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< >灰土施工方法探讨 </P><P> 由石灰、粉煤灰、土混合组成的二灰土，近年来被广泛应用于高等级公路的路面底基层。 </P><P> 目前较为常见的施工工艺为层铺法——即根据试验室确定的施工配合比计算出素土、石灰和粉煤灰的松铺厚度，然后依次分层摊铺，然而施工中高程一直是一个很难控制的指标，如何很好地控制3种材料的配比也一直是困扰工程技术人员的一个问题。为解决这一问题，笔者通过充分的试验以及实际应用，提出了一套较实用的施工工艺，对于混合料配比特别是粉煤灰的用量控制有着较好的效果。 </P><P> 新工艺流程及特点 </P><P> 新工艺提前（严格控制24小时以内）在将石灰和粉煤灰拌和成二灰混合料，再与预先（使用前2天左右）拌和的低剂量石灰土进行二次拌和，混合料经检测达到配合比要求后碾压成型。这种做法的特点是：可以通过对石灰土、二灰混合料以及二灰土混合料进行 3次石灰剂量的测定来准确控制材料配比，因粉煤灰几乎不消耗 EDTA，所以可以通过其中第二次灰剂量滴定得出石灰与粉煤灰的比例，再结合第一次和第三次滴定的结果即可较为准确地控制粉煤灰用量。 </P><P> 工程应用实例 </P><P> 文中所提的二灰土新工艺在2001年南京绕城公路改建一期工程及2003年龙潭港疏港公路中使用过，均取得了较好的成效。下面以疏港公路为例，详细介绍新工艺的实施步骤。 </P><P> （1）施工配合比计算疏港公路二灰土底基层的设计厚度为18cm，有关试验指标如下表所列:中材料用量(单位：吨)： </P><P> 石灰： 1.53×0.09＝0.138≈0.14粉煤灰：1.53×0.24＝0.367≈0.37土：1.53×0.67＝1.025≈1.03按1m3二灰土计，取0.05T石灰与1.03T素土拌和可得到5.0%石灰土，故可在取土坑提前1天拌制5%的石灰改良土，闷料24小时备用。剩余部分二灰按石灰：粉煤灰＝0.09T∶0.37T≈1∶4的比例进行混合，施工时可提前1天按1∶4将石灰与粉煤灰拌和均匀。 </P><P> （2）制订灰剂量标准曲线为了严格控制材料配比，必须制订三条灰剂量标准曲线指导施工。在本工程中，标准曲线的试验结果汇总如表1所列： </P><P> 施工中必须对三种混合料石灰含量进行严格的滴定控制：石灰土滴定时溶液的消耗量不得高于规定值；二灰滴定时应更严格，溶液的消耗量必须与标准曲线一致，不得有较大偏差；混合料滴定时若显示石灰剂量不足，只能用二灰补足，切忌直接补撒石灰。 </P><P> （3）计算各层松铺厚度5％石灰土用量:根据疏港公路试验路选用的机械组合，5％灰土按初压精平后12.9cm摊铺，计算式为：[(1.03+0.05) /1.75×86%]×18cm =12.9cm ，式中1.03+0.05=1.08为1立方米二灰土中5％灰土的重量；1.75为疏港公路5％石灰土最大干密度；86％为21T振动压路机轻振压2遍后的压实度；18cm为二灰土的设计厚度。 </P><P> 二灰用量：按初压精平后8.0cm摊铺，计算式为：[(0.37+0.09) /1.20×86%]×18cm＝8.0cm, 式中0.37+0.09=0.46为1立方米二灰土中二灰的重量，1.2为疏港公路二灰混合料的干密度，86％为21T振动压路机轻振压2遍后的压实度；18cm为二灰土的设计厚度。 </P><P> 以上计算结果与压实厚度与原材料及碾压机械组合有关，在大面积施工前应根据所使用的材料及机械碾压组合，通过试验确定与验证相关指标。 </P><P> 按计算的厚度，先后将改良土和二灰混合料分别运输上路摊铺，控制好松铺厚度后用路拌机拌和均匀，经灰剂量、含水量检测合格后，一次碾压成型。但现场施工如二灰土总量偏少，加之平地机操作水平较差，则常常会因薄层贴补而产生起皮的现象，建议现场各种材料用量按设计结构层厚＋0.5cm的数量控制。 </P><P> 新老施工工艺优缺点比照 </P><P> 我们认为，与传统的“三层层铺法”相比，新工艺有着明显的优点： </P><P> 一是混合料各组份拌和更加均匀。通过石灰土、石灰与粉煤灰的预先拌和，一方面降低了土的塑指从而增加了施工的和易性，另一方面使得混合料中的两种无机结合料分散更加均匀，从而增加了压实成型后的整体强度。 </P><P> 二是混合料配比控制更加精确。传统工艺仅仅依靠1次灰剂量测定和每层的松铺厚度来控制3种材料的用量，控制精度较低，且受施工水平的影响较大，特别是平地机操作手水平低时尤其明显。在石灰控制方面：传统工艺中石灰摊铺厚度仅2.5～3cm，而在测量工作自身及平地机操作时很容易出现1-1.5cm的偏差，必然导致石灰剂量偏差较大；且传统工艺在上层无机结合料整平时容易对下层结合料产生推挤，从而影响混合料的整体配比。在粉煤灰控制方面：现行试验方法尚无法直接检测控制粉煤灰的含量，粉煤灰的用量很难准确把握，而新工艺通过3次灰剂量测定有效地控制了粉煤灰的用量，从而避免了粉煤灰用量过多过少所带来的各种问题。尤其是有效预防了因粉煤灰掺加不足，导致现场混合料实际压实度不足情况的发生，更加确保了二灰土质量。 </P><P> 三是可以加快施工进程。减少了1次高程控制，就可以大大压缩施工周期，尤其在多雨季节组织施工，二灰土施工会常常因为周期长，不能及时碾压成型而遭雨返工，这不但会影响工期、造成经济损失，而且返工后必然对质量有一定影响。 </P><P> 四是避免了素土夹层的出现。因为用改良土代替了素土，从而绝对避免素土夹层，当然如果控制不到位，仍然会出现改良土夹层，但在危害程度上要远远小于素土夹层，因此拌和深度同样要认真控制。 </P><P> 在质量控制中应特别注意的几个问题 </P><P> 二灰土的施工虽没有特别复杂的技术难题，但如果掌握不好就可能带来诸如表面起皮、弹簧、下部素土夹层以及裂缝等质量问题。因此，在施工的质量控制中，应特别注意针对以上几个常见问题采取相应措施。 </P><P> 表层起皮是比较常见的二灰土质量缺陷，由于这些起皮很容易形成夹层，一旦出现，既影响美观又影响路面质量。造成起皮现象的原因归纳起来无外以下3种情况：第一是由于表层过湿，碾压时掌握不好二灰土会被压路机轮子粘起；第二是由于表层含水量过小，试验证明如果不用振动压路机，压实度几乎无法满足要求，因此，碾压时特别是振动压路机进行振动碾压时容易发生推移而起皮；第三是由于表面薄层补贴，碾压时容易导致起皮。对于第一种情况而言，碾压要掌握好时间，待表层接近最佳含水量时进行碾压；第二种情况的出现则主要与天气情况以及平地机操作手水平有关，高温天气施工造成表层失水太快，造成表面含水量过小，解决这类起皮主要靠及时补水与缩短操作周期或避开午间高温的办法；第三种情况的出现则主要与混合料总量偏少及平地机操作手水平较差有关，多次的整平，使得二灰土表面有薄层贴补，解决这类起皮主要靠加强现场控制与提高机械操作水平来保障。 </P><P> 弹簧现象也是因为含水量过高引起，由此可见，在施工过程中控制好混合料的含水量显得非常重要。然而烘干法测定含水量需要4～6小时，已失去指导施工的意义，因此可采用速度较快的酒精燃烧法替代。但是由于二灰土混合料中粉煤灰的比例约占1/4左右，粉煤灰的烧失量会影响酒精燃烧法的测定结果。所以在这种试验手段使用之前，必须由烘干法与烧失量多做几组对比试验，从而确定同一路段、同一级配粉煤灰的烧失量，这样就在混合料烧失量的基础上减去确定的粉煤灰烧失量即得出实际含水量，来指导施工。 </P><P> 二灰土由于配比、施工、养护不当很容易产生裂缝，在江苏省的其他高速公路项目中二灰土底基层开裂的现象时有发生，有时问题还比较严重，因此我们结合以前的工程实际，通过对比分析，基本找出了开裂现象的成因和相应对策并在实际施工中加强控制力度，有效地避免了大面积区域出现裂缝的情况。裂缝形成的主要因素有以下几个： </P><P> （1）土的塑性指数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，结合南京地区的工程实际，以塑指介于15 到20之间为宜。在疏港公路沿线土场中，我们选择的3个土场的塑指分别为17.0、15.9、19.3，从实际应用来看效果均较好。 </P><P> （2）施工配合比在组成二灰土的3种材料中，因为土对水的敏感程度要比石灰、粉煤灰大，若土的比例越大，则二灰土出现裂缝的机率越高。因此，在确定二灰土配比时应充分考虑到这一问题，要尽量控制土的比例，若土的塑性指数较高则更应控制土的比例，但二灰比例也不宜太高，否则施工含水量很难控制，质量难以把握，土的用量宜控制在60～ 70％。疏港公路工程中采用的是石灰∶粉煤灰∶土＝9∶24∶67的配合比。施工过程中，有些单位会采取增大土的比例，减少粉煤灰用量的方法来满足压实要求与降低成本而用我们提出的这种新的工艺可以有效地避免这一问题。 </P><P> （3）含水量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，施工若控制时其含水量比最佳含水量偏大1～1.5%时，容易成型而又不易起皮，并且压实较容易。但若含水量较大，成型以后水分的蒸发速度快，易导致二灰土开裂，含水量越大，开裂的程度就越宽越深。 </P><P> （4）养护由于二灰土是接近或略大于最佳含水量时碾压成型的，成型以后，二灰土得不到及时养护，则容易产生表面开裂，这种开裂如果不与土质互相影响，则开裂程度是轻微的，且深度较浅，但如果与上面3种情况叠加在一起，则将产生较深、越宽、面积较大的龟裂。另一个主要原因则是石灰、粉煤灰含有较高的化学活性物，发生反应时需要吸收水分子形成晶体变成晶体颗粒，同时在反应过程中进行放热也要蒸发一部分水分，在初期反应较快，如果水份得不到及时的补充，则很容易发生收缩裂缝，因此，二灰土成型后养护十分重要，宜覆盖养生7天以上。如果在上面层不能及时覆盖、洒水养护困难、施工间断时间长，或二灰土过冬，可以采取覆盖土的办法，从而确保二灰土强度的稳定增长，避免裂缝增多增大或受冻害。 </P><P> 在二灰土施工中采用路拌机拌和，会因路拌机性能不佳、操作手水平不高、下承层顶面不平等因素可能会造成底基层的下部存在夹层，如果处理不好将带来严重恶果，G102京哈一级路三河段其中2km左右就是由于灰土拌和不彻底，路基与灰土之间形成1～2cm厚的夹层，通车不到半年路面出现严重龟裂而导致全面返工，究其原因就是由于夹层所引起的，酿成了不良社会影响和较大经济损失。因此，在质量控制中，应务必加强检测频率，及时发现及时处理。</P> |
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发表于 2005-4-24 15:03:32
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