CN112726310A - 一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，包括路基基体，所述路基基体内设有多层加筋层，多层加筋层由下至上间隔铺设，相邻加筋层之间压实设置路基填料，所述路基填料为砼类建筑垃圾混合土。所述砼类建筑垃圾混合土由砼类建筑垃圾颗粒和砂土混合而成。以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料可以改善因环保政策导致材料紧缺的现状，满足市场对大颗粒回填材料的需求。

Description

一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基及其施 工方法

技术领域

本发明涉及一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，还涉及该加筋路基的施工方法。

背景技术

随着我国基础建设的不断发展，城市拆迁建筑越来越多，建筑垃圾已占到城市垃圾35%以上。虽然已有研究被应用在各个领域上，但依旧留余大量建筑垃圾被露天堆放或填埋填埋。需要大量的经费来清理和维护，同时在处理过程中产生的粉尘、灰砂等又造成了环境污染。目前我国的环保政策和资源的枯竭限制了天然石料的使用，严重拖延城市建设。

建筑垃圾中砼类建筑垃圾占具极高的成分约为40%~60%，回填处理可以有效使用大量的建筑垃圾，节省大量经济。如一项中国专利公开了一种掺杂建筑垃圾加筋减震路基及施工技术方法，其应用建筑垃圾、废旧塑料瓶和废旧轮胎的回收再利用，降低成本和温室效应，提高了路基抗震性能。但是制作工艺繁琐，许多建筑垃圾粒径过大，无法填入塑料瓶中，具有一定的局限性，因此在施工流程上需要进一步简化。

目前在公路建设中经常使用加筋路基限制土体侧向位移，提高路基承载能力，减少路基填筑后的地基不均匀沉降，从而达到提高路基整体稳定性的目的。在路基回填材料上前人已经做了相关的研究，如一项中国专利公开了一种稻壳灰加筋路基及其施工方法，其应用农业废弃物的稻壳作为回填材料，大幅减少环境压力。但是道路建设一般与稻壳产地相隔较远，需要额外的运输制备，且填料颗粒较小市场空间占比不大，不利于进行推广应用，因此需要进一波改进。再如一项中国专利公开了复合加筋路基及其施工方法，但是其复合加筋工艺繁琐，再道路领域需要耗费大量的人力和物力去绑扎格栅，并不适用于工程应用需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基。该加筋路基不仅实现了对城市拆迁后的建筑垃圾进行循环利用，降低了路基回填的的施工成本，且具有良好的抗剪强度。

为此，本发明提供的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，包括路基基体和铺设在路基基体上的路面层，所述路基基体内设有多层加筋层，多层加筋层由下至上间隔铺设，相邻加筋层之间压实设置路基填料，所述路基填料为砼类建筑垃圾混合土。所述砼类建筑垃圾混合土由砼类建筑垃圾颗粒和砂土混合而成。

本发明中，加筋路基采用以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料，而砼类建筑垃圾混合土是将城市拆迁后的混凝土块作为填料成分，减少环境污染以及建筑垃圾囤积导致的占地问题，为砼类建筑垃圾无害化和资源化处置提供了一种新的途径。实现了对城市拆迁后的建筑垃圾进行循环利用，降低了路基回填的的施工成本。同时加筋路基结构简单，具有良好的抗剪强度，且施工方便。

附图说明

图1为本发明提供的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的剖面结构示意图；

图2为图1提供的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基中砼类建筑垃圾混合土制备流程示意图；

图3为图1提供的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工流程示意图；

图4为图1提供的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基中砼类建筑垃圾配比示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-4所示，本发明提供一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，包括路基基体1和铺设在路基基体上的路面层2。所述路基基体1内设有多层加筋层，多层加筋层由下至上间隔铺设，相邻加筋层之间压实设置路基填料3。

所述加筋层由双向土工格栅层构成，所述双向土工格栅层拉拔系数在0.64~0.90，横向极限延伸率9.7%纵向极限延伸率8.5%。所述加筋层数量为3-4层，加筋层包括底层加筋层4、中间加筋层5和顶层加筋层6，所述底层加筋层4铺设在路基基体1底部，所述底层加筋层4为隔离层铺设与地基8表面。所述顶层加筋层6铺设位于路面层下表面，中间加筋层5均匀间隔分布在底层加筋层4和顶层加筋层6之间。双向土工格栅具有较高的刚度，可以增大剪切模量和轴向刚度。铺设过程可以通过与土体的竖向摩擦来减少土体的沉降，可以提高抗震性能，减少因为震动而导致填料外翻，使路基使用寿命大幅提升。

所述路基填料3为砼类建筑垃圾混合土。所述砼类建筑垃圾混合土由砼类建筑垃圾颗粒和砂土混合而成。所述路基填料粒径为0.06～40.0mm，相邻加筋层之间的路基填料压实度为96％以上，相邻加筋层之间的路基填料的厚度为0.6M。

本发明中的加筋路基使用了砼类建筑垃圾作为路基填料3的原料，将城市拆迁后的混凝土块作为填料成分应用于路基建设，减少环境污染以及建筑垃圾囤积导致的占地问题，为砼类建筑垃圾无害化和资源化处置提供了一种新的途径。充分利用建筑垃圾普遍性大幅度使用建筑垃圾，实现了对城市拆迁后的建筑垃圾进行循环利用，降低了路基回填的的施工成本。能够改善因环保政策导致材料紧缺的现状，主要满足市场对大颗粒回填材料的需求。砼类建筑垃圾混合土经过双向土工格栅的加强处理，能够提高地基承载力、增强路堤的整体性和稳定性。

本发明提供一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，步骤如下，

（1）将施工场地地基8进行平整处理，清除填方范围内30cm的种植土以及其他突出部分，将施工场地平整压实。精确放出路基1边坡线，为了保证路基宽度，每侧各加宽0.5m，地基8的压实度不小于96%；

（2）在地基8上铺设底层加筋层4作为隔离层，所述隔离层将地基土与填料颗粒隔离，铺设平整无褶皱。底层加筋层4通过插钉及土石压重固定，所述加筋层为土工格栅层，土工格栅层由多幅双向土工格栅组成，相邻土工格栅之间搭接宽度不小于25cm，搭接部分由高强钢筋丝绑扎搭接，土工格栅搭接部分横向每隔1m用高强钢筋丝进行穿插连接；

（3）制备路基填料3，所述路基填料为砼类建筑垃圾混合土。砼类建筑垃圾混合土由砼类建筑垃圾颗粒和砂土按照7：3的质量比混合而成，填料4的无侧限抗压强度，抗剪能力都表现良好。

（4）底层加筋层4铺设定位后，在底层加筋层上摊铺路基填料3，并对路基填料3进行整平和压实，路基填料裸露时间应在48小时以内。所述路基填料摊铺顺序是先两侧后中间，铺设填料过程中适量洒水，静置一段时间后进行碾压夯实，而后对填料进行整平和压实。使压实后填料的厚度达到0.6m，压实度达到96％以上，含水率控制在10.0～15.0％左右。

压实路基填料采用分层碾压的方式，分层厚度在25-30CM之间，每铺设25-30CM的路基填料进行压实，碾压时由外到中间碾压，压实度必须达到96％以上。分层铺设并碾压直至路基填料达到预定厚度。

（5）第一层路基填料整平压实完成后，铺设下一层加筋层，按照先铺设加筋层再洒水静置夯实填料的顺序循环铺设，直至顶层加筋层6铺设完毕。除底层加筋层4外，中间加筋层5和顶层加筋层6的土工格栅层的两端部均向下翻铺，形成拱形结构，大幅提高耐久性，提高使用寿命。翻铺部分7为0.3m，翻铺部分7与相邻边坡平行，翻铺部分外侧培土0.3～0.5m。翻铺部分侧向限制可以加强对土体的约束力提高抗剪能力。同时防滑、防变形、有效的增强路基的承载能力和分散荷载作用。

（6）在顶层加筋层6填筑路面层2，顶层加筋层6位于路面层2的地面，加筋路基铺设完成。

本发明提供另一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，与第一种施工方法基本相同，区别在于：步骤(4)中，铺设填料过程中适量洒水溶液，所述水溶液为产脲酶微生物悬浮液，产脲酶微生物悬浮液浓度为5.0 ~ 7.0×10 7 个/mL。水和空气的进入使休眠中的产脲酶微生物恢复新陈代谢从而产生尿素酶，将尿素分解为 NH 4 +和 CO 3 2+ ，进而矿化沉积碳酸钙，对砼类垃圾颗粒自身上的裂缝、孔洞，和砼类建筑垃圾颗粒与砂土之间的粘结薄弱区进行自修复，实现提高再生混凝土的力学性能的效果。从而达到自行诊断和修复再生混凝土裂缝，提高再生混凝土抗渗性能的目的。

上述一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基中路基填料制备的步骤如下:

（1）在建筑垃圾中挑选出砼类建筑垃圾，将砼类建筑垃圾破碎成砼类建筑垃圾颗粒。所述砼类建筑垃圾洛杉矶磨耗率为15.2%，远小于《高速铁路路基工程施工质量验收标准》规定的30%。砼类建筑垃圾耐磨损，化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱，适用于不同土质条件。

砼类建筑垃圾进行现场大型直剪试验以及实验室大三轴试验，获得砼类建筑垃圾的内聚力为6.36KPa~9.8KPa、内摩擦角是52.21° ~55.50° 、变形在0.5%~1%、模量在101MPa~115MPa。砼类建筑垃圾的有机质含量小于5%，易溶盐的含量小于0.5%，腐殖质的含量小于5%。

（2）通过筛分法和块度直径测量法获取建筑筛分并获取相应物理力学性质指标的砼类建筑垃圾颗粒，所述砼类建筑垃圾颗粒物理力学性质指标中不均匀系数Cu=为10.33-13.67，曲率系数=2.10-2.44。

（3）砼类建筑垃圾颗粒与砂土混合制成路基填料，砼类建筑垃圾颗粒与砂土的质量比为7：3，填料粒径为0.06-40.0MM，填料的含水量为 10.0～15.0％。严格控制路基填料含水量，避免雨期施工砼类建筑垃圾颗粒与砂土的混合料采用搅拌机均匀搅拌制成路基填料，即砼类建筑垃圾混合土。所述砼类建筑垃圾混合土最小CBR值为38%。

上述路基填料砼类建筑垃圾混合土中砼类建筑垃圾颗粒的第一实施例的级配为：粒径37.5mm,通过百分率为100%；粒径19.0mm,通过百分率为70%；粒径9.5mm,通过百分率为50%；粒径4.75mm,通过百分率为30%；粒径0.06mm,通过百分率为10%。

内摩擦角为55.50°，混合30%砂土后黏聚力为9.80kpa，砼类建筑垃圾颗粒与砂土混合后强度为43.5%。

上述路基填料砼类建筑垃圾混合土中砼类建筑垃圾颗粒的第二实施例的级配为：粒径37.5mm,通过百分率为100%；粒径19.0mm,通过百分率为75%；粒径9.5mm,通过百分率为55%；粒径4.75mm,通过百分率为35%；粒径0.06mm,通过百分率为10%。内摩擦角为52.72°，混合30%砂土后黏聚力为7.49kpa，砼类建筑垃圾颗粒与砂土混合后强度为40.4%。

上述路基填料砼类建筑垃圾混合土中砼类建筑垃圾颗粒的第三实施例的级配为：粒径37.5mm,通过百分率为100%；粒径19.0mm,通过百分率为80%；粒径9.5mm,通过百分率为60%；粒径4.75mm,通过百分率为40%；粒径0.06mm,通过百分率为10%；内摩擦角为52.21°，混合30%砂土后黏聚力为6.75kpa，砼类建筑垃圾颗粒与砂土混合后强度为38.2%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，其特征是：包括路基基体和铺设在路基基体上的路面层，所述路基基体内设有多层加筋层，多层加筋层由下至上间隔铺设，相邻加筋层之间压实设置路基填料，所述路基填料为砼类建筑垃圾混合土,所述砼类建筑垃圾混合土由砼类建筑垃圾颗粒和砂土混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，其特征是：所述加筋层由双向土工格栅层构成，所述双向土工格栅层拉拔系数在0.64~0.90，横向极限延伸率9.7%纵向极限延伸率8.5%。

3.根据权利要求1或2所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，其特征是：所述加筋层数量为3-4层，加筋层包括底层加筋层、顶层加筋层和中间加筋层，所述底层加筋层铺设在路基基体底部，所述底层加筋层为隔离层，顶层加筋层铺设位于路面层下表面，中间加筋层均匀间隔分布在底层加筋层和顶层加筋层之间。

4.根据权利要求3所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，其特征是：除底层加筋层外，中间加筋层和顶层加筋层的土工格栅层的两端部均向下翻铺，翻铺部分为0.3m，翻铺部分与相邻边坡平行，翻铺部分外侧培土0.3～0.5m。

5.根据权利要求1或2所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基，其特征是：所述路基填料粒径为0.06～40.0mm，相邻加筋层之间的路基填料压实度为96％以上，相邻加筋层之间的路基填料的厚度为0.6M。

6.基于根据权利要求1所述一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，其特征是：步骤如下，

(1)将施工场地地基进行平整处理，同时精准放出路基边坡线；

(2)在地基上铺设底层加筋层作为隔离层，所述隔离层将地基土与填料颗粒隔离，铺设平整无褶皱；所述加筋层为双向土工格栅层，双向土工格栅层由多幅双向土工格栅组成，相邻双向土工格栅之间搭接宽度不小于25cm，搭接部分由高强钢筋绑扎搭接；

(3)制备路基填料，所述路基填料为砼类建筑垃圾混合土；

(4)在底层加筋层上摊铺路基填料，路基填料摊铺顺序是先两侧后中间，并对路基填料进行整平和压实，铺设填料过程中适量洒水或水溶液，静置一段时间后进行碾压夯实，使压实后填料的厚度达到0.6m，压实度达到96％以上，含水率控制在10.0～15.0％左右，第一层路基填料铺设完成；

(5)第一层路基填料整平压实完成后，铺设下一层加筋层，按照先铺设加筋层再洒水静置夯实填料的顺序循环铺设，直至顶层加筋层铺设完毕；

（6）在顶层加筋层填筑路面层，加筋路基铺设完成。

7.根据权利要求6所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，其特征是：上述步骤（4）中，铺设填料过程中适量洒水溶液，所述水溶液为产脲酶微生物悬浮液，产脲酶微生物悬浮液浓度为5.0 ~ 7.0×10 7 个/mL。

8.根据权利要求6所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，其特征是：上述步骤（3）中路基填料制备的步骤如下，

(1)在建筑垃圾中挑选出砼类建筑垃圾，将砼类建筑垃圾破碎成砼类建筑垃圾颗粒；

(2)通过筛分法和块度直径测量法获取建筑筛分并获取相应物理力学性质指标的砼类建筑垃圾颗粒，所述砼类建筑垃圾颗粒物理力学性质指标中不均匀系数Cu=为10.33-13.67，曲率系数=2.10-2.44；

（3）砼类建筑垃圾颗粒与砂土混合制成砼类建筑垃圾混合土，砼类建筑垃圾颗粒与砂土的质量比为7：3，路基填料制备完成，所述路基填料粒径为0.06-40.0MM。

9.根据权利要求8所述的一种以砼类建筑垃圾混合土作为路基填料的加筋路基的施工方法，其特征是：上述步骤（1）中，砼类建筑垃圾进行现场大型直剪试验以及实验室大三轴试验，获得砼类建筑垃圾的内聚力为6.36KPa~9.8KPa、内摩擦角是52.21° ~55.50° 、变形在0.5%~1%、模量在101MPa~115MPa。

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