公路工程石灰和石灰稳定土的应用

窦洪羽

摘 要：石灰作为一种填筑材料在各等级公路、城市道路等建设中应用越来越广泛。由石灰形成的混合料不仅强度高，耐久性好，而且成本低，方便施工，质量容易得到保证，方便就地取材，因地制宜。文章从石灰和石灰稳定土的性质作分析，分析了影响石灰稳定土强度的因素，论述了石灰及石灰稳定土在道路施工中的应用。

关键词：公路工程；石灰；石灰稳定土；应用

1 石灰的简介

石灰是一种经过高温煅烧从碳酸盐类岩石中分解出来的一种胶凝材料，排出碳酸盐中的二氧化碳后，得到石灰的主要成分，即氧化钙和氧化镁。石灰有生石灰和熟石灰两种，它们的化学成分不同，生石灰是氧化钙，熟石灰是氢氧化钙。石灰还根据氧化镁的含量划分为钙质石灰和镁质石灰两种。石灰的质量与其原材料纯度和生产过程有着密切的关系。目前生产的石灰多用石灰岩作为原料，采用立窑或旋窑，经过高温煅烧生产。为了使岩石得到充分的分解，煅烧温度可达到千度左右。质量好的生石灰颜色洁白，密度小，质地松软，块状石灰堆积密度为900kg/m3左右。生石灰加水消解后就得到消石灰或熟石灰，消解过程会放出大量热量，消解后石灰体积增大1～2倍。石灰消解后要放置几天使其充分消解后再使用，期间要防止发生碳化反应。

石灰的技术指标应符合表1。

表1 石灰技术指标

2 石灰稳定土的作用机理

石灰在土中发生水化、分解和结晶的作用，使得石灰稳定土混合料可以产生强度并板结成整体，该材料在施工完初期具有柔性材料的特性，后期强度便慢慢提高，板结性能加大，刚性增大，形成强度、弹性模量介于不掺石灰的柔性材料和水泥混凝土刚性材料之间，因此常被称作半刚性材料。石灰稳定土半刚性材料有一定的强度、水稳定性和抗冻性，可以用做高速公路和一级公路的底基层和二级公路及二级以下公路的基层。使用过程要注意其干缩特性和温度收缩产生裂缝反射到路面病害的防治。在过分潮湿路段，不宜采用石灰稳定土做基层。

3 影响石灰稳定土强度的因素分析

石灰对土的改善主要体现在强度上，石灰稳定土强度的影响因素有很多，如土的质量、石灰质量，掺灰比例，含水量和压实度，养生等。

3.1 对土质的要求

（1）塑性指数宜在10～15的粘土或含有一定数量粘土的中粗粒土。（2）土中的硫酸盐含量宜小于0.8%，有机物含量宜小于10%。

3.2 石灰质量

石灰中有效氧化钙和氧化镁是石灰粘结力的主要来源，因此它的含量直接影响石灰对土的稳定效果，石灰等级越高，它的含量越高，质量越好，稳定效果也越好，因此要求石灰必须是复合石灰技术要求表中的三级以上石灰，生石灰粉可不经消解直接使用，块状石灰必须经过完全消解后，放置2-3天后使用。如果消解不完全，需将没消解的生石灰块过10mm的筛。尽量使用新石灰，如果存放时间过长或经过雨期的消石灰必须重新进行试验，根据氧化钙镁含量重新定级再决定是否使用和使用方法，如果级别低于三级标准，可考虑提高掺灰比例。

石灰贮存时间不应超过三个月，储存时要注意：生石灰粉要存放在干燥库房内，防止雨水进入；袋装消石灰粉应分类存放，存放时间不能太长；需要长时间存放的生石灰最好经过消解，表面隔绝空气，防止发生碳化。还要特别注意的是石灰具有腐蚀性，因此在使用时必须佩戴防护用品。对于高速公路和一级公路，最好采用生石灰粉，生石灰在土中消解时放出大量熱量能够促进灰土硬化，且刚消解的石灰与土的作用会更好。但会加大施工成本。

3.3 水的质量

宜使饮用水，PH值宜为6～8。

3.4 石灰剂量

所谓石灰剂量就是石灰质量占全部粗细土颗粒干质量的百分率。石灰剂量对石灰稳定土的强度影响最明显。石灰剂量在3%～4%，石灰对土主要起稳定的作用，土的膨胀性，吸水率等减少，土的密度、强度得到提高，随着石灰剂量增加，强度，水稳定性，抗冻性等显著提高，但是剂量超过一定范围后，过多的石灰在土中就会自由存在，使得强度有下降趋势，因此，必须确定石灰稳定土的最佳石灰剂量。

3.5 含水率和压实度

石灰要起到改善土壤的作用，一定离不开水。必须有足够的水来满足石灰和土的反应。并且石灰稳定土在压实时也需要适当的含水率。因此，一定剂量的石灰稳定土混合料存在一个可以达到最大密度，方便被最好压实的最合适的含水率，也就是最佳含水量，这个含水量可以通过重型击实试验获得。在实际施工中，石灰稳定土碾压时的含水量应该比最佳含水量提高2%左右，以满足碾压过程中水分蒸发造成的损失。压实度也是影响石灰稳定土强度的关键指标，提高石灰稳定土的压实度，不但使强度得到提高，而且抗冻性、水稳性变好，缩裂现象可减轻。

3.6 养生

石灰稳定土属于凝结比较慢的材料，初期强度比较低，因此要特别注意养护，才能保证后续强度的增长。养护条件主要包括温度、湿度等。实践表明，在封闭潮湿的环境下养生效果要好于空气中养生，且在湿度适宜的情况下，温度越高，强度提高的速度越快。因此必须保证养护时的温度和湿度适宜，最好是覆盖养护。

4 结束语

石灰稳定土作为一种廉价的填筑材料，市场前景依然很广阔，必须加强对石灰稳定土施工质量的控制的严格控制，才能在取得经济效益的同时，达到应有的社会效益。这就要求广大公路建设者要了解石灰和石灰稳定土的性质，通过技术手段和标准规范来控制石灰稳定土的施工过程，合理科学的指导施工。

参考文献

[1]JTJ034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].

[2]孟繁华.石灰稳定土基层的施工及质量控制[J].中小企业管理与科技旬刊，2012（28）.