石灰土質量影響因素探討論文

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摘要：近年來，隨著我省高速公路的迅速發展，石灰穩定土結構得到廣泛的應用。就如何控制石灰土施工質量，從形成石灰土強度的內因和外因條件論述對石灰土質量的影響及其對策。

關鍵詞：影響；石灰土；質量；分析；對策

1組成材料對石灰土質量的影響及對策

1.1土質

（1）土的塑性指數。

部頒《公路路面基層施工技術規范》（JTJ034-2000）中規定：塑性指數15～20的粘性土以及含有一定數量的粘性土的中粒土和粗粒土均適宜于用石灰穩定。這種穩定土易于粉碎，便于碾壓成型，施工和使用效果都很好。我省分布著粘性土、亞粘土、砂性土、亞砂土和砂土等多種不同類型的土質。為了保證工程質量，對所采用的土源既要考慮到符合規范指標和強度要求，又要考慮到施工時易于粉碎，便于碾壓成型，還要考慮到因地制宜、就地取材。對不同的區域、不同的土質，通過技術處理的手段，使其滿足灰土層施工的指標要求。

（2）土的顆粒。

在施工中，土粒應盡可能粉碎，越細越好，土塊最大尺寸不應大于15mm。有資料顯示，在相同條件下，灰土顆粒粒徑0.5mm，無側限抗壓強度為4.3Mpa，灰土顆粒粒徑1.0mm，無側限抗壓強度為1.0Mpa。不難看出，灰土強度與土顆粒的大小有直接關系。

（3）土中雜質。

土中硫酸鹽含量不應大于0.8%，腐植質含量不應大于10%，且不得有雜草、樹根等異物。因為有機質一般呈酸性，使土的PH值降低。另外，有機質本身水穩性較差，遇水劇烈膨脹，致使土體強度降低。

1.2石灰質量與品種

（1）石灰質量對石灰土強度影響很大。石灰應符合《公路路面基層施工技術規范》中Ⅲ級以上石灰的技術指標。在施工中應盡量選用等級高的石灰。

（2）石灰的存放時間對石灰的質量有極大的影響。石灰隨著存放時間的增加，特別是在沒有覆蓋的情況下，有效鈣和氧化鎂的含量會大幅度下降。有資料表明，石灰放置三個月，其活性含量可從原來的80%以上降低到40%左右，放置半年可降低到30%左右。原先質量好的石灰長期無覆蓋堆放，其質量會降低到等外石灰。石灰土強度的形成主要是石灰與細粒土的相互作用。而在這種相互作用中，離子交換是石灰土初期強度形成的主要原因，碳酸化反應是石灰土后期強度增長的主要原因。眾所周知，活性含量低的石灰是不可能做出高強度的石灰土的。

（3）消解石灰的質量對石灰土強度有著直接的影響。有些路段使用了未充分消解的消石灰，灰土層碾壓成型后在養生過程中，未充分消解的石灰塊遇水繼續消解，引起局部爆裂崩解，造成灰土層裂縫、松散而破壞，影響灰土層的強度和平整度。

2配合比對石灰土質量的影響及對策

（1）石灰劑量。

石灰劑量對石灰土強度的影響較為顯著。石灰劑量較低時（3～4%），石灰主要起穩定作用。隨著石灰劑量的增加石灰土的強度和水穩性也顯著提高，石灰主要起加固作用。但當劑量超過一定范圍時，過多的石灰在土的空隙中以自由灰的狀態存在，將導致石灰土的強度下降。目前在生產實踐中常用的石灰劑量不低于5%，最高為12%，7～8%為經濟實用。

（2）最佳含水量。

水分是石灰土的一個重要組成部分。在施工中，土中水分使石灰與土發生物理化學作用，以滿足石灰土形成強度的需要；使石灰土在壓實時具有一定的塑性，以便于碾壓到所要求的壓實度；使石灰土養生時具有一定的濕度。所以最佳含水量亦是控制石灰土施工質量的一個關鍵指標。從理論上講，石灰土的最佳含水量為素土的最佳含水量、拌和過程中蒸發所需的水量與石灰反應過程所需的水量三者之和。不同土質和不同石灰劑量的石灰土各有其不同的最佳含水量，這些都需要通過試驗才能得到。當灰土在最佳含水量時進行碾壓才能得到最大的密實度，含水量在拌和過程中、開始碾壓時及碾壓過程中進行檢驗。碾壓時混合料的含水量可略大于最佳含水量0.5～1%，這是為了彌補碾壓過程中水分的損失。含水量過大，既會影響石灰土可能達到的密度和強度，又會明顯增大石灰土的干縮性，使結構層產生干縮裂縫。含水量過小，也會影響石灰土可能達到的密度和強度。

3施工過程對石灰土質量的影響及對策

石灰土施工的主要工序為灰土拌和、整形和碾壓。因各施工單位的技術力量、施工工藝、機械設備以及管理水平不一致，其施工過程對石灰土質量的影響較大。

（1）石灰土的拌和。

目前我省各施工單位的石灰土拌和均為路拌法。路拌法施工石灰土很關鍵的一點是拌和層底部不能留有素土夾層，特別在兩層灰土之間不能有素土夾層。素土夾層不單使上下層間沒有粘結，明顯減弱路面整體抵抗行車荷載的能力，素土夾層還會由于含水量增大而改變成軟夾層，導致瀝青面層的過早破壞。

（2）石灰土的攤鋪整型。

石灰土一般采用平地機進行攤鋪和整形。此時平地機操作手的經驗和技術水平對平整度至關重要。如果操作手技術不熟練，平地機反復刮平和碾壓，攤鋪層形成光面后又覆蓋刮平的薄層混合料，在壓實過程中會產生“起皮”現象，引起表層松散，這是石灰土施工中影響質量的棘手問題。

（3）石灰土的碾壓。

整型后，當混合料處于最佳含水量±1%時，可進行碾壓。若表面水分不足，應適當灑水后再碾壓。碾壓時，按先輕后重的原則，直線段由兩側向中間壓，曲線段由內側向外側壓。橫向碾壓后輪應重疊1/2輪寬，縱向后輪必須超過兩段的接縫。碾壓一直進行到表面無明顯輪跡、壓實度達到規范要求為止。

碾壓是保證灰土密實度的根本措施，而提高灰土的密實度又有顯著的技術經濟效果。實踐證明，灰土密實度每增減1%，石灰土強度可增減5～8%左右，而且密實的灰土抗凍性、水穩性較好，縮裂現象也叫少。

4養生過程對石灰土質量的影響及對策

石灰土是一種水硬性材料，其強度形成需要一定的濕度。在一定的濕度生時，能加速石灰土的鈣化硬結，使其盡早成型。石灰至少要有7d以上的養生期，并保持一定濕度。但石灰土表層不應過濕或忽干忽濕。若表面缺水干燥，會引起表面松散而不能成型。若表面過濕，又會泡軟灰土層，使其變形損壞。養生方法可視具體情況采用灑水、覆蓋潮濕的砂或土以及用薄膜和瀝青封閉。實踐證明，覆蓋潮砂或土養生效果較好且又經濟，同時又能起到封閉交通的作用。

養生期間封閉交通，防止行車破壞表層外形和整體性能。但養生后期，一定而不過量的行車碾壓對于石灰的強度形成是有利的，一方面，碾壓可使石灰土的密度進一步提高，從而提高強度，另一方面，隨著密實度的增加及行車荷載壓力作用，將促進石灰與土顆粒間的接觸及水分的均勻再分布，從而加速化學反應的進行。石灰土養生期結束以后，應及時進行上一層次的施工，不能長期暴曬，否則會產生表面開裂，影響層次的板體性和強度。

5石灰土的主要外觀質量問題及處理措施

石灰土的主要外觀質量問題有三點：一是“起皮”現象，二是“裂縫”現象，三是“彈簧”現象。

（1）灰土表面“起皮”主要有下面幾個原因：①土的塑性指數偏低，不易碾壓成型；②整平時有“薄層貼補”現象；③碾壓時混合料的含水量不均勻；④碾壓時壓路機的行走方向、行走速度控制不好。針對上述原因，采取下列措施：①加強土的塑性指數測試，不符合要求的土可進行摻配，使其塑性指數不低于10；②整形時，無論是掛線還是埋磚，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調換技術熟練的駕駛員操作。

（2）灰土“裂縫”主要有以下幾個原因：①碾壓或混合料含水量偏大；②土的粘性較大；③石灰劑量偏高或使用了消解不充分的石灰。對于上述問題，可采取下列措施解決：①控制壓實含水量；②改善土質，降低土的塑性指數至20以內，可采用粘性較小的土，或在粘性土中摻配砂性土或粉煤灰；③提高石灰質量，減少石灰用量，使用完全消解的石灰。

（3）灰土產生“彈簧”現象，主要有兩方面原因：一是下承層不合要求，強度不足；二是灰土混合料含水量過大。對于“彈簧”現象一經出現，立即處理。有些路基驗收后有較長時間的暴露，遭受雨水侵蝕破壞造成下承層質量不合格，要求在灰土施工前，先處理此段路基。對于因灰土混合料中含水量不均勻而出現的“彈簧”現象，應立即挖除、換填、重新壓實。