石灰稳定土的施工与病害防治

1、毕 业 论 文论文题目：石灰稳定土的施工与病害防治系 部： 路 桥 工 程 系 专业名称： 高等级公路维护与管理 班 级： 102031 学 号： 43 姓 名： 石亚伟 指导教师： 邵联银 完成时间： 2013 年 5 月 8 日摘要-1关键词-11.石灰稳定土的施工-11.1工程概况-11.1.1路基处理方案 -21.1.2石灰稳定土的施工流程-21.1.3石灰稳定土的性质与特点-21.2石灰稳定土施工工艺-31.2.1备土，铺灰-31.2.2石灰的拌和-41.2.3整平-51.2.4碾压-51.2.5养生-61.2.6雨季施工措施-61.2.7避免在冰冻期施工-62.石灰稳定土的质量控制

2、-72.1石灰质量的控制-72.2石灰稳定土初期土质，石灰与拌和的注意事项-72.3含水率的控制-83.石灰稳定土容易出现的问题-83.1易出现的问题-83.2病害防治方法-84.结论-9参考文献-10石灰稳定土的施工与病害防治摘要: 石灰稳定土在目前我国公路建设过程中有着十分广泛的应用，本文通过简述石灰稳定土施工过程中所可能遇到实际施工问题与施工质量的控制，对石灰稳定土的病害形成与前期的防止提出了意见，希望能够在今后的工程中能够得到应用。关键字:现场施工；含水率控制；病害形成；病害防治前言 目前，我国不少地方都缺乏天然砂石材料，铺筑路面基层（非高等级公路）、底基层完全外运石料，工程造价太高，

3、客观上难以实现。石灰土路基具有施工方便，造价低，良好的力学性能和较好的水稳性、抗冻性的特点，广泛应用于路基改善层和路面底基层之中。石灰稳定土在对其常见病害进行有效防治后，其刚性和分布荷载能力较传统的级配碎石高得多。因此，可以广泛推广石灰稳定土作为路面基层（非高等级公路）、底基层材料，以节约工程造价。石灰土有个最明显的劣势：即干缩及温缩特性十分明显，容易导致道路基层开裂。而在我国大部分地区的路基底基层的施工中有着广泛的应用，所以石灰稳定土的施工质量的控制以及石灰稳定土的病害的防治显得尤为的重要。1. 石灰稳定土的施工与质量控制1.1工程概况 红旗大道（站北路）拓宽改造工程项目范围西起兴泰公路，东

4、至苏红路，道路全长为5651.433m。其中含红旗桥1座（桩号k4+251.3）；箱涵9道，分别位于：k0+279，k0+672，k0+858，k1+175，k1+445，k1+762，k3+036，k3+605，k5+085。道路等级：城市主干路级标准，计算行车速度：50km/h；设置2%的纵坡。 道路横断面布置：23m车行道+22m人行道，全宽27m。该区域位于里下河流域，里下河区域多为粘土与亚粘土，施工工程中选用指标合格的粘土作为填料，土源不足时，选用砾类土、砂类土等作为填料，填料最大粒径小于100。1.1.1路基处理方案 一般路基处理（新建拓宽部分） 当路基填筑高度h108时，首先按a

5、b点（注：ab点为业主、审计、监理及项目部人员共同测量的每个断面指定位置的高程）平均高程统一清除表层杂填土30（平均厚），再下挖50，然后对地基进行翻挖20掺8%石灰处理，其上填筑4层206%石灰土并逐渐调坡，至6%灰土顶面时达到2%横坡值，压实度满足设计规范要求，道路路床采用408%石灰土处理，分2层碾压，压实度不低于95%；道路路基中部填土采用6%石灰土，压实度满足设计规范要求。当路基填筑高度h108时，首先清除表层杂填土30（平均厚），然后开挖至行车道结构层底面以下120，再对地基进行翻挖20掺8%石灰处理，压实度不低于88%，其上填筑4层206%石灰土，压实度分别不低于90%、93%、

6、95%、95%，道路路床采用408%石灰土处理，分2层碾压，压实度不低于95%。 一般路基处理（老路加铺部分） 首先清除老路路面结构层，实测段面高程后，经填挖处理至新建道路车行道路面设计标高以下68处，再填筑20厚12%石灰土作为底基层，压实度不低于95%；其上与新建拓宽部分一起填筑路面基层和面层。 特殊路基处理（新老路基搭接部分） 首先清除老路南侧路肩以及边坡上草皮、树根以及浮土等，与老路拓宽处路基在地面线以上挖成宽度不小于1米、高度不小于0.67米、内倾3%的台阶，并设置4层土工格栅；其余同一般路基处理（新建拓宽部分）。1.1.2石灰稳定土的施工流程一般如下：测量放样备土（洒水焖料）摊土摊

7、铺石灰（洒水）拌和推土机履带稳压再次粗略整平碾压养生1.1.3石灰稳定土的性质与特点 石灰稳定土具有良好的力学性能，初期强度和水稳定性较底，后期强度和水稳定性较高的特点。实践证明，强度形成较好石灰稳定土具有较高的抗压强度（最高能达到45mpa）和一定抗拉强度，且板体性好，具有很大的刚性和荷载分布能力。因此，它是一种较好的路面基层（非高等级公路）和底基层材料。 石灰：石灰土选用级以上的钙质生石灰，其有效钙加氧化镁含量不得低于70%，在用于工程施工之前7天，充分进行消解，未消残渣含量5mm圆孔筛的筛余量不大于17%，稳定土选用塑性指数为1015的黏性土，土粒的最大粒径不小于10mm，硫酸盐含量小于

8、0.8%，有机质含量小于10%。水选用纯净的饮用水。石灰土混合料压实后7天浸水无侧限抗压强度应不小于设计值，压实度大于设计值。通过试验选取最适宜的稳定土，确定必须的石灰剂量和混合料的最佳含水量。 稳定土：采用固定取土场土质，用作高速公路和一级公路的底基层时，颗粒最大粒径不超过37.5mm。土以塑性指数1020的黏性土为宜；用石灰稳定无塑性指数的级配砂砾、级配碎石、未筛分碎石时，应添加15%左右的黏性土；试验塑性指数偏大的黏性土时，应进行粉碎，粉碎后土块的最大尺寸不应大于15mm。土的有机质含量不超过10%，硫酸盐含量超过0.8%时不宜用石灰稳定。使用特殊类型的土壤如级配砾石、砂石、杂填土等应经

9、试验决定。碎石或砾石的压碎值应符合以下要求：用于高速公路和一级公路底基层应不大于35%，用于二级和二级以下公路底基层应不大于40%；用于二级公路基层应不大于30%，用于二级以下公路基层应不大于35% 。 粉碎的土掺入石灰、水、经过拌和均匀后，石灰与土之间发生强烈的离子交换、碳酸化及结晶作用，从而使土的性质发生根本变化。由于离子交换作用，减薄了土的吸附水膜作用，促使土颗粒凝集和凝聚，形成团粒结构，从而降低土的塑性指数；石灰稳定土的最佳含水量随石灰剂量增加而增大，而最大干密度则随石灰剂量增加而减少；石灰的掺入能明显地提高土无侧限抗压强度及整体强度。1.2石灰稳定土施工工艺1.2.1备土，铺灰 备土

10、：按照松铺厚度将土摊铺均匀一致，有利于机械化施工。铺土后，先用推土机大致推平，然后放样用平地机整平，清余补缺，保证厚度一致，表面平整。备灰、铺灰：备灰前，用压路机对铺开的松土碾压1-2遍，保证备灰时不产生大的车辙，严禁重车在作业段内调头。备灰前根据设计灰剂量、不同含水量情况下的石灰松方干容重及石灰土最大干容重计算每平方米的石灰用量。备灰前事先在灰条位置标出两条灰线，以确保灰条顺直。铺灰前在灰土的边沿打出格子标线，然后用人工将石灰均匀地铺撒在标线范围内。1.2.2石灰的拌和 采用旋耕机、小型稳定土拌和机进行路拌法施工，铧犁作为附助设备配合翻拌。 土的含水量较小，首先用铧犁翻拌一遍，使石灰置于中、

11、下层，然后洒水补充水份，并用铧犁继续翻拌，使水份分布均匀。考虑拌和，整平过程中的水份损失，含水量适当大些(根据气候及拌和整平时间长短确定)，土的含水量过大，用铧犁进行翻拌凉晒。 水份适中时，用平地机或者推土机粗平一遍，然后用灰土拌和机拌和第一遍。拌和时指派专人跟机进行挖验，每间隔5-10米挖验一处，检查拌和是否到底。对于拌和不到底的段落，及时提醒拌和机司机返回重新拌和。施工难点：因为施工现场的人手的短缺，大多数情况下比不能做到专人跟机进行观察，拌和机司机并不会打足遍数，多靠司机的自觉性，所以大多数情况下并不能做到石灰与素土完全拌和，因此，即使含水量合适，也会发生弹簧现象，经振动压路机推移后也会

12、发生起皮，甚至的严重的造成素土夹层。 桥头及箱涵两端在备土时留出2米空间，将土摊入附近，拌和时先横向拌和两个单程，再进行纵向拌和，以确保桥头处灰土拌和均匀。第二遍拌和前，用平地机粗平一遍，然后进行第二遍拌和。若土的塑指高，土块不易拌碎，则增加拌和遍数，并注意下次拌和前对已拌和过的灰土进行粗平和压实，然后拌和，以达到拌和均匀，满足规范。施工难点：因为两米空间过于狭窄，推土机，拌和机操作困难，所以桥头与箱涵大多会空出十米左右的地方做台背回填，台背底层会选用水泥土和3：7的碎石土填筑，但由于桥头与箱涵的两端的填土层数较多，施工单位多会多层一起填筑，这样势必会造成填土高度难以控制，铧犁与拌和机也并不能

13、耕打至底部，所以夹层情况多发，为了掩饰这一情况，也就出现了铁三轮碾压不到位的情况，但因为桥头搭板的存在，多受忽略。1.2.3整平： 用平地机或者推土机结合少量人工整平。 灰土拌和符合要求后，用平地机或者推土机粗平一遍，消除拌和产生的土坎、波浪、沟槽等，使表面大致平整。 用振动压路机稳压1-2遍。 用水准仪测出高程控制桩，然后挂线放样，石灰粉作出标记，样点分布密度视平地机或者推土机司机水平确定。 平地机或者推土机由外侧起向内侧进行刮平。 重复步骤直至标高和平整度满足要求为止。灰土接头、涵洞两端、边沿等平地机或者推土机无法正常作业的地方，由人工完成清理、平整工作。 整平时多余的灰土不准废弃于边坡上

14、。（施工经验：应为多数情况下的横向宽度不足，所以整平时多余的灰土多由推土机推至边坡，逐层增加宽度，这也就造成了后期，达到8%灰土层时路基边振动压路机碾压时甚至会出现倾翻现象） 要点提示： 最后一遍整平前，用洒水车喷洒一遍水，以补充表层水份，有利于表层碾压成型，最后一遍整平时平地机或者推土机应“带土”作业，切忌薄层找补，备土、备灰要适当考虑富余量，整平时宁刮勿补。1.2.4碾压 碾压工程施工要求如下：每个施工队现场配备专职工人1-2名，跟班控制碾压质量，为保证碾压质量，主要采用重型压路机进行碾压，第一遍采用静压，然后先慢后快，由弱至强振，各种压路机的碾压行驶速度开始时宜慢速（最大时速不宜超过4k

15、m/h），碾压时直线段由两边至中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行，横向接头对振动压路机一般重叠0.4-0.5m，对三轮压路机一般重叠后轮的1/2轮宽，前后相邻两区段宜纵向重叠1.0-1.5m，并随时记录碾压遍数，以确保碾压质量。 实际施工过程中最容易出现的就是压路机碾压速度过快，监控过程，压路机实际行驶速度不应快于人的正常行走速度，并且碾压必须连续完成，中途不得停顿，压路机应足量，以减少碾压成型时间，碾压过程，石灰稳定土表面应始终保持湿润。合理配备为震动压路机1-2台，三轮压路机2-3台，碾压过程中应行走顺直。桥涵两端处10米范围内横向碾压。碾压的接头处因为停驻机械还有其他机械掉头

16、行驶，所以大多会挖除，做接头处理，重新分层填筑，以保证接头处的压实度达标。实际施工问题：实际的碾压过程中，压路机的光轮碾需要定期清理，以保证碾压时不会造成路基表面的不美观。1.2.5养生方法 养生施工要求：采用洒水养生法，保持灰土表面经常湿润。灰土经验收合格后，及时覆盖第二层灰土的素土则不需洒水养生。实际施工过程：并不能做到层层洒水养生，因为赶工期再加上监理检查管理不严格，造成底基层的起皮现象十分严重。1.2.6雨季施工措施 现场施工要求： 在施工过程中切实掌握日、周、旬、月气象信息，密切注视气象动态。施工人员务必做到心中有数，有备无患，科学合理有序的组织施工。 结合施工现场的具体情况，建立有

17、组织排水与自由排水相结合，临时排水与永久排水相结合的施工现场排水系统。排水系统应保持通畅，在施工期间始终保持良好的场区排水状态。（现场的永久排水设施就是初期开挖时设置的排水沟，如遇排水沟阻塞等情况会利用挖机进行清淤，并用汽油泵辅助抽水进行疏通） 明开挖管道施工应分段进行并及时回填封闭，不能全线铺开，更应严禁东一郎头西一棒的无序无条理的作业。避免受雨水的浸泡，以及破坏利水层不利泻水。沟底管道两侧应设排水沟，根据气候状况可在一定的距离设置集水坑以便抽水。槽顶根据地貌及气候条件设置一定的截水沟。 筹备好防汛物资，做好物资准备和技术准备，提前购置帆布、塑料布、潜水泵等防汛物资，做到“有备无患”。1.2

18、.7避免在冰冻期施工 石灰稳定土应于冰冻期来临前的一个半月之前结束施工，这一点是因为石灰稳定土在成型后的干缩和湿缩的特性，石灰稳定土缩裂类型主要有以下三种：第一种为干缩，是由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料水分不断减少导致毛细管作用，材料矿物晶体间水化作用和碳酸化收缩作用等引起材料产生体积收缩；第二种为温缩，由于不同矿物颗粒组成的固相、液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩。第三种为反射裂缝，是由于路基因某一种因素产生的裂缝反射致石灰稳定土上层而造成裂缝。石灰稳定土缩裂不但会降低石灰土自身强度，破坏板体结构，且会映射到基层、面层，影响工程整体质量，从而大大降

19、低公路工程整体使用年限。 同时亦是由于石灰稳定土的这一特性，施工过程中可以掺入适量粗粒料，如碎石、石屑等，不但可以减少裂缝，而且可以提高石灰稳定土强度，改善碾压时拥包推济现象。2.石灰稳定土的质量控制2.1石灰质量的控制 生石灰符合级以上标准，石灰在使用前10天充分消解；防止上路后出现“爆花”现象。 生石灰中常含有过火石灰。在石灰稳定土成型后，过火颗粒才逐渐消解，体积膨胀，引起成型后的石灰土层隆起，为消除这种病害，通常将生石灰提前1012天运进施工现场，并进行充分消解；对于镁质石灰，由于难消解，则需提前1215天进行消解，且加水速度不已过快、过急，以便于镁质石灰能够充分得以消解。 易发状况：因

20、为奸商的存在，现在许多生石灰中会掺有大量的石粉，再加之检测单位和监理单位的疏忽，这样的不符合标准的石灰依然会使用在施工中，虽然消解过程中大量的石粉会随水流失，但依旧对石灰质量造成影响，也就对后期碾压成型造成了不利影响，灰土难以成型。 消石灰存放时间控制在2个月以内；2.2石灰稳定土初期土质，石灰与拌和的质量控制 控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量宜大于最佳含水量+1%左右，且要拌和均匀。 土块要粉碎，最大尺寸不应大于15mm，且拌和要充分均匀。 控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量宜大于最佳含水量+1%左右，且要拌和均匀。 改善土质，石灰稳定土

21、的缩裂性质与土的粘性有关，粘性越大，则缩裂越严重，最适宜用石灰稳定的土塑性指数为1220。对于塑性指数大于20的土适量掺入砂性土以降低塑性指数或该用其它形式稳定结合料。控制含水量，碾压时控制含水量宜大于最佳含水量+1%，能够较好地改善石灰稳定土干缩性质。2.3含水率的控制 正因该施工现场位于里下河流域，开挖土质含水率较高，同时也为了施工现场排水的和后期的养生工作的方便，施工路段南侧设置了排水沟，素土在加灰施工前需要多次翻晒，直至达到最佳含水率（施工经验：砂土翻晒后直至用手抓握不会成团就可以加灰施工了）。含水量过高是造成后期石灰稳定土成型后各种拥包，起皮，甚至于夹层大都是由于含水量过高。同时，含

22、水率达不到最佳标准，对于压实度的影响也非常的大，使得压实度很难达到规定的压实标准。3.石灰稳定土容易出现的问题3.1易出现的问题 除了上述作者所说的上灰耕打的方法，有时使用闷灰路拌法，因为这个过程使用的是磨洗生石灰，生石灰粉使用过程中不需要消解，整个闷灰的过程宜控制在38小时，因为生石灰粉在土中消解过程中会放出大量水化热，如碾压成型过早，会由于生成的水化热过多而使土体积膨胀，产生隆起现象；成型过晚，则石灰与土之间各种有利反应作用不能够充分得以利用，且难以压实。特别是后期施工至6%灰土顶层与8%灰土时，因为现场开挖方的利用方大多使用完毕，使用的多是外购土方，与现场所使用的粘土不同，砂土在石灰失效

23、后会变得难以压实，尤其是表面，无论怎样去洒水养生，用振动碾收压都可以轻易地用脚踢开其表面。所以石灰土的闷灰时间十分重要。3.2病害防治方法 基层的缩裂会反射到面层，为了防止基层裂缝的反射，可采取以下措施：设置联结层，设置沥青碎石或沥青贯入式联结层，可有效防止反射裂缝；铺筑碎石隔离过渡层。在石灰土与沥青面层问铺筑厚1020cm的碎石层或玻璃纤维网格，可减轻反射裂缝出现。施工工程中为了防止底基层的沉降反映到顶层，作者所在的工程选择在6%中部填土的第二层和8%灰土的第一层靠老路基的一侧防止土工格栅，土工格栅的规格为100m*6m，施工方法则是先将灰土拌和打匀，然后打6.5m灰线，由挖机重新挖开未压实

24、的灰土，放置土工格栅，而后再次回填，打高程点，整平压实。石灰土基层干缩在石灰土碾压成型初期最易发生，因此，要重视初期养护，保证石灰土表面处于潮湿状态，禁防干晒。石灰稳定土基层施工结束后要及时铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙。有关灰土施工中，起皮可分成3种情况：碾压时表层过湿；表层含水量过小；薄层补贴。这3种情况都比较容易解决。第一种首先是控制含水量，发现过湿时要稍等一段时间，或用装载机胶轮预碾一遍，再用压路机压实（此法只可在一定程度上减少起皮）。第二种情况就要补水，一定要用喷水均匀的洒水车，少量即可。第三种情况用推土机稳压已经在一定程度上可以避免，但仍有这种情况别无他法

25、，只能通过提高平地机操作水平来保障。另一种较为常见的现象就是弹簧现象，主要原因是粘性土再翻晒过程中，没有达到最佳含水率，或者是砂土与粘性土混用的时候，拌和机耕打不匀，造成透水性差的土壤包裹了透水性好的土壤的情况，形成水囊。弹簧一旦形成，属于比较难处理的病害，一般情况下可能被要求返工处理，也就是将弹簧部分挖除，重新拌和打匀处理，或者选择优质土料重新填筑。施工过程应当严格控制土壤规格，严禁异类土壤混填，对压实度与含水率进行检查，检查合格方能填筑上层。最后一种要说的比较严重的，但也是比较常见的病害，就是在压路机碾压的过程中，填筑层表面蠕动、推移面积逐渐扩大，接近最大压实度时严重起皮，致使碾压不能成型密实。这个一般就是使用砂土填筑的工程中，混入了超粒径的粘土块，只是碾压的成型阶段粘土块变形增大，犹如“擀面饼”一样，变成薄片状，导致碾压层表面推移，严重起皮，无法成型密实。也有可能是土的含水量低于最佳含水量，超过了有效压实范围。碾压前人工捡除混入填筑层的超粒径粘土块，如若混入大量粘土填筑，一定要在充分拌和打匀后方可压实。成型阶段要对表面洒水，保证达到最佳含水率进行碾压。