道路石灰土施工工艺及质量控制.ppt

道路石灰土施工工艺及质量控制,南京绕越高速公路RY-DB2标张 波2012年4月14日,南京绕越高速公路路基大部采用砂砾卵石土，后变更为石灰土，现对石灰土基层施工规范和施工工艺进行阐述，就石灰土基层施工工艺及质量控制中的一些问题作一些说明。,1 石灰土基层的施工技术与质量控制,1.1 下承层准备与施工测量施工前对下承层(底基层或土基)按质量验收标准进行验收，并精心加工。然后恢复中线，直线段每2025m设一桩，平曲线段每1015m设一桩，并在两侧路面边缘0.30.5m处设指示桩，在指示桩上标出基层(或底基层)边缘设计标高及松铺厚度的位置。,道路石灰土施工工艺及质量控制,土质,（1）土的塑性指数 公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）中规定：塑性指数1520的粘性土以及含有一定数量的粘性土的中粒土和粗粒土均适宜于用石灰稳定。这种稳定土易于粉碎，便于碾压成型，施工和使用效果都很好。为了保证工程质量，对所采用的土源既要考虑到符合规范指标和强度要求，又要考虑到施工时易于粉碎，便于碾压成型，还要考虑到因地制宜、就地取材。,（2）土的颗粒 在施工中，土粒应尽可能粉碎，越细越好，土块最大尺寸不应大于15mm。有资料显示，在相同条件下，灰土颗粒粒径0.5mm，无侧限抗压强度为4.3Mpa，灰土颗粒粒径1.0mm，无侧限抗压强度为1.0Mpa。不难看出，灰土强度与土颗粒的大小有直接关系。,（3）土中杂质 土中硫酸盐含量不应大于0.8%，腐植质含量不应大于10%，且不得有杂草、树根等异物。因为有机质一般呈酸性，使土的PH值降低。另外，有机质本身水稳性较差，遇水剧烈膨胀，致使土体强度降低。,石灰质量与品种,（1）石灰质量对石灰土强度影响很大。石灰应符合公路路面基层施工技术规范中级以上石灰的技术指标。在施工中应尽量选用等级高的石灰。,（2）石灰的存放时间对石灰的质量有极大的影响。石灰随着存放时间的增长，有效钙和氧化镁的含量会大幅度下降。有资料表明，石灰放置三个月，其活性含量可从原来的80%以上降低到40%左右，放置半年可降低到30%左右。石灰土强度的形成主要是石灰与细粒土的相互作用。而在这种相互作用中，离子交换是石灰土初期强度形成的主要原因，碳酸化反应是石灰土后期强度增长的主要原因。,（3）消解石灰的质量对石灰土强度有着直接的影响。有些路段使用了未充分消解的消石灰，灰土层碾压成型后在养生过程中，未充分消解的石灰块遇水继续消解，引起局部爆裂崩解，造成灰土层裂缝、松散而破坏，影响灰土层的强度和平整度。另外生石灰应在使用前710d进行充分消解成熟石灰粉（最好过10mm筛）。熟石灰粉应尽快使用，不宜存放过久。进场的生石灰块应妥善保管，加棚盖或覆土储存，应尽量缩短生石灰的存放时间。,1.2.3 配合比控制,（1）石灰剂量 石灰剂量对石灰土强度的影响较为显著。石灰剂量较低时（34%），石灰主要起稳定作用。随着石灰剂量的增加石灰土的强度和水稳性也显著提高，石灰主要起加固作用。但当剂量超过一定范围时，过多的石灰在土的空隙中以自由灰的状态存在，将导致石灰土的强度下降。目前在生产实践中常用的石灰剂量不低于5%，最高为12%，78%为经济实用。,（2）最佳含水量 在施工中，土中水分使石灰与土发生物理化学作用，以满足石灰土形成强度的需要；使石灰土在压实时具有一定的塑性，以便于碾压到所要求的压实度；使石灰土养生时具有一定的湿度。所以最佳含水量亦是控制石灰土施工质量的一个关键指标。从理论上讲，石灰土的最佳含水量为素土的最佳含水量、拌和过程中蒸发所需的水量与石灰反应过程所需的水量三者之和。不同土质和不同石灰剂量的石灰土各有其不同的最佳含水量，这些都需要通过试验才能得到。当灰土在最佳含水量时进行碾压才能得到最大的密实度，含水量在拌和过程中、开始碾压时及碾压过程中进行检验。碾压时混合料的含水量可略大于最佳含水量0.51%，这是为了弥补碾压过程中水分的损失。含水量过大或过小，都会影响石灰土可能达到的密度和强度。,1.3 拌和与摊铺,为了保证石灰土的强度能达到规定值石灰土的拌和应尽量采用场拌法，但现在大部分施工均是采用路拌法施工，灰土施工过程对石灰土质量的影响较大。,(1)拌和：路拌法施工石灰土很关键的一点是拌和层底部不能留有素土夹层，特别在两层灰土之间不能有素土夹层。素土夹层不单使上下层间没有粘结，明显减弱路面整体抵抗行车荷载的能力，素土夹层还会由于含水量增大而改变成软夹层，导致沥青面层的过早破坏。,(2)摊铺：石灰土一般采用平地机进行摊铺和整形。此时平地机操作手的经验和技术水平对平整度至关重要。如果操作手技术不熟练，平地机反复刮平和碾压，摊铺层形成光面后又覆盖刮平的薄层混合料，在压实过程中会产生“起皮”现象，引起表层松散，这是石灰土施工中影响质量的棘手问题。解决“起皮”问题，一般须挖除表层土，以至填土厚度在10cm以上，再重新摊铺、整平。,1.4 碾压整型后，当混合料处于最佳含水量1%时，可进行碾压。若表面水分不足，应适当洒水后再碾压。碾压时，按先轻后重的原则，直线段由两侧向中间压，曲线段由内侧向外侧压。横向碾压后轮应重叠1/2轮宽，纵向后轮必须超过两段的接缝。碾压一直进行到表面无明显轮迹、压实度达到规范要求为止。,1.5 养生石灰土是一种水硬性材料，其强度形成需要一定的湿度。在一定的湿度生时，能加速石灰土的钙化硬结，使其尽早成型。石灰至少要有7d以上的养生期，并保持一定湿度。但石灰土表层不应过湿或忽干忽湿。若表面缺水干燥，会引起表面松散而不能成型。若表面过湿，又会泡软灰土层，使其变形损坏。养生方法可视具体情况采用洒水、覆盖潮湿的砂或土以及用薄膜和沥青封闭。实践证明，覆盖潮砂或土养生效果较好且又经济，同时又能起到封闭交通的作用。刚压实成型的石灰土基层，在铺筑上一结构层之前，至少在保持潮湿状态下养生57d。,石灰稳定土最明显的缺陷是抗变形能力低，在温度或湿度变化时易产生开裂，当沥青面层较薄时，易形成反射裂缝，从而严格影响路面的使用性能。因此，石灰土基层缩裂的防治，是其施工质量控制的一个重要方面，它对确保基层质量具有重要意义。,2 石灰稳定土基层缩裂防治措施,根据石灰土的特性，结合实际工程中的经验。石灰稳定土基层防治缩裂的措施有以下几种：,(1)控制压实含水量：石灰稳定土因含水量过多而产生的干缩裂缝显著，因而压实时含水量一定不要大于最佳含水量，其含水量应略小于最佳含水量。含水量小于最近含水量，进行补水；含水量如果大于最近含水量一般采取晾晒、焖生石灰降低含水量，晾晒会使施工周期加长，焖生石灰会增加成本，不经济，且如果生石灰不能够彻底消解完成，压实成型后，会引起局部爆裂崩解，造成灰土层裂缝、松散而破坏，影响灰土层的强度和平整度，因此降低含水量最适宜的方法是晾晒。,(2)严格控制压实标准：实践证明，压实度小时产生的干缩要比压实度大时严重，因此，应尽可能地提高石灰土基层的压实度。,(3)控制施工季节：石灰土基层温缩的最不利季节是混合料处于最佳期含水量附近，而且温度在0l0时。因此施工要在当地气温进入0前一个月结束，以防在不利季节产生严重温缩。,(4)加强初期养护：石灰土基层干缩在石灰土碾压成型初期最易发生，因此，要重视初期养护，保证石灰土表面处于潮湿状态，禁防干晒。,(5)及早铺筑面层：石灰稳定土基层施工结束后要及时铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙。,3 总结 为了确保石灰土基层的施工质量，一方面要严格控制原材料质量，按照规范进行混合料配比设计；另一方面，要加强施工各环节的控制和管理，及时消除各种质量隐患，同时采取必要措施减少石灰土基层的缩裂，这样才能保证路面的使用性能。,