用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土.pdf

本发明公开了一种用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土结构。该水泥稳定山皮土试验依据国家规范进行配合比设计，由水泥、山皮土组成。其特征在于各成分重量百分比为：水泥4％，山皮土中山皮石含量28.8％～67.2％，土含量67.2％～28.8％，山皮石粒径为30mm～100mm。本发明为高等级公路路基顶面补强层选取了新材料，解决了山皮土利用中由于粒径不均对施工质量产生的影响，减少了公路工程用料对耕地的破坏，有效降低山体表层的水土流失，同时具有良好的使用效果，路面耐久性能好。

1.用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土，其特征在于，它由水泥、山皮土
组成。
2.根据权利要求1所述的用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土，其特征
在于，各成分重量百分比为：水泥4％，山皮土中山皮石含量28.8％～67.2％，土含量67.2％
～28.8％。
3.根据权利要求1所述的用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土，其特征
在于，所述的山皮石粒径为30mm～100mm。

用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土

技术领域

本发明属固体废弃物综合利用技术领域，涉及山体表面风化的碎石土，特别涉及
用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土。

背景技术

路基顶面补强层作为旧路恢复或提高其表面性能和承载能力的主要结构层，其质
量的优劣直接影响到道路改建通车后的路用性能及使用寿命，因此高等级公路建设对用于
路基顶面补强层的水泥稳定材料有较高的技术要求。

传统高等级公路路基顶面补强层多采用水泥(石灰)稳定细粒土，这种材料是以土
为集料，水泥(石灰)为结合料配制而成。其中土源受地域条件限制，取土困难，需占用大量
耕地，土质不同最终影响到水泥(石灰)稳定细粒土的质量，另外，占用耕地造成可用地减
少，对自然环境也产生了巨大的破坏。随着国家对环境保护的日益重视，越来越多的废弃物
作为公路建设新材料已被广泛应用在低等级公路路面建设中，产生了极好的社会效益和经
济效益。

目前国内已有利用山皮土做路面基层或垫层材料配制水泥稳定碎石土的实践，但
由于山皮土粒径分布不均，有机杂质较多，目前除将其用于低等级公路路面基层和垫层使
用外，从已有文献来看，利用山皮土配制水泥稳定碎石土作为高等级公路路基顶面补强层
的研究尚属空白，有关山皮土作补强层材料的文献也不多见。《张家口市山皮土在基层试验
路中的应用》(杨军辉科技风2010.8)报道：在村级公路建设中，通过水泥稳定山皮土与石
灰、水泥综合稳定山皮土对比，考虑到基层的主要承重功能，建议采用水泥稳定山皮土，如
用石灰、水泥综合稳定山皮土，则需提高水泥的含量，或者采取措施提高强度等级。《水泥稳
定山皮土、粉砂作为道路路基的应用分析》(戴鹏杨毅科技信息2013.2)报道：按照城市次干
路标准设计，水泥稳定山皮土、粉砂施工作为道路路基具有节省山皮土用量，提高道路基
层砂土石料级配，前期及后期强度较高等优点，它不适用于周边有河道，长年受地下水冲刷
的地区。相关研究表明水泥稳定山皮土应用公路等级和应用结构层明显不同。查新表明目
前没有以水泥稳定山皮土作为高等级公路路基顶面补强层的先例。

由于山皮土不均匀程度较大，部分大颗粒对材料力学性能有较大影响，且受取土
条件限制，现场所测干密度离散性大，导致施工质量难以控制，所以虽大量存在却不能广泛
应用。因此，从减少耕地占用、保护环境、提高山皮土施工质量等角度考虑，需要发展可用于
高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土。

发明内容

为了解决传统高等级公路路基顶面补强层材料取土困难、占用耕地，而山皮土不
均匀程度较大，施工质量难以控制，使其不能广泛应用于高等级公路的问题，本发明提供一
种用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土。

进一步地，所述用于高等级公路路基顶面补强层的水泥稳定山皮土，包括水泥、山
皮土。各成分重量百分比为，水泥4％；山皮土中山皮石含量28.8％～67.2％，土含量67.2％
～28.8％。

进一步地，所述水泥为禹州天瑞P.C32.5复合硅酸盐水泥。

进一步地，所述山皮土的特点为压碎值小于30％，液限小于等于28％，塑性指数小
于12，且山皮土中所含粗集料粒径为30mm～100mm。

进一步地，所述水泥稳定山皮土试验应满足《公路工程无机结合料稳定材料试验
规程》(JTGE51-2009)要求。

本发明立足当地资源，以山皮土为集料，水泥为结合料，依据国家规范进行配合比
设计，利用山皮土配制的水泥稳定山皮土应用于高等级公路路基顶面补强层，具有整体性
好，易于碾压成型，无侧限强度高，抵抗变形能力强等优点，是一种优质的筑路材料。在满
足设计强度和弯沉的条件下，通过处理山皮土不均匀颗粒，改进现场实测路基压实度的计
算方法，提高了道路施工质量，同时与传统公路路基顶面补强材料相比，本发明中的水泥稳
定山皮土应用于高等级公路补强层具有减少占用耕地，提高公路整体质量，降低工程造价
和维护成本低等特点，具有显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

山皮土颗粒组成不均匀，取土时间、地点、方位不同，其颗粒组成有较大差异，在具
体实施过程中，鉴于山皮土不均匀性对试验及施工质量的影响，对粒径大于100mm的山皮石
予以剔除，以30％～70％掺量的山皮石与山皮土中所含土体进行拌合，进行室内标准试验，
土颗粒组成见表1。

表1土颗粒组成

山皮土在使用前应满足表2要求。

表2集料技术要求

通过室内标准击实试验确定30％、40％、50％、60％、70％山皮石掺量情况下的最
大干密度，其余期间山皮石掺量按内插法获得最大干密度。将实施过程中获得的山皮土中
实际山皮石含量与室内标准试验确定的山皮石掺量相对照，获得对应的标准最大干密度。
按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2012)要求计算压实度，从而判断在相应山
皮石含量情况下压实度是否符合规范要求，进一步通过钻芯取样查看施工质量。

实施例1：

一级公路河南省省道103线郑许界至禹州北环段改建工程箕王段补强层取得山
皮土中经测定含山皮石约30％，采用4％水泥+30％碎石含量山皮土。

在箕王段应用的水泥稳定山皮土补强层配合比、结果及钻芯取样检测结果见表3、
表4。

表3水泥稳定山皮土补强层配合比及结果

表4补强层钻芯取样检测结果

实施例2：

一级公路河南省省道103线郑许界至禹州北环段改建工程无梁段补强层取得山皮
土中经测定含山皮石约50％，采用4％水泥+50％碎石含量山皮土。

在无梁段应用的水泥稳定山皮土补强层配合比、结果及钻芯取样检测结果见表5、
表6。

表5水泥稳定山皮土补强层配合比及结果

表6补强层钻芯取样检测结果

实施例3：

一级公路河南省省道103线郑许界至禹州北环段改建工程古城段补强层取得山皮
土中经测定含山皮石约70％，采用4％水泥+70％碎石含量山皮土。

在古城段应用的水泥稳定山皮土补强层配合比、结果及钻芯取样检测结果见表7、
表8。

表7水泥稳定山皮土补强层配合比及结果

表8补强层钻芯取样检测结果

施工过程表明：经过处理后的山皮土易成板体，强度高，抵抗变形能力强，采用本
方法测定的室内标准最大干密度符合规范要求，压实度均能达到设计值，且采用水泥稳定
山皮土作为高等级公路路基顶面补强层具有较好的易压实性，碾压密实后，收缩变形小，并
且表现出良好的水稳定性，施工过程中未发现异常情况。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是根
据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护
范围之内。