石灰土质量的影响及对策.docx

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石灰土质量的影响及对策

1组成材料对石灰土质量的影响及对策

　　土质

（1）土的塑性指数。

　　部颁《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中规定：

塑性指数15～20的粘性土以及含有一定数量的粘性土的中粒土和粗粒土均适宜于用石灰稳定。

这种稳定土易于粉碎，便于碾压成型，施工和使用效果都很好。

我省分布着粘性土、亚粘土、砂性土、亚砂土和砂土等多种不同类型的土质。

为了保证工程质量，对所采用的土源既要考虑到符合规范指标和强度要求，又要考虑到施工时易于粉碎，便于碾压成型，还要考虑到因地制宜、就地取材。

对不同的区域、不同的土质，通过技术处理的手段，使其满足灰土层施工的指标要求。

（2）土的颗粒。

　　在施工中，土粒应尽可能粉碎，越细越好，土块最大尺寸不应大于15mm。

有资料显示，在相同条件下，灰土颗粒粒径，无侧限抗压强度为，灰土颗粒粒径，无侧限抗压强度为。

不难看出，灰土强度与土颗粒的大小有直接关系。

　　（3）土中杂质。

　　土中硫酸盐含量不应大于%，腐植质含量不应大于10%，且不得有杂草、树根等异物。

因为有机质一般呈酸性，使土的PH值降低。

另外，有机质本身水稳性较差，遇水剧烈膨胀，致使土体强度降低。

　　石灰质量与品种

（1）石灰质量对石灰土强度影响很大。

石灰应符合《公路路面基层施工技术规范》中Ⅲ级以上石灰的技术指标。

在施工中应尽量选用等级高的石灰。

（2）石灰的存放时间对石灰的质量有极大的影响。

石灰随着存放时间的增加，特别是在没有覆盖的情况下，有效钙和氧化镁的含量会大幅度下降。

有资料表明，石灰放置三个月，其活性含量可从原来的80%以上降低到40%左右，放置半年可降低到30%左右。

原先质量好的石灰长期无覆盖堆放，其质量会降低到等外石灰。

石灰土强度的形成主要是石灰与细粒土的相互作用。

而在这种相互作用中，离子交换是石灰土初期强度形成的主要原因，碳酸化反应是石灰土后期强度增长的主要原因。

众所周知，活性含量低的石灰是不可能做出高强度的石灰土的。

　　（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～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～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：

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路面石灰土基层在施工中的质量控制

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

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

  Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

  60、55、50

含水率（%）

  4、4、4

  4、4、4

细度：

方孔筛余（90）不大于

  0、1、1

  0、1、1

  判别石灰充分消解指石灰经消解后保留在筛孔上颗粒不超过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。

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

粘土

19-23

粉质黏土

12-21

粉土

9-15

  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%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

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

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

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

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                 终压最大5km/h，宜控制在  振动压路机     初压（静压）最大5km/h，宜控制在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；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

1000m2

3

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

1

用尺量

中线高程

±20

20m

1

用水准仪测量

横坡

±20≯3%

20m

路宽（m）＜

＞

用水准仪测量

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。

冬、雨季施工

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。

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

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