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【摘 要】石灰土在我国道路建设中被首选用于路面的垫层、底基层、基层等结构层。本文从石灰土的施工工艺方面探讨了其施工质量的过程控制。
【关键词】石灰土;施工质量;过程控制
Discuss Quality Control of Lime Construction
Qi Gai-ping, Ding Ke, Yang Li-ge
(Henan Luohe Municipal Management Office Luohe Henan 462000)
【Abstract】lime soil in the road construction is the preferred bedding for roads, sub-base, grass-roots layer. This article from the limestone soil of the construction process aspects of the construction quality of its process control.
【Key words】Calcareous soil; Construction quality; Process control
石灰土原材料易于就地取材,价格低廉,成型后有较高的整体性,较好的抗冻性,因此在我国道路建设尤其是市政道路建设中,被首选用于路面的垫层、底基层、基层等结构层。石灰土对土质、含水量、养生条件要求高,在施工过程中常出现一些质量问题,如强度不足,压实度不够、龟裂或开裂、表面起皮、弹软,严重影响路面质量。下面从石灰土的施工工艺来探讨施工质量的过程控制。
1. 强度控制
影响石灰土强度的因素大致可分为两类,一类是内在因素:土质、石灰剂量、含水量、石灰的有效钙镁含量;另一类是外部因素:碾压机械、方式、施工季节、灰土的养护等。从影响灰土强度因素的有关统计资料来看,同样的石灰剂量、同样的灰质,粘性土、粉质粘土成型后的强度要高于砂性土、砂质粘性土;同样剂量的石灰,同一种土质,有效钙镁含量高的石灰土拌和的强度高于有效钙镁含量低的石灰土;在规范允许的石灰剂量范围内,石灰剂量大的灰土强度高。
(1)改善土质:石灰土的原材料主要是土及石灰。土质要尽可能挑选粉质粘土,塑性指数控制12~20之间。若在施工现场不易找到较理想的土场,例如塑性指数过低或过高,为保证灰土质量,对塑指较低的砂性土可以通过加大石灰剂量来提高强度,或者将石灰改为水泥对其进行稳定。对塑指过高的重粘土,可以采用分级伴和的方法,即先在重粘土内先加入4%~6%石灰进行伴和闷料使之“砂化”,过2~3天后摊开加入剩余量的石灰进行伴和、碾压、成型。(2)采用磨细生石灰:现在市政道路采用的大多是熟石灰伴和灰土,磨细的生石灰很少采用。由于生石灰的化学活性比熟石灰更强烈,能使石灰与土中胶状颗粒更好的结合,对过湿粘土有特性的降水效果。经过综合测算,经过加工的生石灰虽然单价高于未加工的石灰,但它节约了堆放场所,减少了消解、倒运环节。对路拌法施工来说,生石灰可保证布灰均匀性,主要原因是磨细的生石灰采用袋装,布灰时采用方格网,面积不大,容易操作,因此建议有条件最好采用磨细生石灰,尤其是伴和高含水量的粘土。
2. 压实度控制
石灰土的压实度主要取决于压实机具和压实工艺,以及灰土的均匀性和灰土含水量。
(1)同一施工段要选用同类土质:不同的土场,同一土场的不同层土,土质变化较大,其干容重变化也很大,压实标准不易控制,有的地段很容易达到压实度,而有的地段很难达到。而选用同类土质,控制好含水量,碾压工艺,就能很好控制压实度。(2)撒铺石灰要均匀:石灰剂量的变化对压实度影响较大,含灰量每增加1%,干容重可能降0.5%~0.8%个百分点,如果施工中撒灰出现随意性,将导致压实度出现问题。在施工过程中,若撒灰不均匀或伴和不均,会形成局部灰多,局部灰少的情况导致灰少的路段压实度偏高,而灰多的路段压实度不够的“假象”。因此施工过程中必须控制石灰剂量和灰土伴和的均匀性。(3)控制最佳含水量:含水量对灰土的碾压是一个特别敏感的指标,控制的好坏关系到压实成败,规范要求在达到最佳含水量的±1%时可进行碾压,但在具体施工中,要根据天气、气温、季节等环境因素而定,要做好试验,准确测算出含水量的损失量,最大可能控制在最佳含水量容许的范围内,以便达到碾压最省时间、效果最佳。(4)针对不同土质制定不同的压实工艺:从道路施工经验来说,塑指高的土质伴和后的灰土宜用C25或C30震动压路机碾压4遍,然后光轮压路机静压成光面,而对于砂性土、粉质粘土掺配的灰土,则用振动压路机碾压1~2遍即可,振动压路机压实遍数过多,不但达不到效果,反而降低了压实度。像这种土质的灰土宜用大吨位18~21T的三轮压路机碾压密实。
3. 石灰土开裂及龟裂的控制
产生这种病害的原因:一是土的塑性指数大于20以上的石灰土最容易干裂;二是在石灰土拌和碾压时:含水量大于最佳含水量的路段,石灰土开裂的比例增大;三是灰土上面覆盖层较薄,经过冬季引起开裂,形成温缩裂缝;四是由于重黏土难以破碎,灰土中掺杂大块土团碾压成型后出现泥饼形成龟裂。石灰土的开裂或龟裂若没有得到有效控制,特别是用于路面基层的灰土,上面沥青面层厚度比较薄,则容易产生反射性裂缝,即沥青路面开裂。因此要防止或减少灰土裂缝,应掌握下列原则:
(1)选用塑指较低的土源;由于土质越粘灰土缩裂愈严重,因此选用土场要进行土质液、塑性试验,塑性指数宜控制在12~20,土的塑性指数低于12,虽然容易伴和碾压成型且不开裂,但灰土强度不易达到设计值,故不宜采用。(2)“砂化”重黏土:重粘土“砂化”一是重黏土内加砂土或粉煤灰等降低塑性指数;二是文中前面提到的分级拌和的方法。具体方法是先加一部分石灰,初步混合闷料2~3天后运至路基上摊开,然后布灰、伴和、碾压成型。
4. 石灰土“起皮、弹簧”控制
石灰土“起皮”产生的主要原因:一是灰土标高控制不严,有缺料找补现象。二是压路机碾压次数过多时间过长,灰土上下含水量即干湿程度不同,形成两层皮;三是表面过湿,碾压过早形成粘轮,将灰土带起;四是灰土表面夹生,夹有土块或石块,平地机整平时形成沟槽。石灰土“弹簧”则是由于含水量控制不严造成的,含水量“过大”造成“湿弹簧”,“过小”造成“干弹簧”。
控制石灰土“起皮、弹簧”的措施:
(1) 严格控制标高,灰土粗平、细平要比设计高出2cm,料不够及时补料,以杜绝施工精平后找补现象。(2)人工配合机械作业,将灰土中的土块、石块捡净,特别是表面裸露的土块、石块,避免整平时带出沟槽坑洼。(3)及时检测含水量,过大要晾晒,过小要加水闷料,当接近最佳含水量时及时碾压。(4)碾压时要连续作业,要求在最短的时间内达到规范要求的密实度。碾压时要控制含水量,表面不能粘轮,要先振动后静压,知道表面光滑无轮痕为止。
5. 灰土养护
灰土碾压成型后及时养护,每天洒水保护灰土表面湿润,不得有积水现象,同时封闭交通,七天后灰土达到设计强度后开放交通,方可进行下道工序施工。
综上所述,石灰土施工质量要从土质、石灰成分、含水量、施工工艺、灰土养护等方面进行控制,要从源头和过程中进行控制。
[文章编号]1006-7619(2010)07-08-636
【关键词】石灰土;施工质量;过程控制
Discuss Quality Control of Lime Construction
Qi Gai-ping, Ding Ke, Yang Li-ge
(Henan Luohe Municipal Management Office Luohe Henan 462000)
【Abstract】lime soil in the road construction is the preferred bedding for roads, sub-base, grass-roots layer. This article from the limestone soil of the construction process aspects of the construction quality of its process control.
【Key words】Calcareous soil; Construction quality; Process control
石灰土原材料易于就地取材,价格低廉,成型后有较高的整体性,较好的抗冻性,因此在我国道路建设尤其是市政道路建设中,被首选用于路面的垫层、底基层、基层等结构层。石灰土对土质、含水量、养生条件要求高,在施工过程中常出现一些质量问题,如强度不足,压实度不够、龟裂或开裂、表面起皮、弹软,严重影响路面质量。下面从石灰土的施工工艺来探讨施工质量的过程控制。
1. 强度控制
影响石灰土强度的因素大致可分为两类,一类是内在因素:土质、石灰剂量、含水量、石灰的有效钙镁含量;另一类是外部因素:碾压机械、方式、施工季节、灰土的养护等。从影响灰土强度因素的有关统计资料来看,同样的石灰剂量、同样的灰质,粘性土、粉质粘土成型后的强度要高于砂性土、砂质粘性土;同样剂量的石灰,同一种土质,有效钙镁含量高的石灰土拌和的强度高于有效钙镁含量低的石灰土;在规范允许的石灰剂量范围内,石灰剂量大的灰土强度高。
(1)改善土质:石灰土的原材料主要是土及石灰。土质要尽可能挑选粉质粘土,塑性指数控制12~20之间。若在施工现场不易找到较理想的土场,例如塑性指数过低或过高,为保证灰土质量,对塑指较低的砂性土可以通过加大石灰剂量来提高强度,或者将石灰改为水泥对其进行稳定。对塑指过高的重粘土,可以采用分级伴和的方法,即先在重粘土内先加入4%~6%石灰进行伴和闷料使之“砂化”,过2~3天后摊开加入剩余量的石灰进行伴和、碾压、成型。(2)采用磨细生石灰:现在市政道路采用的大多是熟石灰伴和灰土,磨细的生石灰很少采用。由于生石灰的化学活性比熟石灰更强烈,能使石灰与土中胶状颗粒更好的结合,对过湿粘土有特性的降水效果。经过综合测算,经过加工的生石灰虽然单价高于未加工的石灰,但它节约了堆放场所,减少了消解、倒运环节。对路拌法施工来说,生石灰可保证布灰均匀性,主要原因是磨细的生石灰采用袋装,布灰时采用方格网,面积不大,容易操作,因此建议有条件最好采用磨细生石灰,尤其是伴和高含水量的粘土。
2. 压实度控制
石灰土的压实度主要取决于压实机具和压实工艺,以及灰土的均匀性和灰土含水量。
(1)同一施工段要选用同类土质:不同的土场,同一土场的不同层土,土质变化较大,其干容重变化也很大,压实标准不易控制,有的地段很容易达到压实度,而有的地段很难达到。而选用同类土质,控制好含水量,碾压工艺,就能很好控制压实度。(2)撒铺石灰要均匀:石灰剂量的变化对压实度影响较大,含灰量每增加1%,干容重可能降0.5%~0.8%个百分点,如果施工中撒灰出现随意性,将导致压实度出现问题。在施工过程中,若撒灰不均匀或伴和不均,会形成局部灰多,局部灰少的情况导致灰少的路段压实度偏高,而灰多的路段压实度不够的“假象”。因此施工过程中必须控制石灰剂量和灰土伴和的均匀性。(3)控制最佳含水量:含水量对灰土的碾压是一个特别敏感的指标,控制的好坏关系到压实成败,规范要求在达到最佳含水量的±1%时可进行碾压,但在具体施工中,要根据天气、气温、季节等环境因素而定,要做好试验,准确测算出含水量的损失量,最大可能控制在最佳含水量容许的范围内,以便达到碾压最省时间、效果最佳。(4)针对不同土质制定不同的压实工艺:从道路施工经验来说,塑指高的土质伴和后的灰土宜用C25或C30震动压路机碾压4遍,然后光轮压路机静压成光面,而对于砂性土、粉质粘土掺配的灰土,则用振动压路机碾压1~2遍即可,振动压路机压实遍数过多,不但达不到效果,反而降低了压实度。像这种土质的灰土宜用大吨位18~21T的三轮压路机碾压密实。
3. 石灰土开裂及龟裂的控制
产生这种病害的原因:一是土的塑性指数大于20以上的石灰土最容易干裂;二是在石灰土拌和碾压时:含水量大于最佳含水量的路段,石灰土开裂的比例增大;三是灰土上面覆盖层较薄,经过冬季引起开裂,形成温缩裂缝;四是由于重黏土难以破碎,灰土中掺杂大块土团碾压成型后出现泥饼形成龟裂。石灰土的开裂或龟裂若没有得到有效控制,特别是用于路面基层的灰土,上面沥青面层厚度比较薄,则容易产生反射性裂缝,即沥青路面开裂。因此要防止或减少灰土裂缝,应掌握下列原则:
(1)选用塑指较低的土源;由于土质越粘灰土缩裂愈严重,因此选用土场要进行土质液、塑性试验,塑性指数宜控制在12~20,土的塑性指数低于12,虽然容易伴和碾压成型且不开裂,但灰土强度不易达到设计值,故不宜采用。(2)“砂化”重黏土:重粘土“砂化”一是重黏土内加砂土或粉煤灰等降低塑性指数;二是文中前面提到的分级拌和的方法。具体方法是先加一部分石灰,初步混合闷料2~3天后运至路基上摊开,然后布灰、伴和、碾压成型。
4. 石灰土“起皮、弹簧”控制
石灰土“起皮”产生的主要原因:一是灰土标高控制不严,有缺料找补现象。二是压路机碾压次数过多时间过长,灰土上下含水量即干湿程度不同,形成两层皮;三是表面过湿,碾压过早形成粘轮,将灰土带起;四是灰土表面夹生,夹有土块或石块,平地机整平时形成沟槽。石灰土“弹簧”则是由于含水量控制不严造成的,含水量“过大”造成“湿弹簧”,“过小”造成“干弹簧”。
控制石灰土“起皮、弹簧”的措施:
(1) 严格控制标高,灰土粗平、细平要比设计高出2cm,料不够及时补料,以杜绝施工精平后找补现象。(2)人工配合机械作业,将灰土中的土块、石块捡净,特别是表面裸露的土块、石块,避免整平时带出沟槽坑洼。(3)及时检测含水量,过大要晾晒,过小要加水闷料,当接近最佳含水量时及时碾压。(4)碾压时要连续作业,要求在最短的时间内达到规范要求的密实度。碾压时要控制含水量,表面不能粘轮,要先振动后静压,知道表面光滑无轮痕为止。
5. 灰土养护
灰土碾压成型后及时养护,每天洒水保护灰土表面湿润,不得有积水现象,同时封闭交通,七天后灰土达到设计强度后开放交通,方可进行下道工序施工。
综上所述,石灰土施工质量要从土质、石灰成分、含水量、施工工艺、灰土养护等方面进行控制,要从源头和过程中进行控制。
[文章编号]1006-7619(2010)07-08-636