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摘 要: 二灰土是石灰和粉煤灰的混合物。在公路建设中选择二灰土作为底基层,具有良好强度、整体性、抗水性和抗低温性,在公路施工中得到了广泛应用。同时,该材料的使用还可节约成本,获取良好经济利益,并具有深远的社会效益。
关键词: 公路工程;二灰土;底基层;施工工艺
一、二灰土的概况
二灰土是由石灰、粉煤灰、土三种无机物有机组合,通过专门的设备,拌和、摊铺到碾压成型形成一种筑路用承重层材料。它的具体名称视所用土的不同而定,如二灰与砂砾称二灰砂砾土,二灰与碎石称二灰碎石土。石灰、粉煤灰用作添加于天然细粒土或粘土中的稳定性材料越来越常见,而且价格低廉,施工简单,力学性能和水稳性好,成为土质改良的重要方法。具体特性如下:
1、强度较高。二灰土成型后,虽然早期强度偏低,在气温较高的季节,如夏天7天无侧限抗压强度能达到0.6--0.8Mpa,在春天及秋天7天无侧限抗压强度能达到0.5Mpa左右,但二灰土后期强度高,一个月在夏季能达到1.7--2.0Mpa,二个月能达到3Mpa,以后强度还不断慢慢增长,因此,二灰土具有较高强度的一种路面结构层。
2、整体性好。二灰土成型后,经过一段时间的养护,其强度逐渐增高,最后形成一个有机的整体,形成整体的原因有两种,首先是由于石灰、粉煤灰含有许多化学活性物其中氧化钙、二氧化硅物质所形成的离子与粘土颗粒的离子发生化学、物理反应,从而形成大团粒结晶体,具有很高的强度;其次是由于机械的物理力学作用,二灰土摊平后,经过重型压实机具将其密实,使二灰土形成紧密的结合体;第一种情况是二灰土形成强度、板结的主要原理;第二种情况则是二灰土中强度形成的必要条件。因此,二灰土经过密实后具有良好的整体性。
3、抗低温能力。由于二灰土内部的物理化学反应,从而形成致密的整体,雨水不容易渗透,同时因为二灰土的化学反应有放热现象,致使在低温季度施工二灰土的强度仍不断增高,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通过现场检测7天强度能在0.4Mpa以上能充分说明二灰土抗低温能力。
4、施工方便。由于二灰土强度上来慢、是因为其物理化学反应也较之缓慢,因此从拌合到摊铺、碾压均有较长的操作时间,便于掌握不象水泥稳定材料从拌合到碾压只能在初凝时间内完成,一般控制在4 ~5小时之内。而二灰土从拌合到碾压成型,可以延长1~2天,对其强度没有太大的影响,所以,施工时受雨水、机械设备、人为因素的影响相对要小得多,施工二灰土相对比较容易和方便。
二、公路路面二灰土底基层施工流程
1、原材料选择
(1)石灰。选择用作材料的石灰等级必须在三级或者三级以上,主要是有氧化钙组成,再转变成为氢氧化钙,再加入60%-70%的水这样能消解充分。不然会导致很多僵块的出现。这种情况出现遇到水之后渐渐消解,体积也会逐渐变大。假如是在工程中使用,破坏力比较大。所以在施工时就得将石灰充分消解,切记不能加水太多,这样会导致石灰成为石灰膏浆,重视水的添加。
(2)粉煤灰。其中主要是由硅石、氧化铝、氧化铁烧组成,其总量在70%以上,失量应小于等20%,干湿都能使用。
(3)粘土。通常情况下,粘土面积较大且活性较强,其表面的能量高,将粘土与石灰结合之后土的塑性的指数越大其强度越高,方便粉碎,成型时间也会缩短,塑性指数宜控制在12-20之间,有机质含量不大于10%。
(4)水。水以饮用水为主。
2、下承层
路基顶的施工要使用12-15t的三轮式压路机反复压三到四次,碾压时,一旦出现干或者松散的现象,必须适当加水,相反,因水分过多出现弹簧的时候,就必须挖开换土、添加石灰或者晾晒。路基顶面还必须对高程、中线偏位、宽度、横坡度、弯沉和平整度等进行检查,各项指标必须符合要求。
3、施工放样
在土基上恢复中线桩,标出二灰稳定土层的边缘的松铺高程和设计高程,并在两侧路肩边缘外设指示桩。
4、准备材料
投入工程的材料必须严格按照质量标准,将路段的底部宽度、干密度以及厚度进行记录,再计算出路段中要多重的干燥的集料。将材料含水量、配合比以及干密度记录计算材料的松浦厚度,这样就能更好的对配合比进行控制。
5、摊铺施工
对路基检测完毕后将土运入,第一步使用推土机进行粉碎,接着使用旋根机进行搅拌,在规定内的石灰格中添加土,接下来就是推土机进行推平,接着就是平地机对土进行平铺,做到平铺完整,做好路拱的施工,同时使用人工对部分地区开展找平工作,然后再利用压路设备速度比较快的碾压两遍,能够避免运输粉煤灰的車辆在经过时会出现车轮胎印迹。
(1)粉煤灰摊铺。素土高程精确控制整平后,根据粉煤灰用量打格上粉煤灰,用平地机将粉煤灰均匀地摊铺在预定的路基上,用压路机快速碾压两遍。
(2)石灰摊铺。在稳压整平后的粉煤灰上打格上消石灰。该工序要仔细检查消灰厚度,确保灰的均匀性,注意控制各处的松铺厚度基本一致。
6、拌和
石灰摊铺后即用稳定土拌和机进行拌和,使石灰粉煤灰充分拌和分布到土粒中,随时检查拌和深度以便及时调整,避免出现素土夹层。拌和深度达下层顶面下0.5~1cm为最佳,不宜过多,已利于上下层结合。严禁底部留有素土夹层,也应防止过多破坏下承层表面。
搅拌之后,对搅拌物的含水比例和灰剂比例进行检测。所含水量过多时,可以再进行搅拌一下,翻晒一下;所含水分比较少的情况下,可以适当的进行洒水,搅拌物中所含水量最好比最佳含水量多1%-3%。搅拌完成的标准是搅拌物色泽平均,含水量合适,没有花面、灰条或者灰团,同时没有颗粒。
7、整形与整平
測验含灰量以及含水量都达到标准要求后,要立刻取一点样本进行没有侧线检测其抗压能力。首先使用推土设备过一遍,再用振动压路设备过一遍,然后在使用平地设备快速的过一遍,检测工作者使用灰点方式检测标高。按照灰点再使用平地设备对样土进行细致的碾压,整平,整形的标准要根据标准的要求开展,尤其要注意两块土样中间连接的地方,检测人员要对每个断面都进行检测,检测断面高度是不是符合要求,对于一些比标准要求低的地方不能再进行铺设方法,必须按照宁愿高也不能低,宁愿刮除也不能贴补的标准,同时要让整体的竖直面都是光滑一样的。在整个造型建筑中,不能有任何车辆经过。
8、碾压
根据路宽、压路机轮宽和轮距的不同,制定碾压方案,以求各部分的碾压到的次数尽量相同,确保一次碾压成功。当混合料大于最佳含水量1%~3%时,进行碾压,如表面水分不足,应当适量洒水,严禁洒大水碾压;碾压必须遵循先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先下部密实后上部密实的原则,要严格控制各类压路机的碾压速度。
9、保养
在碾压结束压实度验收合格后,立即进行保养,为减少基层水分的蒸发,确保基层强度形成所必须的水分能够满足,本工程采取了塑料地膜覆盖进行养生。
三、结束语
综上所述,公路施工中,二灰土底基层作为主要构成部分,其施工技术水平的高低对公路路面工程的整体质量产生直接的影响,所以必须对施工工艺不断优化,对施工质量严格控制,使公路工程的整体质量得到进一步提升。■
参考文献
[1]杨仲伟;二灰土在路基工程中的应用[J];交通世界:建养机械;2015.1090-91.
[2]杨晶;路基工程中的二灰土基层施工工艺探讨[J];中国水运下半月;2015,15(6):239-240.
[3]荣保铭;胡长智;丁伟;浅谈二灰土底基层在临连高速公路 LL-2 标段中的应用[J];黑龙江交通科技;2010(2).
[4]熊保恒;陆春;郭洪福;高速公路石灰粉煤灰稳定土底基层的机械化施工[J];筑路机械与施工机械化;2010(3).
关键词: 公路工程;二灰土;底基层;施工工艺
一、二灰土的概况
二灰土是由石灰、粉煤灰、土三种无机物有机组合,通过专门的设备,拌和、摊铺到碾压成型形成一种筑路用承重层材料。它的具体名称视所用土的不同而定,如二灰与砂砾称二灰砂砾土,二灰与碎石称二灰碎石土。石灰、粉煤灰用作添加于天然细粒土或粘土中的稳定性材料越来越常见,而且价格低廉,施工简单,力学性能和水稳性好,成为土质改良的重要方法。具体特性如下:
1、强度较高。二灰土成型后,虽然早期强度偏低,在气温较高的季节,如夏天7天无侧限抗压强度能达到0.6--0.8Mpa,在春天及秋天7天无侧限抗压强度能达到0.5Mpa左右,但二灰土后期强度高,一个月在夏季能达到1.7--2.0Mpa,二个月能达到3Mpa,以后强度还不断慢慢增长,因此,二灰土具有较高强度的一种路面结构层。
2、整体性好。二灰土成型后,经过一段时间的养护,其强度逐渐增高,最后形成一个有机的整体,形成整体的原因有两种,首先是由于石灰、粉煤灰含有许多化学活性物其中氧化钙、二氧化硅物质所形成的离子与粘土颗粒的离子发生化学、物理反应,从而形成大团粒结晶体,具有很高的强度;其次是由于机械的物理力学作用,二灰土摊平后,经过重型压实机具将其密实,使二灰土形成紧密的结合体;第一种情况是二灰土形成强度、板结的主要原理;第二种情况则是二灰土中强度形成的必要条件。因此,二灰土经过密实后具有良好的整体性。
3、抗低温能力。由于二灰土内部的物理化学反应,从而形成致密的整体,雨水不容易渗透,同时因为二灰土的化学反应有放热现象,致使在低温季度施工二灰土的强度仍不断增高,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通过现场检测7天强度能在0.4Mpa以上能充分说明二灰土抗低温能力。
4、施工方便。由于二灰土强度上来慢、是因为其物理化学反应也较之缓慢,因此从拌合到摊铺、碾压均有较长的操作时间,便于掌握不象水泥稳定材料从拌合到碾压只能在初凝时间内完成,一般控制在4 ~5小时之内。而二灰土从拌合到碾压成型,可以延长1~2天,对其强度没有太大的影响,所以,施工时受雨水、机械设备、人为因素的影响相对要小得多,施工二灰土相对比较容易和方便。
二、公路路面二灰土底基层施工流程
1、原材料选择
(1)石灰。选择用作材料的石灰等级必须在三级或者三级以上,主要是有氧化钙组成,再转变成为氢氧化钙,再加入60%-70%的水这样能消解充分。不然会导致很多僵块的出现。这种情况出现遇到水之后渐渐消解,体积也会逐渐变大。假如是在工程中使用,破坏力比较大。所以在施工时就得将石灰充分消解,切记不能加水太多,这样会导致石灰成为石灰膏浆,重视水的添加。
(2)粉煤灰。其中主要是由硅石、氧化铝、氧化铁烧组成,其总量在70%以上,失量应小于等20%,干湿都能使用。
(3)粘土。通常情况下,粘土面积较大且活性较强,其表面的能量高,将粘土与石灰结合之后土的塑性的指数越大其强度越高,方便粉碎,成型时间也会缩短,塑性指数宜控制在12-20之间,有机质含量不大于10%。
(4)水。水以饮用水为主。
2、下承层
路基顶的施工要使用12-15t的三轮式压路机反复压三到四次,碾压时,一旦出现干或者松散的现象,必须适当加水,相反,因水分过多出现弹簧的时候,就必须挖开换土、添加石灰或者晾晒。路基顶面还必须对高程、中线偏位、宽度、横坡度、弯沉和平整度等进行检查,各项指标必须符合要求。
3、施工放样
在土基上恢复中线桩,标出二灰稳定土层的边缘的松铺高程和设计高程,并在两侧路肩边缘外设指示桩。
4、准备材料
投入工程的材料必须严格按照质量标准,将路段的底部宽度、干密度以及厚度进行记录,再计算出路段中要多重的干燥的集料。将材料含水量、配合比以及干密度记录计算材料的松浦厚度,这样就能更好的对配合比进行控制。
5、摊铺施工
对路基检测完毕后将土运入,第一步使用推土机进行粉碎,接着使用旋根机进行搅拌,在规定内的石灰格中添加土,接下来就是推土机进行推平,接着就是平地机对土进行平铺,做到平铺完整,做好路拱的施工,同时使用人工对部分地区开展找平工作,然后再利用压路设备速度比较快的碾压两遍,能够避免运输粉煤灰的車辆在经过时会出现车轮胎印迹。
(1)粉煤灰摊铺。素土高程精确控制整平后,根据粉煤灰用量打格上粉煤灰,用平地机将粉煤灰均匀地摊铺在预定的路基上,用压路机快速碾压两遍。
(2)石灰摊铺。在稳压整平后的粉煤灰上打格上消石灰。该工序要仔细检查消灰厚度,确保灰的均匀性,注意控制各处的松铺厚度基本一致。
6、拌和
石灰摊铺后即用稳定土拌和机进行拌和,使石灰粉煤灰充分拌和分布到土粒中,随时检查拌和深度以便及时调整,避免出现素土夹层。拌和深度达下层顶面下0.5~1cm为最佳,不宜过多,已利于上下层结合。严禁底部留有素土夹层,也应防止过多破坏下承层表面。
搅拌之后,对搅拌物的含水比例和灰剂比例进行检测。所含水量过多时,可以再进行搅拌一下,翻晒一下;所含水分比较少的情况下,可以适当的进行洒水,搅拌物中所含水量最好比最佳含水量多1%-3%。搅拌完成的标准是搅拌物色泽平均,含水量合适,没有花面、灰条或者灰团,同时没有颗粒。
7、整形与整平
測验含灰量以及含水量都达到标准要求后,要立刻取一点样本进行没有侧线检测其抗压能力。首先使用推土设备过一遍,再用振动压路设备过一遍,然后在使用平地设备快速的过一遍,检测工作者使用灰点方式检测标高。按照灰点再使用平地设备对样土进行细致的碾压,整平,整形的标准要根据标准的要求开展,尤其要注意两块土样中间连接的地方,检测人员要对每个断面都进行检测,检测断面高度是不是符合要求,对于一些比标准要求低的地方不能再进行铺设方法,必须按照宁愿高也不能低,宁愿刮除也不能贴补的标准,同时要让整体的竖直面都是光滑一样的。在整个造型建筑中,不能有任何车辆经过。
8、碾压
根据路宽、压路机轮宽和轮距的不同,制定碾压方案,以求各部分的碾压到的次数尽量相同,确保一次碾压成功。当混合料大于最佳含水量1%~3%时,进行碾压,如表面水分不足,应当适量洒水,严禁洒大水碾压;碾压必须遵循先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先下部密实后上部密实的原则,要严格控制各类压路机的碾压速度。
9、保养
在碾压结束压实度验收合格后,立即进行保养,为减少基层水分的蒸发,确保基层强度形成所必须的水分能够满足,本工程采取了塑料地膜覆盖进行养生。
三、结束语
综上所述,公路施工中,二灰土底基层作为主要构成部分,其施工技术水平的高低对公路路面工程的整体质量产生直接的影响,所以必须对施工工艺不断优化,对施工质量严格控制,使公路工程的整体质量得到进一步提升。■
参考文献
[1]杨仲伟;二灰土在路基工程中的应用[J];交通世界:建养机械;2015.1090-91.
[2]杨晶;路基工程中的二灰土基层施工工艺探讨[J];中国水运下半月;2015,15(6):239-240.
[3]荣保铭;胡长智;丁伟;浅谈二灰土底基层在临连高速公路 LL-2 标段中的应用[J];黑龙江交通科技;2010(2).
[4]熊保恒;陆春;郭洪福;高速公路石灰粉煤灰稳定土底基层的机械化施工[J];筑路机械与施工机械化;2010(3).