浅析石灰粉煤灰稳定土的施工

浅析石灰粉煤灰稳定土的施工摘要本文作者通过对高速公路工程石灰煤灰稳定土路面基层施工的总结,对石灰粉煤灰稳定土路面底基层施工提出了一些看法.关键词路基石灰粉煤灰施工路面底基层是在基层下铺筑的承重层,江苏高速公路路面，采用石灰粉煤稳定土（简称二灰土）底基层，结构厚度20cm。实践证明，石灰粉煤灰稳定土比石灰土更容易施工，特别是一旦碾压结板，就不怕下雨，可以较早通行施工车辆。但其施工也存在一定困难，尤其是碾压比石灰粉煤灰碎石困难，石灰粉煤灰土混合料不易达到较高的压实度。故必须控制原材料质量，配合比要准，拌和要均匀，碾压密实，接缝平整，避免出现粘土夹层、起皮、松散、裂缝、翻浆等质量缺陷。二灰土的性质随石灰和粉煤灰的性质，混合料的比例，被稳定的材料、加工、含水量、密度和养生条件而变。1混合料组成设计二灰土的强度随其配合比而变化，并在某一配合比范围内其强度最大，超出这一范围后，其强度逐渐减小，石灰粉煤灰混合物强度最高的这个配合比范围大致是1：2-1：4。因0.075mm以下的细集料含量较多，集料中细土的塑性指数较大，粉煤灰的火山灰反应较大，导致增加石灰的用量（砂化）。由于各地粉煤灰的活性、CaO含量、烧失量和细度都有明显差异，所以对于二灰土，不能规定一个比例到处应用，而需要通过试验确定合适的比例。做几种变化石灰加粉煤灰含量的混合料含水量-干密度曲线,得到最大干密度和最佳含水量.可以使石灰粉煤灰的含量稍超过产生最大干密度所需要的量。因为，如果石灰加粉煤灰的含量少于达到最大密度所需要的量时，二灰土的质量可能很快降低。当石灰粉煤灰的需要量确定后，对设计得到的混合料还需要进行调整，以补偿施工变异性。需要调整的量与施工单位的质量控制水平有关。对于有代表性的施工操作，石灰加粉煤灰的含量应该增加2%，石灰含量增加0。5%。土的类别对二灰土的强度影响较大。土的塑性指数愈大，二灰土的强度就愈高，但土块也愈难粉碎。土的塑性指数愈小，二灰土的强度愈低，但土块较容易粉碎。因此，一般选用亚粘土，以兼顾强度和粉碎难易程度。由强度和耐久性衡量的石灰粉煤灰集料混合料的质量与混合料中粘结基体的质量密切有关。石灰加煤灰与集料的比例确定后，应该改变石灰与粉煤灰的比例，以评定调整混合料的质量。我国基层施工规范对石灰粉煤灰集料或土混合料进行设计时，仅采用一个设计标准，即无侧限抗压强度，这是因为现行冻融试验方法所建立的条件较稳定层在路面结构中所能遇到的环境条件严厉得多。实践证明，强度满足要求的石灰粉煤灰稳定材料的使用效果是好的。无侧限抗压强度经常用来评价石灰粉煤灰集料混合料养生后的质量。击实试验，石灰粉煤灰混合料的最佳含水量和最大干密度随混合料的配合比而变。对于同一种粉煤灰和同一种土，混合料的最大干密度随石灰和粉煤灰含量的增加而减小，而最佳含水量则相反，随石灰和粉煤灰含量增多而增大，呈规律性变化。⑴在实际工作中，我们根据当地的具体情况选用下列材料：土：采用2号土场土源，液限WC=28.6，WP=17，塑性指数IP=11.6满足宜采用塑性指数12-20的粘土（亚粘土）、有机质含量10%的土不得使用的要求。石灰：采用新临沂市册山镇石灰厂石灰，有效钙镁含量满足Ⅲ级灰要求。粉煤灰：采用新海电厂粉煤灰（湿排），sio246.55%fe2o35.52%al2o328.52%烧失量9.48%比表面积3890cm2/kg。满足sio2、fe2o3和al2o3总含量大于70%、烧失量不应超过20%，比表面积宜大于2500cm2/kg的要求。⑵按不同配和比（以质量计）制备至少五组混合料。⑶用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度（见表1）⑷在最佳含水量状态，按要求的压实度（对于稳定细粒按重型击实标准95%）制备混合料试件，在标准条件下养护6D，浸水一天后取得无侧限抗压强度（见表1）试件击实试验和无侧抗压强度结果表1试验单位配比击实结果（干密度（含水量））强度结果（代表值（偏差系数））承包商监理组市高指承包商监理组市高指10:20:701.56(21.4%)1.56(19.5%)1.58(19.4%)0.66(6.2%)0.72(4.9%)0.70(5.5%)10:25:651.54(20.8)1.55(19.0%)1.57(20.0%)0.64(8.1%)0.70(6.5%)0.68(5.6%)10:30:601.51(20.4%)1.55(19.4%)0.66(9.0%)0.66(10.0%)10:24:641.52(21.2%)1.52(21.8%)1.55(19.5%)0.66(5.3%)0.68(4.9%)0.74(4.9%)⑸试件内试验结果抗压强度的代表值，按下式计算：R代=R（1-ZaCu）式中：R代----该组试件抗压强度的代表值，MPa；Cu-----试验结果的偏差系数（以小数计）；Za-----保证率系数，高速公路保证率95%，此时Za=1.645R-----该组试件抗压强度的平均值,MPa。(6)最终确定配合比：石灰：粉煤灰：土=10：20：70，最佳含水量20.0，最大干密度1.56g/cm3，同时建立灰剂量的标准曲线。2铺筑试铺路段试铺路段施工段落半幅，长120m，在施工前按路基检验验收标准进行验收，清除杂物并施工放样。（1）备足施工所需各种材料，且按规定进行试验，达到设计要求。（2）为了使试铺路段施工的机械组合能够适应大面积二灰土需要，结合实际情况试铺路段投入机械（表1）。试铺路段投入机械一览表1名称型号数量名称型号数量挖掘机CAT-200B1台胶轮压路机YL-201台推土机移山1802台振动压路机YZ16J1台装卸机ZL-502台铁三轮18-21T2台稳定土拌机CAT1台自卸车15T10台平地机CAT-140H1台洒水车8T1台(3)试铺路段各种材料的数量计算。二灰土底层半幅宽度为13.78m，顶宽13.38m,厚度为20cm,混合料最大干密度1.56g/cm3。V=（13.78+13.38）/2×0.2×120=325.9m3G=1.56×325.9×0.95=482.0T土：G干土=482.0×0.70=337.4t石灰：G干石灰=482.0×0.10=48.2粉煤灰:G干粉煤灰=482.0×0.20=96.4t二灰:G二灰=48.2+96.4=144.6t(4)料场预拌二灰掺配比例计算。干石灰松容重为0.57g/cm3，干粉煤灰松容量为0.50g/cm3,设计配合比为石灰:粉煤灰=10:20，用同样容量装载机拌料，则可求得施工掺配比例为干石灰：干粉煤灰=1：2.28=25：57（斗），检测粉煤灰含水量，计算出以斗计量的实际石灰与粉煤灰的比例。（5）施工工艺：①准备下承层。对准备施工的具体路段进行检测验收，按照《路基质量检查验收标准》对路基进行全面检验。清除表面杂物，进行机械准备。②测量放样。首先用全站仪放出路基控制桩位，然后用经纬放出每10m中心桩，再用钢尺放出边桩，所有桩位均用木桩固定，加以保护。然后用白灰打出上料边线和到料位置，并对所有水准点进行闭合检查。③现场布土。根据施工路段所需土数量、车数，采取方格控制布土，每个方格为6.68×10m2、每车/面积=车数/施工面积，以此可得每格车数，以保准确上料，然后用推土机和平地机辅以人工整平，振动压路机稳压。用灌砂法测定其干密度（为了更准确计算松铺厚度，可采取测1m×1m的全层质量、厚度和含水量的方法），计算松铺厚度调整土方标高，采用灰点法控制横坡、纵波，再进行整平，稳压，并在其上用白灰打出上料边线和方格。④摊铺二灰混合料。在施工前根据配合比在料场按比例掺拌石灰和粉煤灰，进行闷料，用装载机拌和均匀，按计算施工路段所需二灰数量由自卸车运到现场，在预定到料位卸料保证布灰均匀，由平地机铺以人工整平，用灌砂法测定其干密度（为了更准确计算松铺厚度，可采取测1m×1m的全层质量、厚度和含水量的方法），计算松铺厚度调整标高，采用灰点法控制横坡、纵坡，再进行整平、稳压。⑤拌和。根据混合料的含水量、天气情况用洒水车调整混合料含水量，使之略大于最佳含水量3-4个百分点，然后用路拌机拌和。在拌和时设专人跟踪、检测拌和深度，保证不留夹层，同时对拌和底面进行跟踪、检测以防拌和过深，影响混合料的配比和成型后的下部压实度，对下承层（路基）顶面，可略破1cm左右以利上下层粘结。拌和结束后，进行含水量、灰剂量检测，含水量控制应略大于最佳含水量1-2个百分点。同时取样制件无侧限抗压强度试验。⑥精平、整型。拌和均匀后，先用振动压路面稳压，平地机初平。首先，第一遍整平后振动压路机稳压一遍，放第二遍虚铺灰点，按按验虚铺系数1.05控制标高，再次进行整平、稳压。然后按虚铺系数1.05进行标高检测，若合格则整平结束，否则再次精平。⑦碾压成型。精平结束后，遵循先轻后重，由低向高原则。先用17t振动压路机压实，每次重叠1/2轮宽，压实过程中，保持1.5-2.5km/h速度。铁三轮静压后，用胶轮压路机封面2遍。在试验段施工中，当铁三轮压完第2遍后开始检测压实度，以使之既能达到规定的密实度，又能防止过度碾压，并确定正式的碾压次数。⑧养生。碾压结束后，根据二灰土表面干湿情况进行洒水养生，每天洒水次数随气候条件而定，始终保持表面潮湿，养生为7d。⑨检测。紧随施工工序，及时开展检测工作，拌和结束后，进行含水量、灰剂量检测，含水量控制应力大于最佳含水量1-2个百分点，同时取样制件做无侧限抗压强度试验；碾压结束后立即进行压实度的检测工作（灌砂法）。检测频率不低于江苏省高速公路建设指挥部《江苏省高速公路基层施工指导意见》要求的频率。3试铺路段总结和大面积施工⑴通过试铺路段，采取几种施工方案，检验拌和、运输、摊铺、碾压、养生等计划投入使用设备的可靠性；检验混合料的组成设计是否符合质量要求及各道工序的质量控制措施；提出用于大面积施工的材料配合比及松铺系数；确定每一段作业段的合适长度和一次铺筑的合理厚度；提出标准施工方法。标准施工方法主要内容包括：集料与结合料数量的控制；摊铺方法；合适的拌和方法，拌和速度、拌和速度、拌和深度与拌和遍数；混合料最佳含水量的控制方法；整平和整型的合适机具与方法；压实机械的组合、压实的顺序、速度和遍数；压实度检测方法及每一作业段的最小检查数量。⑵在大面积施工中，加强人员培训，作好机械准备，严格按标准施工方法施工。⑶根据不同的土场，进行配合比设计。并根据机场的情况变化，检验配合比。4应当注意的问题⑴上料采用总量和厚度两项指标共同控制，以保证数量和摊铺尽可能均匀。⑵拌和中应用快速测定含水量法不断检测含水量，并根据天气情况对含水量进行调整。⑶整平时间要尽可能短，防止表面风吹日晒导致含水量减少。⑷严禁压路机在碾压路段上调头、急刹车。⑸接头处理：两个工作段的搭接部分，应采取对接形式处理，前一段拌和整平后不碾压，留5-8m的预留段和下一段共同进行拌和压实，以确保纵向与横向的平整度。⑹底基层表面高出设计标高部分应予以刮除并将刮下的二灰土扫出路处；局部低于标高之处，不能进行贴补，必须将其铲除重铺。⑺对道路局部边角地带，不能用压路机碾压部位，应用小型扶式振动压路机、蛙式夯实机进行压实，并达到规定压实度。⑻拌和。路拌过程中必须注意拌和层底部不能留有“素土”夹层，这种夹层严重影响整个路面的使用性能。即使在拌和过程中，也要有专人跟在拌和后面随时检查和深度，检查底部是事留有“素土”夹层，并及时指挥拌和操作人员调整拌和深度。⑼土和粉煤灰用量的控制。石灰剂量可以检测，土和粉煤灰的比例只能在施工中加以控制，若控制不好，不仅影响强度，还会使压实度检测失去意义。实际上，土与粉煤灰不同于砂砾和碎石，后者在装卸或摊铺过程中变化不大，而土和粉煤灰经装卸、运输和摊铺等，都能使密度变化，室内测量的松干密度总是偏小。如用其松干密度计算虚铺厚度将使工地用量偏多。此外，工地的运土工具较杂，难以用堆土距离控制。因此，可以稳压厚度控制配合比的方法，即固定稳压的压路机机型及遍数，实测稳压后土及粉煤灰的干密度。反过来，通过抽检稳压厚度来控制土与粉煤在的比例。5结语通过检测，压实度大于96%，7