石灰粉煤灰稳定土路面底基层施工及质量控制jian.doc

.石灰粉煤灰稳定土路面底基层施工及质量控制崔登云 （中铁十五局集团第七责任有限公司）摘要：论文结合邢临高速公路的施工实践，从材料的准备、现场拌和、碾压、养生等方面阐述了二灰土底基层的施工工艺，提出了质量控制检测的方法，并对常见的病害提出对策。关键词：二灰土；施工工艺 ；质量控制；常见病防治石灰粉煤灰稳定土（简称二灰土）作为一种半刚性混合材料，相比而言具有：水稳性好，后期强度高、整体性强、承载力高、刚度大、施工方便等特点、而且较为经济，国内外高等级公路越来越多地采用这种结构。我国北方通常采用二灰土作为底基层的结构形式，邢临高速公路在设计中也采取了这一形式，结构层厚度为18。由于其材料组成的特点皆为粉状，通常采用路拌法层铺施工。施工中经常出现配合比不准确、拌和不均匀、碾压测试数据变化大、接缝不平整等质量弊病，以及出现夹层、起皮、起包、开裂等缺陷。本文结合邢临高速公路五合同的施工实践，介绍二灰土底基层的施工技术，并对常见的通病提出对策。1 施工组织1.1二灰土施工工序多，所用时间长，不易交叉作业，适宜路拌法施工。1.2土质对二灰土的施工质量控制影响显著。一方面施工用土取自当地，费用低廉，另一方面，土的性质制约了二灰土的质量和工期。土的塑性指数超出了适宜稳定的范围，既影响质量，又影响工期，塑性指数过大，不易破碎拌匀，费时耗力，且影响强度、水稳性和收缩性；塑性指数偏小，粘结性不好，容易重皮，整体质量受到影响。同时，取土受到国家土地政策、当地土地资源和组织协调关系的影响。1.3石灰粉煤灰的火山灰反应与时间和温度有关。养生温度超过270C后，随着时间的延长，由于火山反应加速作用，强度增长很快；温度低于40C，石灰粉煤灰混合料的强度基本很少发展。因此，合理地选择施工季节对二灰土强度的形成尤为重要，另外雨季对二灰土施工的影响非常大，二灰土施工工序多，持续时间长，碾压时对含水量要求高。含水量过高，碾压时易翻浆，含水量低，不易压实。在雨季，刚晾晒、摊好的土，可能因一场雷雨而变成稀泥，需重新晾晒；或正在拌和、或未整型、或未压实的灰土失效，有的需要加灰，有的需要水泥补强，不但影响了工期，还增加了工程成本。由于二灰土施工影响因素较多，我们在组织施工时一定统筹兼顾，科学安排。从季节、工期、机械组织、选料等方面做好工前的周密计划。2 施工工艺2.1准备下承层下承层的整理是二灰土施工的关键一环，但是在实际施工中，却没有引起人们的足够重视。一般情况下，路基完工到二灰土底基层施工需要间隔一段时间。由于下雨、行车等因素，造成了路基表面松散、不平整、甚至会出现翻浆现象，如不能及时修整这些缺陷，将对二灰土的施工质量埋下很大隐患，低洼不平一方面不容易翻拌均匀，形成加层；另一方面，由于厚度不均，压实度变化较大，不容易达到标准。因此下承层的平整度对二灰土的整体质量影响较大，应足够重视。在二灰土施工前，必须重新检测路基的标高、平整度、横坡度，如不符合规范要求，及时进行修复处理。2.2运输和摊铺土料实际施工中，备土一般有两种方法：一种是在成型路基上码成梯形土条，用相应的卡尺来控制每延米的备土量。这种方法计量准确，只要根据不同土质，正确计算出每延米用土的松方体积，即可很好地控制备土数量，但需要有专门的机械和人工来码条。工作量较大，施工成本相对较高，工期长。另一种方法是按照配合比计算出每平方米用土数量，在成型的路基上用白灰打出灰格，自卸汽车按照方格卸土，然后用推土机或装载机摊土，测量放样后用平地机整平。这种方法可大致控制每延米用土量，施工速度较快，但对自卸车要求较高，最好是装载容量相同或型号一致，这在实际施工中较难做到，装载机或挖掘机控制装土量，一定程度上加大了施工成本。我们采用了第二种方法：路基上用石灰线标出布料网格；运输土料，控制每车料的数量相等；推土机将土堆推开后，用平地机将土均匀地摊铺在预定的路基上，力求表面平整，并有规定的路拱；摊铺过程中，测量人员跟踪检测松铺，控制误差0.5cm，必要时进行增减料工作；测定土的含水量。如含水量过大则进行翻晒厚度；过小，则应洒水焖料，使土含水量控制在比二灰土的最佳含水量高23%；用平地机对土层进行初步整平，并用人工进行局部找平，后用振动压路机静压一遍，使其表面平整。2.3运输和摊铺粉煤灰、石灰由于石灰用量较小，一般先上粉煤灰。备粉煤灰、石灰一般采用体积码条法（有的用打方格法，不宜控制），粉煤灰、石灰的松方容重是影响码条备灰准确与否的重要因素。一是粉煤灰、石灰含水量不同，容重随着相应变化，需要相应调整。二是松方容重的代表性，实验室的容量筒最大规格为50L，所取样品数量太少，松方容重与路用码条方状况不一致，所得数据不能反映材料的实际容重。工程实际施工中，我们的经验是，试码条称重量。在施工现场，根据大致的容重，堆码一定尺寸的梯形条块，量出体积，然后称量这部分材料，算出实际容重，这种方法较准确的发映了码条的实际容重。一般步骤为：用码条法备粉煤灰，人工撒布；用拌和机把土和粉煤灰粗拌一次，然后用平地机大致找平，初步用振动压路机静压一遍；用码条法备石灰，人工撒布；2.4路拌混合料拌和是二灰土施工中的关键工序，直接影响二灰土的施工质量和工期。邢临高速要求必须采用进口的稳定土拌和机，功率大于400ph；拌和深度大于40cm或大于二灰土的松铺厚度。根据我合同段的施工经验，当土的含水量较小，宜先用犁铧翻拌一遍，使二灰置于中、下层，然后洒水补充水份，并用犁铧继续翻拌，使水份分布均匀，考虑拌和、整平过程中的水份损失，含水量应适当大些。土的含水量过大，也可以用犁铧进行翻拌晾晒。水分合适后，用稳定土拌和机拌和混合料两遍，拌和深度达到稳定土层底，拌和过程中设专人跟踪拌和机，随时检查拌和深度以便及时调整，避免拌和底部出现素土夹层。拌和中略破坏下承层表面10mm左右，以加强上下层之间的结合，但不宜过深，否则增加土的含量，压实度容易超百，给质量控制带来麻烦。最终的拌和遍数以混合料均匀一致为止；采用挑沟法和EDTA滴定法随时检查拌和的均匀性、深度及石灰剂量，不允许出现花白条带和夹层；当土块最大尺寸15且含量超过5%时，必须整平，稳压，再拌和。拌和时随时检查含水量，如含水量过大则多拌和、翻晒两遍；如含水量过小，用喷管式洒水车洒水补充含水量，使含水量等于或略大于最佳含水量（13%左右），拌和机跟洒水车后进行拌和；拌和均匀后平整碾压前，按抽检频率取混合料做规定压实度条件下的无侧限抗压强度试件，移置标养室养生，待七天后测其抗压强度；同时测定灰剂量，含水量，测定混合料的干密度，检查二灰与土的施工比例。2.5整型测量人员迅速恢复高程控制点，钉上竹片桩，桩顶高程即是控制高程。平地机开始整型，必要时，再返回刮一遍。用光轮压路机快速碾压一遍，以发现潜在不平整，对不平整处，将表面5cm耙松、补料，进行第一次找平。重复上述步骤，再次整型、碾压、找平，局部可人工找平。底基层表面高出设计标高部分应予以刮除并将其扫出路外。每次整平中，都要按规定的坡度和路拱进行，特别注意接缝要顺直平整，测量人员要对每个断面逐个检测，确定断面高程是否准确，对局部低于设计标高之处，不能采用贴补，掌握“宁高勿低”、“宁刮勿补”的原则，并使纵向线型平滑一致。整型过程中禁止任何车辆通行。2.6碾压及组合为了保证二灰中有效钙、镁的含量，拌和好的混合料不得超过24h，要一次性碾压成型。压实度的检查应用灌砂法从底基层的全厚取样。压实度检测的同时，对二灰土的层厚、拌和均匀性、石灰消解情况等进行检查。整型后，当混合料大于最佳含水量1%3%时，进行碾压，如表面水分不足，应当适量洒水，严禁洒大水碾压；碾压必须遵循先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先下部密实后上部密实的原则，要严格控制各类压路机的碾压速度。前两遍碾压速度控制在1.51.7KM/h，以后可采用2.02.5KM/h，三轮压路机应重叠三分之一后轮宽。碾压机械要求：1821吨的三轮压路机、振动加自重40T以上的振动压路机和20T以上的轮胎压路机；碾压速度：不管使用哪种型式或质量的压路机进行碾压，其碾压速度对路基土或路面材料层所能达到的密实度有明显影响，而且碾压速度过快，还容易导致容易导致路面的不平整（形成小波浪），被压层的平整度变差。碾压速度影响振动轮对单位面积内材料的压实时间。传递到被压材料层内的能量与碾压速度成反比。具体可通过铺筑试验段选择合适的碾压速度。压实过程如有“弹簧”、松散，起皮现象应及时翻开重新拌和，及时碾压；严禁压路机在已成型或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，避免基层表面破坏；两个作业搭接时，前一段碾压时留58m混合料不碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和，碾压；靠近路肩部分多压23遍。路肩要求与路面一起碾压成型。桥头处10m范围内宜做横向碾压，确保接茬部位的密实。碾压成型后进行钻芯取样，视成型情况及均匀程度来确定能否进行下一到工序。使用三轮压路机的目的在于解决结构层上部的密实，而三轮压路机轮宽较窄、轮边较多易对表面产生推挤、剪切从而出现局部起皮、松散，应控制三轮压路机碾压遍数。邢临高速公路我合同段二灰土底基层碾压组合如下表：碾 压 组 合组合方式振动压路机三 轮压路机3Y18-21胶 轮压路机 YZ25YZ18BWZ25D-3遍数静压1遍弱振2遍+强振2遍2遍2遍2.7 初期养护二灰土的强度是在一系列复杂的物理、化学反应过程中逐渐形成的，而且此反应过程需要一定的温度和湿度条件，高温和一定的湿度对二灰土强度的形成很重要，所以适当的养生及养护条件将关系到二灰土能否达到其使用性能的问题。具体养生要求:对成型的二灰土养生期间要控制交通，禁止社会车辆及施工大吨位车辆通行。施工车辆要慢行，特别是洒水车车辆，注意不要粘坏灰土表面。二灰土在养生期间采用养生布覆盖养生，多洒水，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，防止二灰土底基层表面水分的蒸发而开裂；养生一般不少于7d，气温较高时，则应连续养生。为防止二灰土干缩产生裂缝，养生工作宜延续到基层施工为止。2.8接头处理碾压完毕的二灰土端部应将端头拌和不均匀、标高误差大、平整度差的部分挂线垂直切除，以保证接头处的坚实、顺直、平整衔接。与之衔接的下一作业段，铺土及拌和应空出2米间隔，待整平时再按松铺厚度整平。2.9 施工中标高的控制在控制桩上标出二灰土压实后和未压前的标高。严格控制二灰土的摊铺厚度，整平后及时测量标高是否符合原计算的标高，不符时用平地机进行调整。路拌法施工时分为粗平、中平和细平三阶段，随时碾压，随时整平。避免压实后的标高低于设计标高，施工时要把握“宁高勿低，宁刮勿补”的原则，控制施工，禁止贴补，以免产生起皮现象。3 常见质量弊病的对策3.1 表面起皮、松散二灰稳定土起皮、松散现象一直是施工中的一个难题，尤其是塑性指数低的土用石灰稳定时，起皮、松散更普遍。而施工中摸索出来的处理方法有时只能在某种特定条件下有效，所以因地制宜是解决此问题的关键。原因分析碾压时二灰土含量水量偏小。二灰土未及时碾压，表层失水过多。碾压未按先轻后重、先慢后快的原则。灰量不足或失效，灰土拌和不匀。预防措施施工时二灰土含水量应控制在大于最佳含水量1%3%之间，并及时压实。按先轻后重的碾压程序逐步压实，机轮要保持干净，粘附的灰土要设专人随机清理。高温有风的干燥气候，尽量上午备料、下午整平、夜间碾压，或采取覆盖碾压。石灰剂量要足，不能失效，拌和要均匀。处理措施当发现局部灰土已严重起皮松散时，可用拌和设备将灰土表面5cm拌松、重洒水，待水份充分透入土颗粒内部并均匀分散后整平碾压。3.2 表面起包二灰土施工中，有时在已成型的表面起一些鼓包，俗称“起蘑菇”，有的是在成型后很快出现，有的时间较长，甚至在铺筑沥青面层之后才出现，将面层顶起，这种现象虽不多见，但一旦发生将给工程埋下隐患。原因分析石灰内有未消解的石灰块，灰土碾压完毕后，在拌和水、养生时水的作用下使石灰块继续消解膨胀。生石灰消解过程中，体积增大12.5倍。消解石灰使用前未按规定过筛。使用生石灰时，洒水后闷料时间短，石灰未充分消解。石灰中有欠火灰或镁质石灰含量多，所需消解时间较长。石灰中氧化镁含量超出规范规定。预防措施生石灰应在使用前710d浇水充分消解。消石灰必须通过10筛后才能使用。检查拌和后的石灰土中石灰粒度并对石灰土做EDTA滴定试验，控制氧化镁含量。处理措施如果发现二灰土起“蘑菇”，应先洒水并持续一段时间，使二灰土中的灰块能充分消解。对于少量的“蘑菇”且经一段时间后未再发展，则可将出现的蘑菇挖除，继续下道工序。若出现蘑菇面积大，或面积虽小但随着时间的延续仍在不断出现，则应在基层施工前将整段二灰土返工重做。3.3 出现素土夹层原因分析二灰土压实厚度偏大。拌和设备不配套，现场盯岗检查不严。拌和设备操作手不认真。预防措施遇到该情况应用宝马拌和机将二灰土拌起，并视二灰土缺水情况后洒水，使得二灰土中的含水量大于最佳含水量1%3%，再用宝马拌和机拌和整型、碾压。拌和时应派专人在机后采用铲锹探坑或采用挑沟法检查拌和深度及均匀性，一旦发现夹层要及时通知拌和机司机加大拌和深度并将有素土夹层段重新拌和。3.4 出现干缩裂纹由于二灰土具有的干缩性和温缩性，成型后的石灰稳定土往往在表面产生一些裂纹。二灰土是一种非最佳级配型的混合料，其中的粉粒会因含水量的损失而产生收缩，所以二灰土施工时，有时会产生横向裂缝，严重时会贯通整个路幅，有时也产生局部“节理状”裂纹。原因分析二灰比例偏大；路基沉降尚未稳定或路基发生不均匀沉降。养护不及时、缺水或养护时洒水量过大。拌和不均匀，石灰剂量过大或含水量控制不好。石灰剂量愈高，愈容易出现裂缝。工程所在地昼夜温差大。特别是进入晚秋、初冬之后，温度收缩尤为剧烈。预防措施控制碾压时含水量不超出最佳含水量的允许范围。待路基沉降稳定后再铺筑基层。二灰土成型后应及时洒水或覆盖养护布进行养生（塑料薄膜养护效果不好