论文部分内容阅读
摘要：在沿江、沿河地区修建高速公路，土源往往严重缺乏。在无理想的土源时，过湿土甚至中等膨胀性的土有时也可能作为路基填料来使用，这时就要利用石灰来改良，利用石灰在土中的化学反应，使得土壤板结，使土呈碱性、砂性。改良土有利于施工、水稳性好、强度大等特点。石灰土路基整体性好、承载力高、变形小，是一种理想的公路底基层和路基土质改良的优良材料。本文主要针对石灰改良土的原理与质量控制进行探讨，并提出相应的处理措施，希望能够对相关人士给予帮助。
关键词：石灰改良土；原理；质量控制；
一、石灰改良土的原理
1、石灰土路基是由石灰拌合土分层填筑而成，石灰与土中的矿物发生反应，生成硅酸钙和硅酸铝，土中的部分水分子和反应生成的水分子化为结晶水被吸入它们的结晶骨架中，硅酸钙和硅酸铝是一种水稳性良好的胶结材料，具有水硬性的胶凝材料性质，土粒表面化学反应生成的硅酸钙和硅酸铝可以将未反应的内部土粒包裹并与相邻土粒胶合成一个整体，这是石灰土强度形成的最主要原因。
2、石灰土强度的形成需要时间。石灰与土的化学反应、碳酸化作用和结晶作用均需要一定的时间，所以，石灰土的强度具有随着龄期增长的特点，28天后强度基本趋于稳定。
3、石灰在与土的化学反映过程中，需要水分子存在参与结晶等化学反映，一定的含水量是形成石灰土强度的必备条件。在夏天气温较高时，石灰土表水份及易蒸发，形成干石灰与土，无法化学反映产生强度，因此必须适当洒水保持养生，但不可过多，以最佳含水量为度。
4、有人说土的粒度和粘性对石灰土的强度有影响，但我在实际施工中发现，前期粘土强度发展较砂性土快，但后期最終强度不相上下，这是由于粘性土粒度细，（塑性指数>12）比表面积大，所以前期反应快，而砂性土（塑性指数只有6-8）由于颗料大，比表面积小，所以反应相对没有粘性土大，但随着时间的推移，最后强度是不相上下的。说到土质对石灰土的影响主要有，硫酸盐类含量超过8%或有机质含量超过10%的土，由于其PH值较小，影响石灰的碱性发挥，导致强度形成不足，所以这些土不宜做石灰土。
二、原材料质量控
进场石灰要能满足技术规范所要求的技术标准并且不低于标准试验时用灰级别，且应采取设棚存放等防风避雨措施，防止石灰失效。
三、施工质量控制
1、洒水闷料：当路基土含水量小于最佳含水量时，应根据每立方米土中含水量进行计算，用洒水车控制洒水量一次补足到最佳含水量，并视具体情况高出1-2个百分点，细粒土宜闷一夜，中粒土和粗粒土，视其具体细粒土含量多少，可缩短闷料时间。当含水量较大时，应翻拌晾晒，当含水量合适后，再整平使厚度达到要求。
2、布灰：确保用于施工的石灰改善土配合均匀：布灰前，用压路机对路基轻压1-2遍，保证备灰时不产生大的车辙，严禁重车在作业段内调头。布灰前根据石灰剂量、不同含水量情况下的石灰松方干容重及石灰土最大干容重计算每平方米的石灰用量。在施工布灰中，有的工程采用铲车配合人工布灰，有的采用手推车布灰，均可达到均匀布灰的目的。不论采用何种方式布灰，都应先划好布灰格子线，按面积按比例计算摊铺石灰的重量，然后将石灰均匀地铺撒在标线范围内，严格把握好布灰数量，铺灰应掌握边线准确，用刮板将灰均匀摊开，控制铺灰厚度符合要求。在铺好灰后，每40米一个断面检查石灰的松铺厚度，检查石灰用量是否符合预定的石灰用量。
3、拌合与洒水：拌合采用稳定土拌合机拌合。设专人跟随路拌机，随时检查拌和的深度并配合拌和机操作人员调整拌和深度，石灰土一般拌合两遍。使用稳定土拌合机拌合时，第一遍不宜翻拌到底，应留2-3厘米，以防止石灰下沉集中在底部翻拌不上来，形成灰夹层。第二遍翻拌时，一定要翻拌到底，并对下层略有小破坏，刚好要在1厘米左右，这样就能消除夹层素土，又能起到上下层结合更好的作用。翻拌过程中，跟随拌合机人员要随时检查翻拌深度是否满足要求。还要考虑在拌和、整平过程中的水份损失，应控制素土的含水量适当大于最佳含水量（根据气候及拌和整平时间长短确定），翻拌两遍后，试验人员应跟班检查含水量和石灰剂量，如果石灰土中含水量不足，应用洒水车补充洒水，洒水后，应再次进行拌合，使石灰土混合料含水量比最佳含水量大1-2%。拌合完成的标志是：石灰剂量符合要求，拌合深度适宜，无夹灰层和夹土层现象，混合料色泽一致，无灰条、灰团和花面，土块破碎合乎要求且水份均匀合适。
在路基施工初期会经常遇到含水量大的土段，因为天气原因，很难晾晒干，这时我们需要在湿土中拌入2%-3%的生石灰，让过湿土和生石灰发生反应，使土体颗粒松散，土的性质改变，土的含水量、塑性指数降低，土体易于粉碎，一般在加入生石灰7～20天左右，把闷灰土拌匀，从闷灰土中取样，测其石灰含量，根据检测的石灰剂量，确定应该补充加入石灰量，进行第二次加灰，加灰时必须均匀地播撒拌匀。
4、整形：严禁不按设计整形，不能随意施工，要确保路基排水，做好路拱横坡。为了保证路基质量，确保每次雨后路基上的水迅速流出路基，保证路基不存水，行车道、路缘带和硬路肩均应根据设计做好横坡。为了保证各项指标均能达到设计要求，要确保混合料拌合均匀后，立即用平地机初步整形，在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平。在平曲线地段，平地机由内侧向外侧进行刮平。刮平后，立即在初平的路段上用压路机快速碾压一遍，以暴露潜在的不平整。再用平地机进行整形，这时需人工配合平地机进行精平2～3遍达到要求，直到符合高程设计。对于局部低洼处，应将其表层5厘米以上耙松，并用新拌的混合料进行找平，严禁形成薄层贴补现象。在整形过程中，严禁任何车辆通行。
5、碾压：整形后，经检查石灰剂量、含水量、标高、平整度、均符合要求后，即可进行碾压。先用振动压路机不开振动排压一遍，然后用振动压路机振压2-3遍，接着用压路机静压1-2遍，达到表面无轮迹，无软弹。在碾压的过程中，直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时，应重叠三分之一轮宽，压路机的碾压速度，头两遍最好采用1.5-1.7Km/h为宜，以后采用2.0-2.5Km/h的速度。试验检测人员应始终在施工现场，完成碾压遍数后，立即取样检验压实度（要及时拿出试验结果），压实不足要立即补压，直到满足压实要求后停压。在碾压过程中，如有弹软、松散、起皮等现象，应及时翻开，加适量石灰重新拌合，使达到质量要求。碾压过程中，石灰稳定土的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应该及时补洒少量的水，但严禁洒多水碾压。碾压应使各部分碾压次数相同，路基的两侧应多压2-3遍。压路机碾压不到的地方，用小型夯实设备夯实至规定要求。压实度应满足路基同部位填土压实度要求。
6、静置：石灰土在强度形成过程中如果受到扰动，例如各种重载车辆在上面行走，刚刚形成的胶结就会立即被破坏，造成表面松动，使强度不能形成。所以刚刚碾压完成的石灰土初期静置时间越长，强度就发展越快，当强度发展到一般扰动不能破坏其结构时，强度再继续发展就不会受影响。
结束语
通过对石灰原材质量控制及施工过程中的各个环节的控制，石灰改良土路基各项指标均达到合格要求，整体路基强度得到了极大地改善，然而石灰改良土的施工受地理、天气因素影响很大，对人员、机械以及施工技术水平都有很高要求，施工中应根据实际情况对施工工艺进行合理有效的调整，严格控制施工中的细小环节，并对石灰改良土的常见病害进行防治，才能杜绝质量事故的发生。
关键词：石灰改良土；原理；质量控制；
一、石灰改良土的原理
1、石灰土路基是由石灰拌合土分层填筑而成，石灰与土中的矿物发生反应，生成硅酸钙和硅酸铝，土中的部分水分子和反应生成的水分子化为结晶水被吸入它们的结晶骨架中，硅酸钙和硅酸铝是一种水稳性良好的胶结材料，具有水硬性的胶凝材料性质，土粒表面化学反应生成的硅酸钙和硅酸铝可以将未反应的内部土粒包裹并与相邻土粒胶合成一个整体，这是石灰土强度形成的最主要原因。
2、石灰土强度的形成需要时间。石灰与土的化学反应、碳酸化作用和结晶作用均需要一定的时间，所以，石灰土的强度具有随着龄期增长的特点，28天后强度基本趋于稳定。
3、石灰在与土的化学反映过程中，需要水分子存在参与结晶等化学反映，一定的含水量是形成石灰土强度的必备条件。在夏天气温较高时，石灰土表水份及易蒸发，形成干石灰与土，无法化学反映产生强度，因此必须适当洒水保持养生，但不可过多，以最佳含水量为度。
4、有人说土的粒度和粘性对石灰土的强度有影响，但我在实际施工中发现，前期粘土强度发展较砂性土快，但后期最終强度不相上下，这是由于粘性土粒度细，（塑性指数>12）比表面积大，所以前期反应快，而砂性土（塑性指数只有6-8）由于颗料大，比表面积小，所以反应相对没有粘性土大，但随着时间的推移，最后强度是不相上下的。说到土质对石灰土的影响主要有，硫酸盐类含量超过8%或有机质含量超过10%的土，由于其PH值较小，影响石灰的碱性发挥，导致强度形成不足，所以这些土不宜做石灰土。
二、原材料质量控
进场石灰要能满足技术规范所要求的技术标准并且不低于标准试验时用灰级别，且应采取设棚存放等防风避雨措施，防止石灰失效。
三、施工质量控制
1、洒水闷料：当路基土含水量小于最佳含水量时，应根据每立方米土中含水量进行计算，用洒水车控制洒水量一次补足到最佳含水量，并视具体情况高出1-2个百分点，细粒土宜闷一夜，中粒土和粗粒土，视其具体细粒土含量多少，可缩短闷料时间。当含水量较大时，应翻拌晾晒，当含水量合适后，再整平使厚度达到要求。
2、布灰：确保用于施工的石灰改善土配合均匀：布灰前，用压路机对路基轻压1-2遍，保证备灰时不产生大的车辙，严禁重车在作业段内调头。布灰前根据石灰剂量、不同含水量情况下的石灰松方干容重及石灰土最大干容重计算每平方米的石灰用量。在施工布灰中，有的工程采用铲车配合人工布灰，有的采用手推车布灰，均可达到均匀布灰的目的。不论采用何种方式布灰，都应先划好布灰格子线，按面积按比例计算摊铺石灰的重量，然后将石灰均匀地铺撒在标线范围内，严格把握好布灰数量，铺灰应掌握边线准确，用刮板将灰均匀摊开，控制铺灰厚度符合要求。在铺好灰后，每40米一个断面检查石灰的松铺厚度，检查石灰用量是否符合预定的石灰用量。
3、拌合与洒水：拌合采用稳定土拌合机拌合。设专人跟随路拌机，随时检查拌和的深度并配合拌和机操作人员调整拌和深度，石灰土一般拌合两遍。使用稳定土拌合机拌合时，第一遍不宜翻拌到底，应留2-3厘米，以防止石灰下沉集中在底部翻拌不上来，形成灰夹层。第二遍翻拌时，一定要翻拌到底，并对下层略有小破坏，刚好要在1厘米左右，这样就能消除夹层素土，又能起到上下层结合更好的作用。翻拌过程中，跟随拌合机人员要随时检查翻拌深度是否满足要求。还要考虑在拌和、整平过程中的水份损失，应控制素土的含水量适当大于最佳含水量（根据气候及拌和整平时间长短确定），翻拌两遍后，试验人员应跟班检查含水量和石灰剂量，如果石灰土中含水量不足，应用洒水车补充洒水，洒水后，应再次进行拌合，使石灰土混合料含水量比最佳含水量大1-2%。拌合完成的标志是：石灰剂量符合要求，拌合深度适宜，无夹灰层和夹土层现象，混合料色泽一致，无灰条、灰团和花面，土块破碎合乎要求且水份均匀合适。
在路基施工初期会经常遇到含水量大的土段，因为天气原因，很难晾晒干，这时我们需要在湿土中拌入2%-3%的生石灰，让过湿土和生石灰发生反应，使土体颗粒松散，土的性质改变，土的含水量、塑性指数降低，土体易于粉碎，一般在加入生石灰7～20天左右，把闷灰土拌匀，从闷灰土中取样，测其石灰含量，根据检测的石灰剂量，确定应该补充加入石灰量，进行第二次加灰，加灰时必须均匀地播撒拌匀。
4、整形：严禁不按设计整形，不能随意施工，要确保路基排水，做好路拱横坡。为了保证路基质量，确保每次雨后路基上的水迅速流出路基，保证路基不存水，行车道、路缘带和硬路肩均应根据设计做好横坡。为了保证各项指标均能达到设计要求，要确保混合料拌合均匀后，立即用平地机初步整形，在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平。在平曲线地段，平地机由内侧向外侧进行刮平。刮平后，立即在初平的路段上用压路机快速碾压一遍，以暴露潜在的不平整。再用平地机进行整形，这时需人工配合平地机进行精平2～3遍达到要求，直到符合高程设计。对于局部低洼处，应将其表层5厘米以上耙松，并用新拌的混合料进行找平，严禁形成薄层贴补现象。在整形过程中，严禁任何车辆通行。
5、碾压：整形后，经检查石灰剂量、含水量、标高、平整度、均符合要求后，即可进行碾压。先用振动压路机不开振动排压一遍，然后用振动压路机振压2-3遍，接着用压路机静压1-2遍，达到表面无轮迹，无软弹。在碾压的过程中，直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时，应重叠三分之一轮宽，压路机的碾压速度，头两遍最好采用1.5-1.7Km/h为宜，以后采用2.0-2.5Km/h的速度。试验检测人员应始终在施工现场，完成碾压遍数后，立即取样检验压实度（要及时拿出试验结果），压实不足要立即补压，直到满足压实要求后停压。在碾压过程中，如有弹软、松散、起皮等现象，应及时翻开，加适量石灰重新拌合，使达到质量要求。碾压过程中，石灰稳定土的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应该及时补洒少量的水，但严禁洒多水碾压。碾压应使各部分碾压次数相同，路基的两侧应多压2-3遍。压路机碾压不到的地方，用小型夯实设备夯实至规定要求。压实度应满足路基同部位填土压实度要求。
6、静置：石灰土在强度形成过程中如果受到扰动，例如各种重载车辆在上面行走，刚刚形成的胶结就会立即被破坏，造成表面松动，使强度不能形成。所以刚刚碾压完成的石灰土初期静置时间越长，强度就发展越快，当强度发展到一般扰动不能破坏其结构时，强度再继续发展就不会受影响。
结束语
通过对石灰原材质量控制及施工过程中的各个环节的控制，石灰改良土路基各项指标均达到合格要求，整体路基强度得到了极大地改善，然而石灰改良土的施工受地理、天气因素影响很大，对人员、机械以及施工技术水平都有很高要求，施工中应根据实际情况对施工工艺进行合理有效的调整，严格控制施工中的细小环节，并对石灰改良土的常见病害进行防治，才能杜绝质量事故的发生。