浅谈石灰土路基施工中灰剂量衰减对压实度的影响

摘要:本文以工程实践为例,通过总结试验数据进行分析和探讨石灰土路基施工时存在灰剂量衰减的情况下对压实度的影响程度。

关键词:石灰土施工 灰剂量衰减 影响压实度

1.前言

在石灰稳定土的检测中,不同灰剂量所取用的最大干密度不同,灰剂量越小,取用的最大干密度越大;灰剂量越大,取用的最大干密度越小。而实际施工中掺灰的不均匀性,决定了检测中不能采用单一的最大干密度。

在石灰稳定土施工中经常会发现石灰稳定土的灰剂量和压实度在检测时不能满足设计和规范要求,而实际施工中的用灰量却远大于设计用量,遇到这种情况,为了保证工程质量,经常是返工处理,不但影响了施工进度,也挫伤了施工人员的积极性。为此,我们通过大量的试验发现,石灰稳定土的灰剂量滴定随时间的增长有所衰减,即灰剂量衰减。在压实度检测过程中,由于取样的时间不同,灰剂量滴定就不一样,因而确定的最大干密度也就不一样。时间越长,滴定出的灰剂量越低,取用的最大干密度越大,从而反映出的路基压实度越小。因此,我们在石灰稳定土的检测中有必要考虑灰剂量衰减对路基压实度的影响。为确保路基填料的压实度和CBR值,同时考虑施工季节及工期的要求,路基中部填料总体积的40%～70%采用掺石灰处治,因此控制好石灰稳定土的施工对于路基整体质量尤为重要。

2.室内试验

为了便于检测石灰稳定土的施工质量,需绘制不同灰剂量对应的最大干密度曲线、EDTA消耗量与石灰剂量关系曲线、灰剂量随时间变化曲线。

我们取具有代表性的1#取土坑的掺灰改良土进行试验,绘制三种不同曲线。

2.1确定不同灰剂量与最大干密度的关系曲线

2.1.1通过重型击实试验,得到不同灰剂量的最大干密度如表1。

表1

石灰剂量 最 大 干 密 度 最 佳 含 水 量

0% 1.839g/cm3 14.2%

3% 1.767g/cm3 16.2%

5% 1.740g/cm3 17.4%

7% 1.710g/cm3 18.5%

9% 1.678g/cm3 20.1%

2.1.2通过对上述试验数据处理分析,最大干密度与掺灰剂量的多少是有规律的,绘制成曲线如图1所示。

2.1.3从图一的曲线中我们可以查出不同灰剂量对应的最大干密度。

2.2确定EDTA的消耗量与石灰剂量的标准曲线

2.2.1通过下列公式进行混合料组成的计算

(1)干混合料质量=300g/(1+最佳含水量)

(2)干土质量=干混合料质量/(1+石灰剂量)

(3)干石灰质量=干混合料质量-干土质量

(4)湿土质量=干土质量×(1+土的风干含水量)

(5)湿石灰质量=干石灰×(1+石灰的风干含水量)

2.2.2按2.2.1计算的结果配制石灰稳定土的混合料,通过EDTA滴定法,得到不同灰剂量滴定消耗EDTA量如表2。

表2

石灰剂量 滴 定 消 耗 EDTA 量

0% 3.0ml

3% 15.8ml

5% 24.1ml

7% 32.1ml

9% 40.4ml

2.2.3通过对上述试验数据处理分析,绘制EDTA消耗量与石灰剂量的标准曲线如图2所示。

2.2.4由图二可以得到不同石灰剂量与EDTA消耗量的对应关系。

2.3确定石灰剂量随间变化的曲线(即灰剂量衰减曲线)

2.3.1根据已经确定的最大干密度和最佳含水量选取5%石灰剂量的稳定土,通过无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法中的制件方法配制试件,模拟现场施工条件对已配制的试件进行养生,根据不同龄期分别做EDTA消耗量试验,灰剂量衰减试验数据经分析处理后如表3。

表3

龄期(d) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

衰减率(%) 0 3 5 7 9 13 18 24 28 32

衰减后剩余率(%) 100 97 95 93 91 87 82 76 72 68

龄期(d) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

衰减率(%) 36 39 40 41 43 45 46 47 47 48

衰减后剩余率(%) 64 61 60 59 57 55 54 53 53 52

龄期(d) 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

衰减率(%) 48 48 49 49 49 50 50 50 50 50

衰减后剩余率(%) 52 52 51 51 51 50 50 50 50 50

2.3.2以龄期为横坐标,灰剂量衰减后剩余率为纵坐标,绘制出的灰剂量衰减曲线如图3所示。

3.施工质量控制

3.1材料控制

3.1.1每批石灰进场前,测定其有效氧化钙和氧化镁及未消解残渣含量是否达到Ⅲ级石灰技术要求。

3.1.2大批量石灰进场后,堆放成高堆并用篷布覆盖,然后边用边揭盖,防止石灰被风吹雨淋日晒,致使其有效氧化钙和氧化镁的含量损失。

3.2现场检测

3.2.1为了保证石灰稳定土的掺灰剂量和压实质量,要求用灌砂法检测压实度,对试坑的土样进行灰剂量滴定,根据实测灰剂量并考虑灰剂量衰减,推算实际掺灰量,然后再选用最大干密度,计算其压实度,从而真实地反映出路基稳定土的压实质量。

3.2.2以K36+703～K36+800段路基选取一检测断面为例,计算掺灰剂量和压实度,结果见表4。

本段路基为双向六车道,检测频率为:1个断面/50米/层,每个断面每车道测一点,共六个测点,取四个测点。石灰稳定土龄期为10天,土源:1#取土坑;掺灰剂量5%;压实度标准:≥93%。

3.2.3若不考虑灰剂量衰减,检测结果如表5:

表5

取 样 桩 号 K36+800 左 左中 右中 右

石灰稳定土干密度 g/cm3 1.606 1.638 1.633 1.619

实 测 灰 剂 量 % 4.1 3.0 3.6 3.9

取用最大干密度 g/cm3 1.749 1.767 1.765 1.751

压实度 % 91.8 92.7 92.5 92.5

灰剂量的平均值为3.65,超出了规范规定的石灰用量小于设计灰剂量“-1”的容许误差范围。

压实度见表5,全部不合格。

从以上结果可以看出,灰剂量和压实度都达不到规范要求。

3.2.4通过考虑灰剂量衰减和不考虑灰剂量衰减两组数据的对比,我们可以发现灰剂量衰减对于指导石灰稳定土的施工,保证路基压实度的真实性,具有重要作用,避免合格工程做不合格处理。

4. 心得体会

4.1当现场检测路基压实度不合格,而采用灰剂量衰减曲线又不被认可的情况下,可在被检工作面的路基稳定土的试坑中现场取样,通过击实试验确定最大干密度,这样就能客观地反映路基的实际压实度,避免将合格工程作为不合格处理。若这样检测,压实度仍不合格,则要坚决返工处理。

4.2由于灰剂量随时间的增长有所衰减,这就要求我们在石灰稳定土施工中尽可能现拌现用,并及时检测,检测合格后,及时上土,尽量减少石灰衰减。

4.3灰剂量衰减曲线要根据不同土质、不同塑性指数、不同的石灰剂量,模拟现场施工条件而绘制。

参考文献:

[1]《公路路基施工技术规范》(JTJ041-2000)交通部第一公路工程局主编.人民交通出版社.

[2]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 交通部公路科学研究所. 人民交通出版社.

[3]《公路压实与压实标准》 沙庆林. 人民交通出版社.