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(3)消解石灰的质量对石灰土强度有着直接的影响。
有些路段使用了未充分消解的消石灰,灰土层碾压成型后在养生过程中,未充分消解的石灰块遇水继续消解,引起局部爆裂崩解,造成灰土层裂缝、松散而破坏,影响灰土层的强度和平整度。
2配合比对石灰土质量的影响及对策
(1)石灰剂量。
石灰剂量对石灰土强度的影响较为显著。
石灰剂量较低时(3~4%),石灰主要起稳定作用。
随着石灰剂量的增加石灰土的强度和水稳性也显著提高,石灰主要起加固作用。
但当剂量超过一定范围时,过多的石灰在土的空隙中以自由灰的状态存在,将导致石灰土的强度下降。
目前在生产实践中常用的石灰剂量不低于5%,最高为12%,7~8%为经济实用。
(2)最佳含水量。
水分是石灰土的一个重要组成部分。
在施工中,土中水分使石灰与土发生物理化学作用,以满足石灰土形成强度的需要;
使石灰土在压实时具有一定的塑性,以便于碾压到所要求的压实度;
使石灰土养生时具有一定的湿度。
所以最佳含水量亦是控制石灰土施工质量的一个关键指标。
从理论上讲,石灰土的最佳含水量为素土的最佳含水量、拌和过程中蒸发所需的水量与石灰反应过程所需的水量三者之和。
不同土质和不同石灰剂量的石灰土各有其不同的最佳含水量,这些都需要通过试验才能得到。
当灰土在最佳含水量时进行碾压才能得到最大的密实度,含水量在拌和过程中、开始碾压时及碾压过程中进行检验。
碾压时混合料的含水量可略大于最佳含水量0.5~1%,这是为了弥补碾压过程中水分的损失。
含水量过大,既会影响石灰土可能达到的密度和强度,又会明显增大石灰土的干缩性,使结构层产生干缩裂缝。
含水量过小,也会影响石灰土可能达到的密度和强度。
3施工过程对石灰土质量的影响及对策
石灰土施工的主要工序为灰土拌和、整形和碾压。
因各施工单位的技术力量、施工工艺、机械设备以及管理水平不一致,其施工过程对石灰土质量的影响较大。
(1)石灰土的拌和。
目前我省各施工单位的石灰土拌和均为路拌法。
路拌法施工石灰土很关键的一点是拌和层底部不能留有素土夹层,特别在两层灰土之间不能有素土夹层。
素土夹层不单使上下层间没有粘结,明显减弱路面整体抵抗行车荷载的能力,素土夹层还会由于含水量增大而改变成软夹层,导致沥青面层的过早破坏。
(2)石灰土的摊铺整型。
石灰土一般采用平地机进行摊铺和整形。
此时平地机操作手的经验和技术水平对平整度至关重要。
如果操作手技术不熟练,平地机反复刮平和碾压,摊铺层形成光面后又覆盖刮平的薄层混合料,在压实过程中会产生“起皮”现象,引起表层松散,这是石灰土施工中影响质量的棘手问题。
(3)石灰土的碾压。
整型后,当混合料处于最佳含水量±
1%时,可进行碾压。
若表面水分不足,应适当洒水后再碾压。
碾压时,按先轻后重的原则,直线段由两侧向中间压,曲线段由内侧向外侧压。
横向碾压后轮应重叠1/2轮宽,纵向后轮必须超过两段的接缝。
碾压一直进行到表面无明显轮迹、压实度达到规范要求为止。
碾压是保证灰土密实度的根本措施,而提高灰土的密实度又有显著的技术经济效果。
实践证明,灰土密实度每增减1%,石灰土强度可增减5~8%左右,而且密实的灰土抗冻性、水稳性较好,缩裂现象也叫少。
4养生过程对石灰土质量的影响及对策
石灰土是一种水硬性材料,其强度形成需要一定的湿度。
在一定的湿度生时,能加速石灰土的钙化硬结,使其尽早成型。
石灰至少要有7d以上的养生期,并保持一定湿度。
但石灰土表层不应过湿或忽干忽湿。
若表面缺水干燥,会引起表面松散而不能成型。
若表面过湿,又会泡软灰土层,使其变形损坏。
养生方法可视具体情况采用洒水、覆盖潮湿的砂或土以及用薄膜和沥青封闭。
实践证明,覆盖潮砂或土养生效果较好且又经济,同时又能起到封闭交通的作用。
养生期间封闭交通,防止行车破坏表层外形和整体性能。
但养生后期,一定而不过量的行车碾压对于石灰的强度形成是有利的,一方面,碾压可使石灰土的密度进一步提高,从而提高强度,另一方面,随着密实度的增加及行车荷载压力作用,将促进石灰与土颗粒间的接触及水分的均匀再分布,从而加速化学反应的进行。
石灰土养生期结束以后,应及时进行上一层次的施工,不能长期暴晒,否则会产生表面开裂,影响层次的板体性和强度。
5石灰土的主要外观质量问题及处理措施
石灰土的主要外观质量问题有三点:
一是“起皮”现象,二是“裂缝”现象,三是“弹簧”现象。
(1)灰土表面“起皮”主要有下面几个原因:
①土的塑性指数偏低,不易碾压成型;
②整平时有“薄层贴补”现象;
③碾压时混合料的含水量不均匀;
④碾压时压路机的行走方向、行走速度控制不好。
针对上述原因,采取下列措施:
①加强土的塑性指数测试,不符合要求的土可进行掺配,使其塑性指数不低于10;
②整形时,无论是挂线还是埋砖,一次定位;
③控制混合料含水量略大于最佳含水量0.5~1%;
④调换技术熟练的驾驶员操作。
(2)灰土“裂缝”主要有以下几个原因:
①碾压或混合料含水量偏大;
②土的粘性较大;
③石灰剂量偏高或使用了消解不充分的石灰。
对于上述问题,可采取下列措施解决:
①控制压实含水量;
②改善土质,降低土的塑性指数至20以内,可采用粘性较小的土,或在粘性土中掺配砂性土或粉煤灰;
③提高石灰质量,减少石灰用量,使用完全消解的石灰。
(3)灰土产生“弹簧”现象,主要有两方面原因:
一是下承层不合要求,强度不足;
二是灰土混合料含水量过大。
对于“弹簧”现象一经出现,立即处理。
有些路基验收后有较长时间的暴露,遭受雨水侵蚀破坏造成下承层质量不合格,要求在灰土施工前,先处理此段路基。
对于因灰土混合料中含水量不均匀而出现的“弹簧”现象,应立即挖除、换填、重新压实。
路面石灰土基层在施工中的质量控制
来源:
甘肃新科建设集团有限公司发布时间:
2010-11-16查看次数:
564
董鹏举
(甘肃新科建设集团有限公司,甘肃兰州730000)
摘要:
石灰土基层具有一定的强度并能提高水稳性和抗渗性,消除地基湿陷性,是一种应用广泛、经济、实用的地基加固的施工方法。
石灰土广泛用于路面基层或底基层,铺设在不受地下水浸湿的路基上,适用铺设于一般黏土层上。
关键词:
道路;
石灰土;
基层;
质量控制
石灰土是用熟化石灰与黏性土、粉质黏土、粉土等按设计比例经拌合而成。
铺设在土基上而形成的底基层或基层。
石灰土道路基层在施工中质量控制主要为原材料质量控制,配合比质量控制及施工中各工序质量控制
石灰土在施工中的质量控制如下:
1原材料质量控制
1.1石灰
石灰应采用一-三级生石灰或熟石灰。
石灰块灰的比重>70%。
使用前应用清水(自来水)浸水熟化3-4d充分消解后确认成粉末状,进行过筛后,最大粒径<5mm的熟化石灰方可用于石灰土。
应边过筛边注意挑选,不得夹有未熟化的生石灰块及其他杂质,不得含有过多水分,以过筛不粘筛面为宜。
在使用前进行取样试验,氧化钙含量和氧化镁含量技术指标按级别确定参数(表1)。
表1石灰的技术指标
1)生石灰有效钙加氧化镁含量(%)不少于(按等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)指标
钙质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
85、80、70
镁质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
85、75、65
未消化残渣含量(5mm圆孔筛的筛余的含量(%)不大于)
7、11、17
10、14、20
氧化镁含量
≤5
>5
2)消石灰有效钙加氧化镁含量(%)不少于
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
65、60、55
60、55、50
含水率(%)
4、4、4
细度:
0.71mm方孔筛余(90)不大于
0、1、1
判别石灰充分消解指石灰经消解后保留在2.5mm筛孔上颗粒不超过40%,经消解后的石灰按消解先后分别存放,先消解的石灰先用。
使用熟石灰之前,先通过分析试验,其活性氧化钙含量不低于40%,就可以使用。
低于40%至30%时,必须增加石灰用量;
低于30%,就不能使用。
对硅、铝、铁、氧化物含量之和>5%的生石灰,其有效钙加氧化镁含量指标为:
Ⅰ≥75%、Ⅱ≥70%、Ⅲ≥60%,试验结果有效氧化钙、氧化镁含量愈高愈好。
1.2土料
采用黏性土,粉质粘土以及塑性指数大于4的粉土,土内有机质含量<10%,土料在拌合前,进行过筛,其颗粒≯15mm。
一般选用塑性指数10-20的粘性土为好。
拌合前取样试验,土的最优含水量和最大干密度因土的种类而定(表2)。
表2
土的种类
最优含水率(质量比%)
最大干密度(t/m3)
砂土
8-12
1.80-1.88
粘土
19-23
1.58-1.70
粉质黏土
12-21
1.85-1.95
粉土
9-15
1.85-2.08
土的含水量现场测试,手握成团、落地开花为宜。
当含水量过大,应采取翻松、晾干、风干、换土、掺入干土等方法,如果土料过干,要预先洒水润湿,达到最优含水率。
使用塑性指数偏大的粘性土,要进行粉碎,粉碎后土块的最大粒径≯15mm。
及时取样试验,若土的有机质含量超过10%,硫酸盐含量超过0.8%时,不能用于石灰稳定层。
石灰土中粒径大于20mm的土块不能超过10%,而且最大粒径不得大于50mm,如超过粒径要求土质,就不允许拌合石灰土,不允许用耕植土、腐殖土拌制石灰土。
2配合比设计及拌合质量控制
2.1按照配合比生产石灰土
原材料进场经检验合格后,按照生产配合比生产石灰土,当原材料发生变化时,必须重新调试灰土配合比,出场石灰土的含水量应根据当时的天气情况综合考虑,晴天、有风天气一般大于规定值的1%~2%,应对石灰土的含水量、灰剂量进行及时监控,检查合格后允许出场。
石灰土重量比相当于体积比参数见表3:
表3
重量比(熟化石灰:
干土)
体积比(熟化石灰:
粘土)
12%
12:
88
2:
8
20%
20:
80
3:
7
2.2灰土拌合
在拌合过程中两种配合比都可采用,一般采用体积比,进入拌合机的熟石灰不能含有未消解颗粒。
(1)拌合用机械拌合,一般用灰土搅拌机,熟化石灰与土按设计比例进行拌合,拌合要均匀,色泽一致,搅拌时间30s即可。
拌合时控制加水量,保持一定的湿度,加水量一般为灰土总量的16%为宜。
现场检验方法为:
用手紧握灰土成团,两指轻捏即碎为合适。
如拌合料含水过多,应稍晾干,水分不足时应洒水湿润达到合格含水量后即时铺设。
(2)随拌随用为宜,如果当天剩余可湿润后隔天使用。
(3)在拌合中,灰土粒径大于20mm的土块不得超过10%,最大土块粒径不大于50mm。
灰土中不允许含有未消解石灰颗粒。
拌合中配合比计量要准确,每拌合盘体积比衡量要相等,拌合时间要相同,含水量保持一致。
3施工工序质量控制
3.1石灰土摊铺
石灰土摊铺前应先检查清理底基层或土基,使其表面平整、压实并清除杂物保持干净无积水。
摊铺前进行了标高核测,确定符合设计要求标高,并核准路床尺寸达到设计及施工规范要求,沿中边线每隔10m(直线最长20m)钉厚度标高桩,以保证基层石灰土厚度尺寸的要求。
摊铺厚度和层数按石灰土设计厚度确定。
以15cm厚为例摊铺层,按一层要求,12%虚铺厚度28~30cm,14%虚铺厚度30~32cm;
20~30cm厚应摊铺二层,进行碾压,依次叠加。
石灰土设计厚度不应小于150mm。
摊铺过程中两边无支挡的,两边缘宽出设计尺寸30~40cm,摊铺时要按预先确定的每层虚铺厚度进行厚度控制。
摊铺中随时检查其平整度、宽度、中线高程及纵横坡度,达到各控制尺寸无误后进行碾压,厚度用切槎法进行检测,达到虚铺厚度尺寸。
石灰土摊铺平后,不允许隔日压实或受雨淋,必须随铺随压(图1)。
图1
3.2石灰土碾压
(1)石灰土碾压遍数以符合灰土干密度(压实度)要求为准。
摊铺后的石灰土,表面应平整,厚度要一致,碾压用12T以上压路机进行碾压,每层压实遍数6~8遍,压实后轮迹深度≤5mm。
每层摊铺后,碾压前按摊铺要求进行厚度、宽度、坡度、平整度等复检,无误后进行碾压。
碾压分初压、复压、终压三次进行。
碾压时严格按规范调整速度。
(2)压路机碾压速度按压路机类型:
钢筒式压路机
初压最大3km/h,宜控制在2km/h以内
复压最大5km/h,宜控制在2.5-3.5km/h
终压最大5km/h,宜控制在2.5-3.5km/h
振动压路机
初压(静压)最大5km/h,宜控制在1.5-2km/h
复压(振动)最大4-5km/h,宜控制在4-5km/h
终压(静压)最大5km/h,宜控制在2-3km/h
轮胎式压路机
复压最大8km/h,宜控制在4.5km/h以内
(只用于复压和终压)终压最大8km/h,宜控制在4-6km/h
(3)采用三轮钢筒式压路机,总质量不小于12t;
采用振动压路机,振动频率为35-50HZ,振幅为0.3-0.8mm;
采用轮胎式压路机,总质量不小于15T。
(4)碾压时,压路机应从外侧向中心碾压,相邻碾压带应重叠1/3轮宽,最后碾压中心部分,压完全幅为一遍。
两边缘无支挡,摊铺石灰土两边缘宽出设计尺寸30-40cm,待压完第一遍后,人工将边缘混合料稍稍耙高,将压路机外侧轮伸出外边缘10cm以上碾压,减少边缘向外推移。
初压采用轻型钢筒式压路机碾压2遍,线压力不小于350N/cm,按初压控制速度进行碾压,压后检验平整度,复压紧接初压后进行,可采用振动压路机或钢筒压路机,压实遍数经压实度试验确定,一般不少于2-3遍,终压紧接在复压后进行,终压不少于2遍。
在碾压过程中,压路机不得在未碾压成型的路段上转向、调头等。
(5)施工中上下层接缝要求错位1m以上,上下层搭接结合紧密,压实充分,连接平顺,无明显高低错落和拉茬现象,平整度及标高符合设计要求。
压实后的石灰土基层表面应平滑、无浮土、脱皮,泛皱起褶,更不允许有松散现象(图2)。
图2
(6)依次逐层压实,每碾压一遍,按规范面积进行环刀取样,试验测定,并进行各设计参数检验,压实度及允许偏差如表4:
表4
项目
压实度(%)
检验频率
检验方法
范围
点数
△压实度
轻型击实98
重型击实95
1000m2
3
环刀法
允许偏差
厚度
+20
-10
钢尺量
平整度
10
20m
1
用3m直尺量取最大值
宽度
≮设计规定
40m
用尺量
中线高程
±
20
用水准仪测量
横坡
20≯3%
路宽(m)<9.2
9-15.4
>15.6
3.3养护
压实后的石灰土,表面干燥时,进行洒水养护,洒水时不能用水管直接冲水,要喷洒,以保持石灰土表面平滑、坚固,养护时封闭交通,禁止车辆通行,严禁车辆在基层上掉头或刹车。
洒水湿润,适当晾干,及时进入下道工序。
3.4冬、雨季施工
3.4.1冬季施工
(1)冬季施工、石灰土用土允许有冻土块含量(以体积计)不超过15%,冻土块的最大粒径≯15mm,且虚铺厚度比常温下施工时减少20%-25%,碾压后及时采取保温覆盖措施,灰土拌合,用水要加热。
(2)石灰土用土要进行草袋、草帘或塑膜等覆盖。
用土时表层冻土除去,用冻结层以下土质。
3.4.2雨季施工措施
(1)如遇雨季,要集中力量分段进行,各段在雨季前做到碾压密实,在路床边侧开挖临时排水沟,以利于排水泄水,排水沟要及时疏通,水流要畅通。
(2)因雨水造成基土湿软,可采取晾晒、换土、掺加干料等方案。
雨中严禁车辆在基土上通行,要及时封闭基层路段。
要随时掌握天气情况,在雨前抢工进行初压,雨后晾晒至合格的湿度后及时复压、终压。
由于灰土层压实度要求高,面积大,室外作业,不宜在冬季进行,应尽可能在气温在5℃前施工,但为保证进度和工期,须冬季施工,必须严格按冬季施工保温措施进行,确保工程质量。
总之,石灰土层在施工中严格控制进场材料,混合料拌制工序严格按配合比进行;
摊铺、碾压严格按设计厚度、尺寸乘以虚铺厚度系数,按规范要求分层进行初压、复压、终压,碾压过程中及时分层按规范规定进行取样试验,压实度达到设计要求,对压实后的基层及时测定标高、厚度、边坡度等,有低洼不平处及时填充并补压,不能出现不合格的作业面。
压实后的基层表面不允许出现干燥,及时洒水养护,保持全面喷洒;
冬雨季施工,制定施工措施,防止因冬、雨天施工影响工程质量的现象出现。
整个工序施工,必须严格按施工及验收规范进行施工,进行试验,进行验收,按设计要求控制每道工序。
进行施工资料报验,以保证工程质量合格。
发表于《甘肃工程建设》2010年第06期
(学习的目的是增长知识,提高能力,相信一分耕耘一分收获,努力就一定可以获得应有的回报)