基层灰土的灰含量随时间衰减的试验研究

刘亚东

摘要：以临连高速公路石灰稳定土为例，通过室内对几组不同灰含量的稳定土进行试验，由试验数据来分析灰含量随测定时间的变化，得到灰含量随时间的衰减规律，对石灰稳定土进行了定量的总结，为灰含量的测定提供参考依据。

Abstract： Taking the lime stabilized soil of Linyi-Lianyungang Expressway as an example， several groups of stabilized soils with different ash content are tested indoors， and the change of ash content with the measurement time is analyzed from the test data， and the decay law of ash content with time is obtained. The lime stabilized soil is quantitatively summarized， which provides a reference for the determination of ash content.

关键词：石灰稳定土;灰含量;EDTA滴定;衰减分析

Key words： lime stabilized soil;ash content;EDTA titration;attenuation analysis

中图分类号：U414                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0234-02

0  引言

在石灰稳定土的检测中，不同灰含量所对应的最大干密度参照标准不同，灰含量与最大干密度成负相关线性关系。由于检测时间越长，滴定出的灰剂量越低，取用的最大干密度越大，从而反映出的路基压实度越小，因此检测时间对灰含量有直接影响。文章根据试验经历，以临连高速公路所用石灰稳定土为研究对象，对石灰稳定土灰含量随时间衰减问题加以探讨。

1  灰含量与路基土强度的关系

基层灰土中石灰含量小于百分之三或者百分之四时，石灰主要起稳定作用，使土的塑性、膨胀性、吸水性降低，具有一定的水稳定性。随着灰含量的增加，灰土的性能均增强，但当含量超过一定数量，过多石灰将导致灰土的强度降低。由此可见，灰土中石灰含量存在一个中间量，即最佳含量。通过工程使用实践数据，石灰最佳含量的常用数据，对于粘性土及粉性土为百分之八到百分之十六，对于砂性土则为百分之十到百分之十八。

2  EDTA滴定法的测试原理

该方法是根据EDTA二钠溶液与游离Ca2+反应，记录EDTA的耗量，再依据石灰含量与EDTA耗量的标准曲线，查出其所对应的石灰含量。这种方法可以快速测定灰土中石灰的含量，同时可以检查拌和的均匀性。检查时随着灰土龄期增长，灰土Ca2+发生反应，使得Ca2+浓度逐渐降低，因此测得的灰含量也会变小，这种现象称为灰含量的衰减。

3  EDTA滴定法的试验方法

此试验方法含标准曲线的制作和施工现场灰土含量的测定。

3.1 室内标准曲线的制作

3.1.1 材料用量

按照规范要求计算。

3.1.2 标准曲线试验

①称取试验样品。取临连高速公路工地用石灰和土，风干后分别过2.0或2.5mm筛，用烘干法测其含水量。

②试验。

1）以工地现场的石灰含量为准，取含量大于现场含量2组和含量小于现场含量2组，共5组。在临连高速公路1标段中，路基灰土采用6%的含量。此外还制备2%、4%、8%、10%的试样待测。

2）吸取待测溶液，依次滴入NaOH溶液、钙红指示剂。先记录EDTA的用量V1，再滴定，并且要边滴定边摇匀，在溶液变为紫色时，放慢滴定速度并摇匀，直到纯蓝色为终点时停止滴定，记录EDTA用量V2。用V1-V2計算EDTA的消耗量。

3）对其他的几个搪瓷杯中的试样，用同样的方法进行试验，并记录各自的EDTA的消耗量。

3.1.3 完成标准曲线

通过实验测定，灰含量为2%、4%、6%、8%、10%的试样所耗用EDTA的消耗量的平均值为6.4mL、11.8mL、16.9mL、22.3mL、28.1mL。以EDTA消耗量为纵坐标，以石灰含量为横坐标，形成标准曲线如图1所示。

3.2 施工现场灰土灰含量的测定

挖取临连高速公路工地现场代表性试样，用前述制作标准曲线的方法来测定。再对照前述制作的EDTA标准曲线查出石灰含量即为检测出的施工现场灰含量。

4  灰含量衰减的试验研究

在石灰稳定土施工完成，检测单位来抽查时发现灰含量不达标，甚至遇到工程拌入用灰量明显大于设计要求，但是检测出的灰含量还是达不到要求。这时处理都要二次掺灰再碾压，这将增大施工成本。

这种情况有可能是灰含量随时间发生了衰减，因为灰含量越小则灰土最大干密度越大，最大干密度越大导致灰土压实度越小，从而得出路基土压实度不达标的结论，因此检查时不可忽略龄期的影响。

文章引用临连高速公路的试验数据进行研究：

在2#标段分别选取灰含量为3%、6%、8%的试样（每个试样二份）为研究对象，在连续30天内测定，前10天每天测定一次，后20天每二天测定一次，通过上述制作标准曲线的试验方法对六个试样进行室内测定，记录得到试验数据，以检测灰含量的天数为横坐标，以达到设计石灰含量百分率为纵坐标，经分析测定时间与灰含量的关系后得到如图2-图4所示。

通过以上3张衰减图可以看出，石灰稳定土中灰含量都有衰减，灰含量检查对路基灰土施工具有重要的指导作用，在检查时是否考虑衰减，对测定结果影响很大，应引起重视。

5  结论

通过以上试验分析，石灰土灰含量衰减问题，可得出以下几点结论：①现场灰含量的检测应及时进行，因为检测时等待测定时间越长则灰含量越小，就会得出灰含量不符合实际的结论。②灰含量越少则衰减速度越快，从以上3组试验可以看出，3%的灰含量第2天就衰减了2.9%，6%的灰含量第2天就衰减了2.5%，8%的灰含量第2天就衰减了2.2%，灰含量越小越应及时检测。③测定EDTA时所使用的氯化铵溶液应是当天配置的，这样避免溶液浓度下降对测定结果的影响。④先期测定的材料含水率要准确，否则影响加水用量，这样影响混合料中的灰用量，导致制作的标准曲线不准确。⑤制作标准曲线时所用的灰是否与现场一致，否则没有可比性，得出的灰含量结论与施工现场相差较大。

参考文献：

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