市政道路中石灰稳定土基层施工质量控制研究

【摘 要】本文结合石灰稳定土基层强度形成原理，总结了石灰土在施工中对石灰稳定土基层施工质量控制进行分析。

【关键词】石灰稳定土；化学反应；强度；稳定性；施工

一、石灰稳定土基层强度形成原理

石灰土基层是用石灰与土按一定比例掺合，经拌和得到的混合料，在最佳含水量时压实和养护成型，其抗压强度达到规范要求的一种板体结构层。当石灰与土充分拌和，在最佳含水量时，石灰与土之间发生一系列的物理、化学作用，从而使土的性质发生根本变化。这些变化归纳起来为三个方面：一是离子交换作用；二是结晶硬化作用；三是火山灰作用。

1）离子交换作用。土的微小颗粒—般都带有负电荷，表面吸附着一定数量的钠、氢、钾等低价阳离子（Na+、H+、K+）。石灰是一种强电解质，在土中加入石灰和水后，石灰在溶液中电离出来的钙离子（ca2+）就与土中的钠、氢、钾离子交换作用。

2）结晶硬化作用。在石灰中只有一部分熟石灰Ca（OH）2进行了离子交换作用，绝大部分饱和Ca（OH）2自行结晶。熟石灰与水作用生成熟石灰结晶网格，其化学反应式为：

Ca（OH）2+H20nCa（0H）2*nH2O

3）火山灰作用。熟石灰的游离ca2+与土中的活性Si02；和氧化铝（Ah2O3）作用生成含水的硅酸钙和铝酸钙其化学反应式为：

Ca（OH）2+SiO2+nH2OCa2SiO2*（n+1）H20

Ca（OH）2+Al203+nH2OCa2Al203*（n+1）H20

以上形成的熟石灰结晶网格及含水的硅酸钙和铝酸钙结晶都是胶凝物质，它们具有水硬性并能在固体和水两相环境下发生硬化。这些胶凝物质在土微粒团的形成一层稳定保护膜，或填充颗粒空隙，而使颗粒间产生结合料，减小空隙与透水性，同时提高密实度。

4）碳酸化作用。在土中的Ca（OH）2与空气中的二氧化碳作用，其化学反应式为：

Ca（OH）2+C02CaCO3+H20

CaCO3是坚硬的结晶体，它和其生成的复杂盐类把土粒胶结起来，从而大大提高了土的强度和整体性。由于石灰与土发生一系列的相互反应，从而使土的性质发生了根本变化。在初期，主要表现为土的结团、塑性降低、最佳含水率增加和最大密实度减小等，后期主要表现为结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。

二、材料

2.1 土

土指塑性指数为15-20的黏性土以及含有一定数量黏性土的中粒土和粗粒土，颗粒最大粒径不应超过15mm，这样易于粉碎和拌和，便于碾压成型，达到石灰土的设计强度。用于石灰稳定土时，颗粒最大粒径不大于37.5mm；硫酸盐含量超过O.8%和有机质含量超过10%的土不宜用石灰稳定土。

2.2 石灰

通常石灰应达到二能石灰以上的标准，即石灰中的有效钙和氧化镁含量不小于80%，颗粒极细（粒径约为lυm），其质量应符合石灰技术指标（GB1594-79）表中规定Ⅲ级以上的生石灰或消石灰的技术指标。这样，既能满足石灰稳定土基层氧化、水化成型的需要，保证基层强度，又能提高基层的稳定效果，对保证石灰稳定土的质量起决定性的作用。同时要尽量缩短消解后石灰的存放时间（一般提前消解的时间为7d-10d）。生石灰的消解在石灰稳定土基层的施工中有重要作用，也是保证施工质量的一个重要环节。

由于某城市主干道排水工程位于城区北侧，道路两侧是农田及场房，本工程采用厂拌法施工。厂拌法施工工艺流程为：石灰土拌和石灰土运输石灰土摊铺辗压成活养护

3.1 石灰土拌和

选用WB220轮胎式稳定土拌和机，该拌和机功率大，拌和均匀。当原材料检验合格进场后，按照实验室出的石灰稳定土配合比进行拌和，考虑到实际施工时，拌和的均匀性问题及剂量的离散问题，实际拌和采用的石灰剂量比实验室确定的剂量多0.5%，晴天，有风的天气一般要稍大l%～2%，严格控制石灰土的含灰量、含水量，必要时根据检测情况随时调整。含水量应尽量控制在与最佳含水量的偏差不超出±l%最好。

3.2 石灰土运输

由于该道略排水工程基层施工时正处于秋季，为保证石灰稳定土在运输过程中水分的流失，保证基层碾压的强度。

我们采用车况良好的8.8t东风自卸汽车运输。同时应用篷布覆盖，减少运输途中的飞扬洒漏、污染路面和减少在运输过程中的水分的蒸发。同时组织好施工，按照需求量、运距和生产能力合理配置车辆的数量，运输车按既定的路线进出现场，禁止在作业面上急刹车、急转弯、掉头和超速行驶。

3.3 石灰土摊铺

摊铺前先用洒水车喷洒一遍水，以补充表层水分，避免路床表面干燥，有利于表层碾压成型。用经纬仪放出直线，每隔lOm打一木桩，用水准仪测出高程。

人工摊铺后，先用推土机进行粗平排压l遍～2遍，以检查出潜在的不平整，及时消除波浪、沟槽，使表面大致平整。摊土初平整过程中应本着“宁高勿低”的原则。对于局部高程过低的路面，严禁直接采取薄层找补，要及时用机械耕松lOcm～2Ocm后再补上石灰土后及时辗压成型。

3.4辗压

为保证石灰稳定土的压实度，辗压采用YZ1 8型振动式压路机和15t-18t三轮静态压路机、12t轮胎压路机联合完成。

首先用l 5t静态压路机静压一遍，再用YZ1 8型振动压路机压实3遍-5遍。辗压原则上以“先慢后快、先轻后重、先低后高”的原则，由路两侧向路中心辗压，辗压时后轮应重叠1/2轮宽，辗压速度头两遍以1.5km/h-1.7km/h为宜，以后用2.0km/h-2.5km/h。在辗压过程中，质检人员要及时检测其含水量，必要时通过洒水或晾晒来调整其含水量，一定要在最佳含水量l%- 2%时辗压，最后用轮胎压路机进行静压，直至消除轮迹，使表面达到坚实、平整，不起皮。

3.5 养护

石灰土碾压完成后养护期。在养护过程中洒水车在灰土路面上不得刹车、不得快速行驶、不得掉头。除洒水车以外的所有车辆禁止通行。养护期应不少于7d，洒水次数要根据天气情况具体确定，一般早晚各两次，中午温度高时，要随时洒水，保证灰土路面的湿润。

3.6 质量控制

在石灰稳定土基层的施工过程中，质量管理除对基层平整度、高程，宽度进行质量控制外，主要检测石灰土的抗压强度和压实度。对7d浸水石灰土基层采用环刀法取样后，观察其密实度，并进行试压。7d抗压强度不低于0.8MPa，密实度不低于95%。符合设计规范要求。

石灰土拌和过程中的质量控制。石灰稳定土基层施工中，拌和质量是施工中重要环节，它不仅决定了基层的施工各项技术反指标能否达到规范要求，而且还直接决定着石灰土摊铺和碾压的顺利进行和施工质量。

含水量是在石灰土拌和过程中是一个十分重要的技术指标，它是以标准重型击实验来求得的最佳含水量为标准控制的，土的含水量和石灰的含水量都直接影响了石灰土的拌和质量，含水量过高造成表面软弹，影响摊铺后的碾压程序，过低时造成表面松散，在碾压过程中压不实，产生离析现象。但在实际施工中最佳含水量的控制比较难，除了考虑以上因素，施工中经验显得十分重要。在北环路道略排水工程施工时，正处于秋季，日平均气温为20℃-25℃，天气干燥，石灰土的运距为3.5km，石灰土从拌和站到施工地点开始碾压时含水量下降1.1%左右，所以在实际施工中我们在控制含水量的时候，比最佳含水量高出1.5%～1.6%。这样，碾压后的基层强度达到了设计要求。

石灰土碾压过程中的质量控制石灰土摊铺完成后，先用推土机进行粗平1遍-2遍，以稳定土层，防止压路机碾压时，土米推移。然后用水准仪进行高程测试，根据平整情况，对局部高程相差较大（一般指超出设计高程≤5cm时）的面继续进行碾压稳定土层。推土机在整平过程中本着“宁高勿低”的原则。对局部高程稍低的灰土面用人工或机械耕松10cm左右后再添加灰土后进行碾压。碾压时，如果出现粘接现象，则是石灰土含水量过高，可以进行晾晒数小时后再进行碾压；如果在碾压时出现松散现象，则是石灰土含水量过低，可以喷洒水来调整含水量，个体根据现场情况决定。局部覆土层不能达到碾压要求的，用水泥混凝土进行浇筑处理，以达到基层的强度设计要求。

碾压接缝的处理当分段施工或工作间断时，石灰土碾压出现接缝。接缝应作成阶梯形，分两级处理，每级至少宽30cm；接缝处应平整，整齐，接缝时先洒水湿润，以利于上下粘接。

四、结语

石灰土基层施工中，石灰土的拌和均匀是否、含水量的大小、含灰量的多少、辗压的快慢、碾压的遍数、碾压机械的质量及养护方式对石灰土基层的抗压强度、平整度等都具有重大影响。科学地组织施工，加强质量控制与检测，是保证石灰土基层质量的关键。