韩建英,张戈
多年来,我国公路施工中经常采用二灰土做路面底基层,二灰土作为路面底基层材料,以其良好的力学性质、板体性以及抗冻性在工程中广泛应用。二灰土是石灰粉煤灰综合稳定土的简称,是一种有效利用当地废弃资源节省建设投资的施工工艺。鉴于此,本文通过对二灰土底基层的施工实践,详细介绍二灰土底基层的施工的有关施工内容,并提出了相关施工控制要点。
所谓二灰土顾名思义是由石灰、粉煤灰、土三种无机物有机组合,通过专门的设备,拌和、摊铺到碾压成型形成一种路用承重层材料。
1.2.1 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,如夏天 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,一个月在夏季能达到 1.7--2.0Mpa ,二个月能达到3Mpa,以后强度还不断慢慢增长,因此,二灰土具有较高强度的一种路面结构层。
1.2.2 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密实,使二灰土形成紧密的结合体;第一种情况是二灰土形成强度、板结的主要原理;第二种情况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。
1.2.3 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二灰土的强度仍不断增高,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通过现场检测7天强度能在0.4Mpa 以上能充分说明二灰土抗低温能力。
1.2.4 二灰土施工方便
由于二灰土强度上来慢、是因为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,便于掌握不象水泥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,可以延长 1~2 天,对其强度没有太大的影响,所以,施工时受雨水、机械设备、人为因素的影响相对要小得多,施工二灰土相对比较容易和方便。
1.2.5 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,其二灰土材料成本较水泥稳定土成本低 0.4~0.8元/m2(衡水 106 线和天津疏港公路报价综合中价)。同时,有效地利用了工业废料,减少了环境污染,对环保起着助进作用。
1.2.6 二灰土提高了土源利用率
特别对于低塑和高塑的土质,二灰的加入起到了改善作用,众所周知,对塑指小于 12 的土质,仅靠石灰稳定效果不理想,7 天无侧限强度在 0.5Mpa 左右,达不到规范要求0.7Mpa,而通过石灰、粉煤灰两种材料进行稳定,则其强度明显改观。
总之,由于二灰土具有以上诸多优点,因此,在北方具备条件的地方,比较广泛的采用二灰土这种材料作为道路底基层或基层,收到了良好的经济与社会效益。
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,主要有三个方面,表层起皮,弹簧和裂缝。
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:①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,而出现的麻麻点点,并越积越多,②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,第二种情况的出现则比较麻烦,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而进行碾压。
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。
二灰土由于配比、施工、养护不当很容易产生裂缝,在天津疏港公路于庄子以西 20km 左右二灰土开裂特别明显,有的缝宽达 4~5mm,而且纵横交错,有的深度 4~5cm,而有的则整层裂透。严重影响路面基层的整体性和灰土强度,为此,局部路段进行了返工,而在疏港公路施工我公司承建8km 却有没有出现这种情况,通过对比分析,认为裂与不裂跟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的裂缝机率越多,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:二灰土三种材料若土的比例越大,则二灰土出现裂缝的机率越高,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,由于土比粉煤灰便宜,因此,有些单位采取增大土的比例,减少粉煤灰用量,从而降低成本,殊不知产生的裂缝将要严重得多。象天津疏港公路于庄子以西就基于这一情况而产生。
(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,且不起皮,并容易压实,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
总之在施工中对于二灰土底基层施工的关键有以下几点:①石灰质量必须达到其规定级别要求,才易保证强度。②混合料的拌和要充分均匀,严禁出现素土夹层。③顶面高程控制一定要严格。④碾压时的含水量要严格控制。⑤精平后的碎土要用人工铲除,以防起皮。⑥稳定土层宜在第一次重冰冻之前一个月完成,宜经历半月以上温暖的气候,应避免在雨季施工。
综上,对于二灰土底基层的施工,如果掌握不好就可能带来上述质量问题的出现,因此,我们应不断的摸索和掌握一定的施工技巧,使之形成一套完整的施工方法,少走弯路,把科学技术变成生产力,更好的为施工人员服务。从而实现在整体上加强对二灰土底基层的施工,保障工程的质量。
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