石灰土在道路工程中应用.doc

浅谈石灰土在江浙地区公路工程路基施工中的实践与思考浙江天宇交通建设集团有限公司 陈德根【摘要】 本文从石灰的品质，石灰在混合料中的掺入量、掺入方式等方面作了阐述，并通过工程实例对石灰土作路基填料在道路工程中的应用进行了研讨，通过室内试验到工程实际应用，均作了论述，同时将不同的试验结果及对石灰土随龄期增长的规律进行了分析研究，也为在实际工程中如何选用材料方面提供了参考。关键词： 石灰 石灰土 公路工程 应用一 前言桐乡市过境公路及高桥连接线工程第五合同段作为我公司中标工程。桐乡市地处杭嘉湖平原的腹地，江南鱼米之乡，多年耕作，形成了“桑基圩田”农地格局，呈现田地交错，大平小不平微地貌结构，其地貌单元属长江三角洲冲积平原，由于水乡水网纵横，材料运输不便，再加上周边道路建设高潮，材料供应相当紧张，业主为加快施工进度，就地取材，降低工程成本，设计变更改原来宕渣路基为石灰土填筑。笔者通过对本标段和兄弟标段石灰土路基施工进行了系统的室内和工地现场试验研究，从路基填筑一年多观测，质量良好，效果明显。现就工程应用中的有关情况进行分析研讨，现与同仁交流，共同提高。二 原材料1、 土桐乡本区域除表层15cm清除的腐植土外，大部为粉质粘土，粘土夹粉质粘土，部分为淤泥质粉质粘土和粉砂夹砂质粉土，内聚力为1045Kpa，压缩模量为3.06.5Mpa ，该土遇水后易收缩软化，强度迅速降低，所以施工时从半填半挖，挖方段挖土运至现场，填筑前晾晒。液限大于45，塑性指数大于26的土，含水量超标的土必须处理后方可使用，笔者通过对不同地段不同地质进行试验，结果如下表（一）所示。试验证明，不同塑性土，石灰土的稳定效果不同，对于砂砾土，必须添加15%35%粘性土，增加粘结力，或者增加石灰用量，或者掺加水泥。塑性指数为1521的粘性土，易于粉碎和拌和，便于碾压和成型，施工与使用效果较好。 掺量7%石灰土结果 （表一）塑性指数桩号土性R7强度（Mpa）压实度95%平均弯沉设计弯沉331mm备注10.7K10+600-k10+650左幅砂砾土0.6799.3236该段土为购买卵砂掺粘性土30%16.5K11+900-k12+150粘土加粉质粘土0.8997.511818.3K10+330-k10+660粉质粘土1.2396.16722.1K11+150-k11+200淤泥质粉质粘土0.8295.6127本段为稻田土经晾晒后处理说明：（1）、压实度因为不同土质比重各不同所以压实度不同，无比较意义仅供参考（2）、塑性指数偏大粘性土，应加强粉碎，晒晒后掺配均匀，防止成团。2、石灰生石灰质量要求不低于规范规定的三级灰的技术指标，使用前应在710天充分消解，消解后的石灰应保持一定的湿度，不可扬尘，污染环境。也不可过湿成团。本标段所用石灰为临安新颜建材厂，长兴石灰，石灰中有效氧化钙氧化镁含量越高，石灰土强度质量越好，石灰的颗粒细度越小，比重和密度越大，需水越少，其质量就越好，从表二可以看出，长兴石灰优于临安石灰，对于等级高的路，宜采用磨细生石灰粉。石灰的化学物理性质 表（二）厂家容量CaO+MgO含量细度备注松散比重0.9mm0.125mm临安新颜建材厂910610.79.2经弯沉检检定宜兴厂家宜兴厂家10306909石灰质量效果好于临安厂家石灰应集中堆放，放置时间过长，遭受风吹雨淋，其有效氧化镁含量降消很快，我们作了对比试验。如下表三，所以石灰应堆放成高堆并用篷布覆盖，然后边使用边揭盖。石灰放置时间对石灰有效钙含量的影响 （表三）堆置时间7天14天28天2月3月6月有效钙含量（%）888366544328有效钙含量（%）%100908070605040302010020406080100120140160180放置时间（d）三、石灰土组成设计石灰土组成设计主要是根据技术规范要求的强度标准来选定混合料的配合比，而合理确定混合料的最佳含水量W0最大干密度dmax的关系是关键因素，混合料的最佳含水量W0是控制施工含水量的依据，最大干密度dmax是石灰土检验压实度的标准，这两个指标对路面基层的质量控制影响都很大，我们进行了击实试验。同时采用了不同的石灰剂量，以求出混合料最佳含水量和最大干密度，并在不同路段不同时间采取了不同含量试验的施工试验，同时按照不同配比，各自进行了强度、压实度和弯沉对比试验，如下表四、表五编号石灰剂量（%）最大干密度dmax最佳含水量（W0）备注101.8314.7击实试验采用JTJ051-93试验规程中重型II. 法试筒容重997cm3231.7515.1351.7215.3461.7016.4571.6617.8灰土击实试验结果 （表四）石灰剂量（%） 0 3 5 6 7dmax1.851.801.751.701.65131415161718W%从表四中可以看出混合料中最大干密度随着石灰含量变化而变化，混合料中最大干密度随石灰含量增多而减小，而最佳含水量随着石灰增大而增加，呈规律性变化。石灰剂量试验计算结果 （表五）编号石灰剂量（%）桩号平均强度Mpa(0.8)平均压实度%（95%）平均弯沉（331）外观15K12+365-k12+4650.8196.7115一般26K11+800-k11+9001.1597.596非常好37K10+330-k10+5002.0396.9107较好从表五中可以看出，石灰土强度随着石灰剂量增加而增大，压实度和弯沉随石灰剂量变化并不明显，同时随着石灰剂量增加，地基表层由于未充分消解石灰增多，继续吸水消解，引起局部胀松鼓包，影响了稳定土层的强度和平整度，所以从保证工程质量和降低成本角度考虑，我们采取了6%石灰土施工，效果良好。四、养生和灰剂量测定石灰土的养生相当重要，水分、湿度和时间是影响石灰土质量的关键因素，石灰土与其他材料相比，具有遇水表层易软化和抗冲刷能力差的特点，所以施工时，应注意交通管制养生，特别是顶层，排水设施如边沟，排水沟等必须跟上，如果石灰土经常处于过分潮湿态，也不易形成较高强度的板体，尤其是冬季，石灰土层中可能产生聚冰或霜冻现象，从而使石灰土结构遭受破坏，强度明显下降，因此，在这些情况下应采取隔水措施，防止水分浸入石灰土层。检验石灰土的主要指标是密实度和石灰剂量。石灰剂量应及时测定，石灰土中石灰氧化钙镁含量，随着时间延长，温度变化和水份增加，下降很快，我们曾根据业主的要求，作了对比试验。如下表（六）所示：石灰土灰剂量滴定与时间关系结果 （表六）桩号1d平均灰剂量7d平均灰剂量14d平均灰剂量28d平均灰剂量备注K10+300-K10+5007.56.35.45.2试验时K11+000-K11+2007.36.15.04.8取同一部位K12+000-K12+1508.57.26.35.6附近对比试验从表六所看，石灰土石灰剂量在7天内下降最快，14天后逐渐减小，1-2个月后逐渐形成一个恒定值。五、施工中应注意的问题（1） 原材料应严格控制。生石灰要求充分消解，色泽均匀不可成团，其次土必须打碎，以便充分拌和，再次，增加拌和次数，并控制一定的闷料时间。（2） 施工时良好的机械组合。我标施工时采取挖掘机挖土装载车运料现场推土机推土、摊铺人工撒石灰路拌机拌和人工整平轻型压路机碾压重型压路机碾压。在试验段施工时用20t 压路机碾压。在刚开始过程中发现有推移起皮和松散现象，后改为先用轻型压路机碾压，后用重型压路机碾压，效果很好。证明石灰土施工不宜用较大吨位压路机碾压，二是适合轮胎压路机碾压，能达到表面光滑平整密实。我们采用重型压实标准，经过抽样试验，抽样结果均达到标准压实度且很多已超过标准要求，证明质量良好。（3） 按工序严格施工。我标采用石灰土路拌法施工，施工顺序为1）清表；2）施工放样；3）备料摊铺；4）洒水闷料；5）整平轻压；6）卸置和摊铺石灰；7）拌和与洒水；8）整形；9）碾压；10）养生。石灰摊铺均匀是石灰在混合料中分布均匀的前提，只有在平整和具有一定密度的集料层上，人工摊铺石灰才能均匀，因此集料必须先摊平并用压路机碾压12遍，对比石灰土施工尤为重要。