闷灰土在路基工程中的应用

魏小飙,李浦达

(1.江西省高等级公路管理局赣州管理处;2.鹰潭市公路管理局)

现阶段对于填方路基填料除少数采用 EP S材料外(还处在试用阶段),绝大多数仍采用素土或掺灰土。在常规情况下,使用消解石灰掺入素土后拌和均匀耕晒,待最佳含水量附近或稍大时即可碾压成型。但是由于一些公路项目受前期征地、拆迁工作的影响,工期往往严重滞后,施工温度低,而且土的天然含水量大 、在土塑性指数又较高的情况下,常规施工方法就不能适用。为了降低土含水量必将等待较长的时间,同时塑性指数高的土粉碎也较困难。在这种情况下,在备土区直接掺入生石灰进行闷灰不失为一个好的办法。

闷灰土在初期的化学反应主要表现为C a O+H2O=C a(O H)2,反应主要特点有二：一是消耗了一部分土中的水,一定程度上降低了含水量;二是在反应过程中放出大量的热量得以有效利用,加快土中水的蒸发和反应速度。这样不但可以降低土的含水量,而且可以降低土的塑性指数,为工程的施工提供时间,但是生石灰的掺入必将使土的性质发生较大的变化。变化可能发生在以下几个方面：土的塑性指数、灰土的最佳含水量、最大干密度等。同时石灰土中石灰剂量随时间的流失必将不断的衰减,但生石灰土与消石灰土石灰剂量的衰减规律可能有所不同。

1 试验步骤及目的

(1)选择土样。采用的是在现场取有代表性的塑性指数及含水量均较高的土;

(2)将土样烘干,掺入消解石灰做石灰剂量滴定曲线,为准确起见,本试验所用石灰均为III级石灰(有效C a O+Mg O含量为 55.0%,刚好达到III级要求);

(3)在该土中掺入生石灰进行不同剂量、不同时间的闷灰,笔者采用的石灰剂量分别为 6%、8%、10%,时间是闷灰3 d和10d进行试验。由于闷灰无法准确控制石灰剂量,故在进行试验前根据石灰剂量滴定曲线滴定其石灰剂量,不足时用消石灰补足;

(4)对以上样品采用重型击实法进行标准击实试验,同时定期进行石灰剂量的滴定,测定石灰剂量的衰减,为最大限度的模仿现场,灰土始终处于压实密封的状态。

2 试验结果

2.1 标准击实试验结果

(1)生石灰闷灰土试验结果(闷灰 3 d用消石灰补足灰剂量后进行试验)

表1 生石灰闷灰土试验结果

(2)生石灰闷灰土试验结果(闷灰10d用消石灰补足灰剂量后进行试验)

表2 生石灰闷灰土试验结果

(3)直接掺消石灰到规定剂量后试验结果

表3 直接掺消石灰到规定剂量后试验结果

2.2 石灰剂量衰减试验结果

(1)生石灰闷灰 3 d用消石灰补到规定灰剂量后试验结果

(2)生石灰闷灰10d用消石灰补到规定灰剂量后石灰剂量衰减曲线

(3)直接外掺消石灰到规定剂量衰减曲线

3 试验结论

(1)从汇总表结果看出,在一段时间的基础上闷灰时间的长短在较长的一段时间内对同剂量灰土的最大干密度影响不大。

(2)闷生石灰土与掺消石灰土在同土质同样石灰剂量的情况下,最大干密度差别较大,由于工艺不同素土在生石灰的化学作用下土的塑性指数明显下降,导致灰土最大干密度下降,本例土样在同样石灰剂量的情况下闷生石灰土比掺消石灰土标准密度下降了约0.05 g/cm3,压实度约 3%。

(3)从上条可以看出闷灰土对干密度的影响较大,因此用室内土掺消解石灰所得的最大干密度来控制现场用闷灰土填土的压实度是不合理的。应采用同条件的灰土重型击实的标准密度来控制现场压实度。

(4)从汇总表结果看出,闷灰时间的长短在相当长的一段时间内对最佳含水量影响不大,但由于生石灰的消解,导致在最初几天闷生石灰土的最佳含水量有增大的趋势,到闷灰后第 6 d左右为峰值。

(5)从上条可以看出当采取在取土坑进行闷灰措施时,时间不宜太短,否则到现场碾压后由于生石灰未完全消解容易出现放炮的现象。也不宜闷灰时间太长,若时间长容易使消解后的石灰与土板结产生强度,从而浪费石灰,同时时间长容易出现阴雨等天气,给施工带来不利影响。

(6)通过闷生石灰土与掺消石灰土的衰减曲线可看出,在较长的一段时间里灰剂量的衰减速率大概相当,因此,在土质相近的情况下,消解石灰的衰减曲线可以用于闷灰土灰剂量的检测,但灰剂量的衰减计算时间应从碾压时间开始算起。

(7)不同剂量的灰土灰剂量的衰减速率大致相同(有待更多试验加以论证)。

4 结 语

通过试验数据充分说明了同样土质的土在生石灰和消石灰的不同作用下其性质会产生诸多不同的变化,同时这些变化对工程质量检测也会产生一定的影响。

[1] 公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94)[S].人民交通出版社.

[2] 公路土工试验规程(JTJ051-93)[S].人民交通出版社 .