的變形問題。(2)纖維這種材料，在荷載作用下，能改善應(yīng)力傳播和應(yīng)變分布，避免土體形變過程中的不連續(xù)性，改善土體的受力性能。纖維還能有效地改善土體的微結(jié)構(gòu)，提高土體抗剪強(qiáng)度、抗拉應(yīng)力、抗裂能力，明顯提高其后期強(qiáng)度，彌補(bǔ)土體多孔性、散體性、易裂性、易損傷的缺陷，為土工結(jié)構(gòu)的變形提供極好的韌性和柔軟性，有助于降低河堤和回填土的側(cè)面壓力。(3)從力學(xué)觀點看，纖維土是一種均質(zhì)的、非剛性的、不脆裂能適應(yīng)地基和路基變形的新材料，可抑制因沉降差引起局部變形的情況。因此，纖維土在公路、鐵路的基礎(chǔ)層、軟弱地基的改善及抗震建筑中可大顯身手。(4)從水力學(xué)觀點看，纖維非常細(xì)小，與土顆粒均勻混合，形成的纖維土具有很好的三維滲流網(wǎng)，可改善土體內(nèi)部抗侵蝕能力。因此，用纖維來加固有水滲流的邊坡工程是十分合理的。這一優(yōu)點也使纖維土在土壩、擋土墻、土壩的排(滲)水工程中有效地改善土體內(nèi)部的水穩(wěn)性。(5)纖維土不會像一般加筋土因為加筋方向和加筋間距在土體中形成一些潛在的薄弱面或薄弱方向。纖維的彎曲交織效果使得纖維土在承受外力時，表現(xiàn)出更大的整體性、受力范圍和比較均勻的應(yīng)力狀態(tài)。因此，纖維土技術(shù)的應(yīng)用范圍要比一般土工加筋技術(shù)廣泛。(6)纖維土與其他方式加筋土相比，施工過程簡單；與石灰土、水泥土相比，拌合時也不會對人體產(chǎn)生危害；壓實方法及標(biāo)準(zhǔn)與一般土相同。不僅適合于一般類土，而且也適用于豎向變形較大的凍融土、濕陷性黃土、砂性土、軟土等領(lǐng)域，不僅適用于這些土的房屋地基加固，而且也適合于鐵路、公路等路堤填方工程中?？删偷厝〔模?jié)省材料運(yùn)費(fèi)，因此，研究經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的纖維土工程設(shè)計理論和方法具有重要意義，在巖土工程領(lǐng)域中有著非常廣闊的發(fā)展前景。盡管纖維加筋土存在很多優(yōu)點，但仍存在一些不足:(I)纖維在固化土中分布的均勻性問題難以得到控制，及混合時纖維輕質(zhì)會存在飄逸現(xiàn)象。(2)纖維的加筋作用主要體現(xiàn)在粘聚力的增加,而內(nèi)摩擦角增加并不明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]基于以上不足之處，本發(fā)明的目的是:提供一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，能夠進(jìn)一步顯著提高路基土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗振性、抗風(fēng)蝕性、穩(wěn)定性、耐久性(即具有很好的三維力學(xué)特性、水力學(xué)特性)，并有效限制路基的側(cè)向變形、控制路基的沉降變形。同時，也能解決單一固化劑加固存在的固化土強(qiáng)度低、易開裂的問題，因而，提出了纖維和固化劑共同加固重載鐵路路基土的復(fù)合加固的技術(shù)。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)如下:一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，如下:將單絲束狀的纖維和土壤固化劑摻入重載鐵路路基土中，其中所述纖維摻量為0.05-0.5%干土重，纖維長度3-54_ ;土壤固化劑摻量為3-7%干土重，固化劑配方按重量配比如下:鋁硅酸鹽30-42 %、鐵鋁酸鹽18-24%、硫酸鹽10_16%、亞硫酸鹽10_16%、硫鋁酸鹽16-20%、氯化物4-8%和氧化物3-6%。
[0007]對于加固面積比較小，采用噴射混合法，先將土壤固化劑和土在攪拌機(jī)中均勻拌合得到固化土，再將纖維、固化土分別放入噴射設(shè)備的噴射桶內(nèi)，噴射、堆填、碾壓成型、養(yǎng)護(hù)；對于施工現(xiàn)場需要大規(guī)模路基處理工程或邊坡處理工程，采用如下施工方法:
[0008](I)層層鋪設(shè)型:依次為地基上或路基上鋪松填土，攤鋪土壤固化劑，然后翻拌填土與土壤固化劑，再沿路基橫向定向?qū)訝钿仦⒁粚永w維；根據(jù)實際需要設(shè)計方案，繼續(xù)重復(fù)以上步驟，然后表面整平、機(jī)械碾壓成型、養(yǎng)護(hù)；
[0009](2)拌合均勻型:首先在施工現(xiàn)場將固化劑和填土均勻拌合得到固化土，然后在施工現(xiàn)場將纖維噴射施工作業(yè)，再將纖維與固化土拌合，之后整平、碾壓、養(yǎng)護(hù)；
[0010]所述的養(yǎng)護(hù)時間7-14天，以達(dá)到重載鐵路路基強(qiáng)度的要求；
[0011]所述的鋁硅酸鹽是鋁硅酸鈉與鋁硅酸鈣的混合物，重量比為3: 4?5;
[0012]所述的鐵鋁酸鹽是鐵鋁酸鈣與鐵鋁酸四鈣的混合物，重量比為4: 3?4;
[0013]所述的硫酸鹽是硫酸鈉、硫酸鈣與硫酸鋁的混合物，重量比為3: 3?4: 5;
[0014]所述的亞硫酸鹽是亞硫酸鹽鋁、亞硫酸鹽鈉與亞硫酸鹽鈣的混合物，重量比為3 ?4: 4: 5 ;
[0015]所述的硫鋁酸鹽是硫鋁酸鈣、硫鋁酸四鈣與硫鋁酸鋇鈣的混合物，重量比為
3: 3 ?5: 4 ;
[0016]所述的氯化物是氯化鈉、氯化鎂與三氯化鋁的混合物，重量比為2: 4: 3?5;
[0017]所述的氧化物是氧化鎂與氧化鋁的混合物，重量比為3: 4?5。
[0018]本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征:
[0019]所述的纖維采用聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維其中的一種、或幾種任意長度與比例混合；纖維長度3-36mm，纖維摻量0.05% -0.3%干土重。
[0020]本發(fā)明采用纖維加筋和土壤固化劑相結(jié)合的方法，將纖維和土壤固化劑摻入工程土中，纖維表面具有粗糙凹槽，可與固化體形成嵌入接觸。當(dāng)固化體受到拉應(yīng)力作用時，在纖維表面形成摩擦力、黏結(jié)力和互鎖力，從而阻止固化體發(fā)生裂隙擴(kuò)展和變形破壞，提高了固化體的抗拉強(qiáng)度。實際上，由于在固化體內(nèi)部單絲分散分布著大量纖維，這些纖維相互交錯形成空間網(wǎng)絡(luò)，類似于一張土體加筋網(wǎng)，將固化顆粒物包裹聯(lián)結(jié)在一起，提高了固化體的均質(zhì)性和整體性，力學(xué)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。纖維結(jié)構(gòu)網(wǎng)為適應(yīng)固化體的脹縮會發(fā)生相應(yīng)的變形，從而可吸收和消耗固化體脹縮產(chǎn)生的能量，因而減小固化體的應(yīng)力集中，阻止微裂縫的擴(kuò)展，提高了固化體的斷裂韌性，也提高了固化體的抗拉強(qiáng)度。由于纖維交錯組成的結(jié)構(gòu)網(wǎng)具有吸收和消耗固化體變形能特性，因而固化體表現(xiàn)出明顯的黏塑性特征，且固化體在發(fā)生損傷破壞后具有一定的自修復(fù)功能，可有效控制其內(nèi)部裂隙的擴(kuò)展。另外，纖維均勻分布在固化體中，彼此相黏連的大量纖維起到承托骨料的作用，提高了固化體的密實度和黏聚性，并使固化體孔隙大大減小，從而提高了固化體抗?jié)B能力。摻入適量聚丙烯纖維后，原本為脆性顯著的材料，將其改變?yōu)樵鰪?qiáng)增韌的彈塑性體材料，其彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彎折強(qiáng)度、彎折韌度、抗?jié)B與抗凍性、耐疲勞與耐久性等一系列主要性能，均比不摻入纖維固化土類材料的性能有顯著提高。本發(fā)明可廣泛用于整治邊坡、修建擋墻、加固路基、處理軟基、抵抗沖擊、降低噪聲等工程中。本發(fā)明具有很高的實用性，不僅可用于鐵路和公路交通工程的路基穩(wěn)定性與病害控制，還可用于地基、邊坡、堤壩、隧道、地鐵等防滲加固與穩(wěn)定控制、病害處理中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為混合噴射施工方法施工順序示意圖的第一步:固化劑和填土顆粒攪拌加工成固化土 ；
[0022]圖2為混合噴射施工方法施工順序示意圖的第二步:噴射、加工成纖維固化土成品;
[0023]圖3為混合噴射施工方法施工順序示意圖的第三步:攤鋪纖維固化土 ；
[0024]圖4為混合噴射施工方法施工順序示意圖的第四步:碾壓成型；
[0025]圖5為混合噴射施工方法施工順序示意圖的第五步:包邊；
[0026]圖6為不同改良方案試樣的軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變關(guān)系曲線圖；
[0027](注:路基填土、纖維土、固化土、纖維固化土，其中路基填土為未摻纖維和固化劑的素土，纖維土為纖維長度9_、纖維摻量0.3 %，固化土為固化劑摻量5 %，養(yǎng)護(hù)齡期28天，纖維固化土為纖維長度9_、纖維摻量0.3%、固化劑摻量5%、養(yǎng)護(hù)齡期為28天)
[0028]圖7為束狀單絲纖維在固化土中的分布情況圖；
[0029]圖8路基填土破壞形式圖；
[0030]圖9纖維土破壞形式圖；(注:纖維長度9mm，纖維摻量0.3% )
[0031]圖10固化土破壞形式圖；(注:固化劑摻量5%，養(yǎng)護(hù)齡期28天)
[0032]圖11纖維固化土破壞形式圖；(注:纖維長度9mm，纖維摻量0.3%，固化劑摻量5%，養(yǎng)護(hù)齡期28天)
【具體實施方式】
[0033]實施例1
[0034]一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，如下:將單絲束狀的纖維和土壤固化劑摻入重載鐵路路基土中，其中所述單絲束狀的纖維摻量為0.05-0.5%干土重，纖維長度3-54_ ;土壤固化劑摻量為3-7%干土重，土壤固化劑配方按重量配比如下:鋁硅酸鹽30-42 %、鐵鋁酸鹽18-24 %、硫酸鹽10-16 %、亞硫酸鹽10-16 %、硫鋁酸鹽16-20 %、氯化物4-8%和氧化物3-6%。
[0035]所述的鋁硅酸鹽是鋁硅酸鈉與鋁硅酸鈣的混合物，重量比為3: 4 ；
[0036]所述的鐵鋁酸鹽是鐵鋁酸鈣與鐵鋁酸四鈣的混合物，重量比為4: 3；
[0037]所述的硫酸鹽是硫酸鈉、硫酸鈣與硫酸鋁的混合物，重量比為3:3:5;
[0038]所述的亞硫酸鹽是亞硫酸鹽鋁、亞硫酸鹽鈉與亞硫酸鹽鈣的混合物，重量比為3:4:5;
[0039]所述的硫鋁酸鹽是硫鋁酸鈣、硫鋁酸四鈣與硫鋁酸鋇鈣的混合物，重量比為3:3:4;
[0040]所述的氯化物是氯化鈉、氯化鎂與三氯化鋁的混合物，重量比為2:4:3;
[0041]所述的氧化物是氧化鎂與氧化鋁的混合物，重量比為3: 5。
[0042]本發(fā)明方法中結(jié)合料(纖維、土壤固化劑和路基土的)的混合方法，按施工規(guī)模分為兩類:噴射混合法和現(xiàn)場拌合法。小規(guī)模路基處理工程，加固面積比較小，作業(yè)場地比較狹小的施工現(xiàn)場，可采用噴射混合法，先將土壤固化劑和填土在攪拌機(jī)中均勻拌合得到固化土，在將纖維、固化土分別放入絲土噴射設(shè)備的噴射桶內(nèi)，纖維和固化土按所需的加固方案設(shè)計風(fēng)壓噴射一次成型，在將加工好的成品土直接運(yùn)送到施工現(xiàn)場噴灑、堆填、碾壓成型、養(yǎng)護(hù)。對施工現(xiàn)場需要大規(guī)模路基處理工程或邊坡處理工程應(yīng)采用現(xiàn)場拌合方法，有兩種:(1)層層鋪設(shè)型。采用先在施工現(xiàn)場進(jìn)行土壤固化劑和填土均勻拌合得到固化土，再沿路基橫向定向?qū)訝钿仦⒁粚永w維；根據(jù)實際需要設(shè)計方案，繼續(xù)重復(fù)以上步驟，然后表面整平、機(jī)械碾壓成型、養(yǎng)護(hù)；分層碾壓以需要加固厚度范圍內(nèi)中的一層為例，依次為地基上或路基上鋪松填土(h/2層厚)、攤鋪土壤固化劑、土壤固化劑翻拌、路基橫向定向?qū)訝钿仦⒁粚永w維、鋪松填土(h/2層厚處)、攤鋪土壤固化劑、土壤固化劑翻拌、表面整平、機(jī)械碾壓成型、養(yǎng)護(hù)；
[0043](2)拌合均勻型。采用先在施工現(xiàn)場進(jìn)行土壤固化劑和填土均勻拌合得到固化土，直接在施工現(xiàn)場將纖維噴射施工作業(yè)，再將纖維與固化土拌合，之后整平、碾壓、養(yǎng)護(hù)；依次為鋪松填土、攤鋪土壤固化劑、土壤固化劑翻拌、噴射纖維、纖維拌合、表面整平、機(jī)械碾壓成型、養(yǎng)護(hù)。
[0044]噴射混合是先將土壤固化劑和填土在攪拌機(jī)中均勻拌合得到固化土，然后采用一種專用的噴射設(shè)備絲土噴灑儀，此儀器由進(jìn)料口、傳輸裝置、噴料口、噴嘴組成，首先從進(jìn)料口進(jìn)料，利用傳輸裝置輸送原料(固化土)到施工高度的噴料口，纖維以纖維錠放在設(shè)有筒子架的密封箱內(nèi)由直升機(jī)提升到施工高度，纖維與固化土各設(shè)定好一個指定的最佳壓力，由氣壓噴射機(jī)噴射作業(yè)，一般噴射10-20個噴嘴噴射纖維，將纖維和固化土橡皮管左右來回噴射，使纖維均勻分布在固化土中成近似三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場拌合分為兩種:(I)層層鋪設(shè)型。先采用釘齒耙將土壤固化劑和填土進(jìn)行2-4遍的翻拌，然后采用壓力氣壓噴射機(jī)將纖維沿路基橫向定向?qū)訝钿仦⒌焦袒帘砻?，再鋪松填土?2)拌合均勻型。先采用釘齒耙將土壤固化劑和填土進(jìn)行2-4遍的翻拌，然后采用壓力氣壓噴射機(jī)將纖維噴射到固化土表面，再采用釘齒耙將纖維單絲和固化土在進(jìn)行2-4遍的翻松。
[0045]所述的纖維采用聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維其中的一種、或幾種任意長度與比例混合；纖維長度3-36mm，纖維摻量0.05% -0.3%干土重。例如聚丙烯纖維3mm、纖維摻量0.1% +聚酯纖維9mm、纖維摻量0.2% +聚腈纖維18mm、纖維摻量
0.3%的方案。
[0046]選用的纖維具有優(yōu)異的抗拉特性和抗腐蝕特性，經(jīng)特殊工藝制造，具有強(qiáng)度高、耐酸堿腐蝕和抗老化特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定好，有很好的分散性，因此，纖維可采用高分子樹脂纖維，可選取聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維等。
[0047]實施例2
[0048]本發(fā)明的實施方案是:先將土壤固化劑與路基土拌合均勻形成固化土，然后再將纖維摻入到固化土內(nèi)近似形成三維纖維加筋固化土。由于土壤固化劑與路基土之間膠結(jié)或礦物反應(yīng)水化結(jié)晶的程度與時間有關(guān)，因此，纖維固化土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗裂性、抗振性、抗?jié)B性和穩(wěn)定性等工程性質(zhì)受養(yǎng)護(hù)齡期的影響，但其養(yǎng)護(hù)時間和養(yǎng)護(hù)條件與固化土是一樣的。
[0049]纖維固化土補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理包括兩部分:⑴土壤固化劑對路基土的增強(qiáng)機(jī)理。一是，土壤固化劑與路基土中活性成分反應(yīng)固化。土壤固化劑與路基土中礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成高強(qiáng)度的化學(xué)鍵，及酸性物質(zhì)對礦物的激發(fā)作用；二是，土壤固化劑本身水化產(chǎn)生的粘接作用。土壤固化劑中有機(jī)高聚物分子對礦物產(chǎn)生吸附和物理纏繞作用。礦物表面被侵蝕，粗糙的表面易于吸附其它異性成分，有助于有機(jī)高聚物分子對它的吸附和纏繞。土壤固化劑和路基土之間的化學(xué)過程和物理化學(xué)過程，產(chǎn)生的固化劑本身的凝結(jié)硬化、固化劑與路基土之間的離子交換反應(yīng)和固化劑本身含有微膨脹成分對路基土的填充效應(yīng)，能使土體的力學(xué)性能、抗?jié)B性能、耐久性能等工程性能得以改善。(2)纖維對路基土的增強(qiáng)作用機(jī)制。纖維由于表面具有粗糙凹槽，可與固化體形成嵌入接觸。當(dāng)固化體受到拉應(yīng)力作用時，在纖維表面形成摩擦力、黏結(jié)力和互鎖力，從而阻止固化體裂隙的擴(kuò)展和土體的變形破壞，提高了固化體的抗拉強(qiáng)度、斷裂韌度和抗沖擊性。纖維在固化體內(nèi)部單絲分散分布，其相互交錯形成一個空間網(wǎng)絡(luò)，類似于土體加筋網(wǎng)，將固化顆粒物包裹聯(lián)結(jié)在一起，提高了固化體的均質(zhì)性和整體性，力學(xué)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。
[0050]纖維加筋固化土的特點主要是:(I)纖維加筋固化土具有很高的強(qiáng)度、韌性、抗變形能力、抗剪性、抗拉性、抗沖擊性、抗裂性、改善局部變形等工程特性，其破壞從固化體的脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐那矣泻芨叩臍堄鄰?qiáng)度；(2)加筋后的固化土具有很好的三維工程特性，良好的水穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性和低脹縮性；(3)在滿足強(qiáng)度要求的情況下，纖維的摻入可以適當(dāng)?shù)臏p少固化劑的用量；(4)可就地取材，減少砂石用量，節(jié)省成本，施工工藝比較簡單，也可縮短工期，無環(huán)境污染，節(jié)能環(huán)保，延長道路使用壽命，降低后期養(yǎng)護(hù)成本，可用于鐵路和公路等路基、整治邊坡、修建擋墻、加固路堤、處理軟基、抵抗沖擊、抗震建筑、河堤、土壩、降低噪聲等工程中。
[0051]實施例3
[0052](一 )纖維選取
[0053]目前用于固化土增強(qiáng)的纖維種類很多?？紤]工程實踐情況，需滿足以下要求:(I)化學(xué)特性要求。要求纖維有耐酸堿腐蝕和抗老化特性，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可保證纖維在固化體中長期發(fā)揮功效，保持固化體優(yōu)良性能。(2)物理力學(xué)要求。纖維具有很好的分散性，良好的握裹力和相容性，很高的強(qiáng)度，特別是優(yōu)異的抗拉特性。
[0054]( 二)施工工藝
[0055]在本發(fā)明的施工工藝上，最關(guān)鍵施工工藝是纖維與固化土的混合均勻性問題。按施工規(guī)模對纖維固化土的需求上將混合工藝分為:噴射混合和現(xiàn)場拌合。
[0056]對于施工規(guī)模比較小和作業(yè)場地比較狹小的工程，可采用噴射混合法。如絲土噴射儀，一次噴射成型的加工工藝，不需攪拌。纖維表面可用耦聯(lián)劑對其進(jìn)行處理。
[0057]由于我們選取的土料為粘聚力比較低的松散顆粒，多為砂土。噴射時，先將固化劑和土顆粒在攪拌機(jī)混合均勻，再將纖維和固化土按所需的量利用風(fēng)壓機(jī)施加風(fēng)壓，分別噴射一次成型的成品加工工藝。噴射混合好的成品土料，即可運(yùn)輸現(xiàn)場使用。
[0058]對于施工規(guī)模比較大的項目，纖維和固化土的拌合可采用現(xiàn)場拌合的方法，其施工工藝分以下幾步:
[0059](I)平整填土，松鋪厚度25-35cm，壓實度達(dá)最大干密度的0.95。
[0060](2)根據(jù)我們所選取的固化劑摻量，把固化劑均勻的攤鋪在填土層上表面，然后將表面整平，保持整個層面上厚度的均勻。
[0061](3)使用釘齒耙將固化劑攤鋪層向土內(nèi)翻拌2-4遍。當(dāng)固化劑和填土拌合達(dá)到基本均勻，整平路基土表面。
[0062](4)利用氣壓按所需的纖維摻量將纖維均勻地噴射到固化土表面。拌合均勻型不限定纖維排列方向，但對層層鋪設(shè)型纖維是沿路基橫向方向定向排列。
[0063](5)使用釘齒耙將纖維與固化劑攤鋪層向土內(nèi)翻拌2-4遍。當(dāng)纖維和固化土拌合達(dá)到基本均勻，整平表面。(層層鋪設(shè)型忽略)。
[0064](6)采用振動碾壓機(jī)對纖維固化土路基碾壓2-4遍。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，其特征是，方法如下:將單絲束狀的纖維和土壤固化劑摻入重載鐵路路基土中，其中所述單絲束狀的纖維摻量為0.05-0.5%干土重，纖維長度3-54_;土壤固化劑摻量為3-7%干土重，土壤固化劑配方按重量配比如下:鋁硅酸鹽30-42%、鐵鋁酸鹽18-24%、硫酸鹽10_16%、亞硫酸鹽10_16%、硫鋁酸鹽16-20%、氯化物4-8%和氧化物3-6%。 對于加固面積比較小，采用噴射混合法，先將土壤固化劑和土在攪拌機(jī)中均勻拌合得到固化土，再將纖維、固化土分別放入噴射設(shè)備的噴射桶內(nèi)，噴射、堆填、碾壓成型、養(yǎng)護(hù)； 對于施工現(xiàn)場需要大規(guī)模路基處理工程或邊坡處理工程，采用如下施工方法: (1)層層鋪設(shè)型:依次為地基上或路基上鋪松填土，攤鋪土壤固化劑，然后翻拌填土與土壤固化劑，再沿路基橫向定向?qū)訝钿仦⒁粚永w維；根據(jù)實際需要設(shè)計方案，繼續(xù)重復(fù)以上步驟，然后表面整平、機(jī)械碾壓成型、養(yǎng)護(hù)； (2)拌合均勻型:首先在施工現(xiàn)場將固化劑和填土均勻拌合得到固化土，然后在施工現(xiàn)場將纖維噴射施工作業(yè)，再將纖維與固化土拌合，之后整平、碾壓、養(yǎng)護(hù)； 所述的養(yǎng)護(hù)時間7-14天，以達(dá)到重載鐵路路基強(qiáng)度的要求； 所述的鋁硅酸鹽是鋁硅酸鈉與鋁硅酸鈣的混合物，重量比為3: 4?5; 所述的鐵鋁酸鹽是鐵鋁酸鈣與鐵鋁酸四鈣的混合物，重量比為4: 3?4; 所述的硫酸鹽是硫酸鈉、硫酸鈣與硫酸鋁的混合物，重量比為3: 3?4: 5; 所述的亞硫酸鹽是亞硫酸鹽鋁、亞硫酸鹽鈉與亞硫酸鹽鈣的混合物，重量比為3?4:4:5; 所述的硫鋁酸鹽是硫鋁酸鈣、硫鋁酸四鈣與硫鋁酸鋇鈣的混合物，重量比為3: 3?5:4; 所述的氯化物是氯化鈉、氯化鎂與三氯化鋁的混合物，重量比為2: 4: 3?5; 所述的氧化物是氧化鎂與氧化鋁的混合物，重量比為3: 4?5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，其特征在于:所述的纖維采用聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維其中的一種、或幾種任意長度與比例混合；纖維長度3-36mm，纖維摻量0.05% -0.3%干土重。
【文檔編號】E01B2/00GK104358198SQ201410489748
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】趙瑩瑩, 凌賢長 申請人:趙瑩瑩, 凌賢長