浅谈二灰土施工的工艺及质量控制

魏 健

摘要:二灰土底基层是公路建设中路面的重要结构物之一,阐述了二灰土的特性,分析其在施工中容易出现的一些质量问题,并阐明了如何通过优化配合比和施工工艺来严格控制二灰土施工质量。

Abstract:The lime-fly ash base is an important structure in the road construction. The thesis illustrates the characteristics of the lime-fly ash and describes the quality control of the lime-fly ash through optimizing the mix ratio and construction technology.

关键词:高速公路;二灰土;施工工艺

Key words:highway;lime-fly ash;construction technology

中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0193-01

1 二灰土的特性

1.1 二灰土具有较高强度。二灰土成型后,虽然早期强度偏低,在气温较高的季节,如夏季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,1个月在夏季能达到1.7～2.0MPa,2个月能达到3MPa,以后强度还不断慢慢增长,因此,二灰土是一种具有较高强度的路面结构层。

1.2 二灰土整体性好。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压实,使二灰土形成紧密的结合体。前者说的是二灰土形成强度、板结的主要原理;后者说的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。

1.3 二灰土具有良好的水稳性和抗低温能力。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时,二灰土的强度仍不断增高。例如,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通过现场检测,7天强度达到0.4MPa以上,充分说明了二灰土抗低温的能力。

1.4 二灰土施工方便。由于二灰土强度增加的速度慢,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,不像水泥那样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,可以控制在1～2天时间,即使这样对其强度的增加也没有太大的影响。所以,施工时受雨水、机械设备、人为因素的影响相对小得多,二灰土施工作业相对比水泥稳定土施工作业容易和方便。

1.5 二灰土造价相对较为经济。要达到同样强度指标的二灰土与水泥稳定土造价比较,以15cm厚度为例,二灰土材料成本较水泥稳定土成本低0.4～0.8元/立方米(河北省衡水106国道和天津的疏港公路报价综合价)。同时,有效地利用了工业废料,减少了环境污染,对环保起着促进作用。

2 二灰土容易出现的质量问题

在施工过程中二灰土容易出现的质量问题,集中表现在不好成型的问题上,主要有三个方面,即表层起皮、弹簧和裂缝。

2.1 表层起皮现象。二灰土表层起皮既影响美观又影响路面质量,由于这些起皮很容易形成夹层,起皮现象归纳起来有两种情况:第一是由于表层过湿,碾压时掌握不好,二灰土被压路机轮子粘起而出现麻麻点点,并越积越多;第二是由于表层含水量过小,碾压时发生推移而起皮。对于第一种情况而言,碾压时要掌握好时间,待表层接近最佳含水量时进行碾压;对于第二种情况的出现处理起来则比较麻烦,若是整层灰土含水量均小于最佳含水量则应重新洒水补充水份后再拌合。若是因表面2～3cm厚二灰土含水量不够,则先洒水补充水份待表面二灰土接近最佳含水量不发生粘轮时进行碾压。

2.2 二灰土弹簧现象。二灰土弹簧现象有两种情况。一是由于二灰土过干出现干弹簧;二是由于二灰土过湿而出现湿弹簧。二灰土最佳含水量比较大,一般在19%左右,随着粉煤灰比例增加,最佳含水量也增大,因此,在二灰土拌合之后要控制好含水量,尽量减少弹簧现象的出现,从而加快施工进度。

2.3 二灰土的裂缝现象。二灰土由于配比、施工、养护不当很容易产生裂缝。裂缝产生的根源与下列因素有直接关系。

(1)土质问题的影响。土质塑指越高则二灰土出现裂缝的机率也就越大,这是因为塑指高的土有较强的伸缩性,遇水发胀,烘干则收缩,因此在选择二灰土的土质时,应选择塑指在20以下的土质,但不能低于10,如果塑指太低则影响二灰土强度。(2)配合比的影响。二灰土3种材料里如果土的比例大,则二灰土出现裂缝的机率也就会增加。这是因为土对水的敏感程度要比石灰、粉煤灰大,因此,在二灰土配比时要尽量控制土的比例。(3)含水量的影响。由于二灰土中有大部分粉煤灰、石灰成份对水的敏感性相对较弱,而施工时其含水量略比最佳含水量偏大2%～3%,容易成型,不起皮,且容易压实,但由于含水量增大,加上成型以后水份的蒸发速度快,因此,二灰土中的土产生激烈的收缩从而导致二灰土开裂,含水量越大开裂的程度就越宽、越深。

3 施工中的质量检测

二灰土的外形尺寸在施工时一般都能够达到设计要求,下面仅对二灰土的内在质量检测作一些简单的介绍。

3.1 含水量。在实际施工过程中(碾压时、成型强度试件时)含水量是用酒精烧干法来进行检测。对高塑性粘土做二灰土,这两种含水量的检测方法,测试结果相差较大,由于粘性土酒精不易烧透,烘干法比酒精烧干法测出的含水量大2～3个百分点。这样计算出的压实度也相差约2个百分点,强度结果也不能代表二灰土的真实强度。因此,必须通过试验找出这两者的关系,使二灰土在配合比试验和现场测试时的含水量相统一。

3.2 灰剂量。石灰是二灰土强度的重要保证,实际施工过程中必须严格控制灰剂量。

3.3 压实度和强度。用灌砂法检测全层厚的压实度,按规范要求的频率进行检测,对短施工段落进行评定,最少不能少于6个点。压实度不合格的主要原因有:①施工配合比不准确。这主要和粉煤灰的用量有关,粉煤灰的用量多则二灰土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少则二灰土的最大干密度偏大。②含水量不均匀。二灰土的表面含水量偏小,造成二灰土表面松散。③二灰土的厚度太大,二灰土的下部碾压不密实。

综上所述,其实在二灰土实际的施工作业中并没有多大的技术难题,但如果掌握不好仍可能造成上述质量问题,因此,广大有关工程技术人员要不断地在实践中去摸索,掌握一定的作业技巧,使它的施工技术形成一套科学的完整的工法,让科学技术变成生产力,从而为确保工程质量提供可靠的技术保证。