摘要:二灰土底基層是路面的重要結構物之一,它已被越來越廣泛的應用于路橋施工中,本文論述了合理的施工工藝,分析了二灰土施工中容易出現的質量問題,并闡明了通過優化二灰土的配合比設計和施工工藝來嚴格控制施工質量。
關鍵詞:高速公路;二灰土;施工工藝
所謂二灰土顧名思義是由石灰、粉煤灰、土三種無機物有機組合,通過專門的設備,拌和、攤鋪到碾壓成型形成一種路用承重層材料。這種材質適用于土質為高塑性粘土,很難粉碎,塑性指數高的超出規范要求的特殊地質,一般說來需對高塑性粘土進行摻灰砂化處理,摸索出合理的粉碎方法,并通過優化二灰土的配合比設計和施工工藝來嚴格控制施工質量。
一、二灰土的特性
1、二灰土具有較高強度
二灰土成型后,雖然早期強度偏低,在氣溫較高的季節,如夏天7天無側限抗壓強度能達到0.6-0.8Mpa,在春天及秋天7天無側限抗壓強度能達到0.5Mpa左右,但二灰土后期強度高,一個月在夏季能達到1.7-2.0Mpa,二個月能達到3Mpa,以后強度還不斷慢慢增長,因此,二灰土具有較高強度的一種路面結構層。
2、二灰土整體性好
二灰土成型后,經過一段時間的養護,其強度逐漸增高,最后形成一個有機的整體,形成整體的原因有兩種,首先是由于石灰、粉煤灰含有許多化學活性物其中氧化鈣、二氧化硅物質所形成的離子與粘土顆粒的離子發生化學、物理反應,從而形成大團粒結晶體,具有很高的強度;其次是由于機械的物理力學作用,二灰土攤平后,經過重型壓實機具將其密實,使二灰土形成緊密的結合體;第一種情況是二灰土形成強度、板結的主要原理;第二種情況則是二灰土中強度形成的必要條件。因此,二灰土經過密實后具有良好的整體性。
3、二灰土具有良好的水穩性和抗低溫能力
由于二灰土內部的物理化學反應,從而形成致密的整體,雨水不容易滲透,同時因為二灰土的化學反應有放熱現象,致使在低溫季度施工二灰土的強度仍不斷增高,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通過現場檢測7天強度能在0.4Mpa以上能充分說明二灰土抗低溫能力。
4、二灰土施工方便
由于二灰土強度上來慢、是因為其物理化學反應也較之緩慢,因此從拌合到攤鋪、碾壓均有較長的操作時間,便于掌握不象水泥穩定材料從拌合到碾壓只能在初凝時閬內完成,一般控制在4~5小時之內。而二灰土從拌合到碾壓成型,可以延長1~2天,對其強度沒有太大的影響,所以,施工時受雨水、機械設備、人為因素的影響相對要小得多,施工二灰土相對比較容易和方便。
5、二灰土造價相對較為經濟
要達到同樣強度指標的二灰土與水泥穩定土造價比較,以15cm厚度為例,其二灰土材料成本較水泥穩定土成本低0.4~0.8元/m2(衡水106線和天津疏港公路報價綜合中價)。同時,有效地利用了工業廢料,減少了環境污染,對環保起著助進作用。
二、灰土容易出現的質量問題
在施工過程中二灰土容易出現的質量問題,集中表現在不好成型,主要有三個方面,表層起皮,彈簧和裂縫。
1、表層起皮現象
二灰土表層起皮既影響美觀又影響路面質量,由于這些起皮很容易形成夾層,起皮現象歸納起來有兩種情況:第一是由于表層過濕,碾壓時掌握不好二灰土被壓路機輪子粘起,而出現的麻麻點點,并越積越多,第二是由于表層含水量過小,碾壓時發生推移而起皮,對于第一種情況而言,碾壓時要掌握好時間,待表層接近最佳含水量時進行碾壓,第二種情況的出現則比較麻煩,若是整層灰土含水量均小于最佳含水量則應重新灑水補充水份后再拌合。若是因表面2~3cm厚二灰土含水量不夠,則先灑水補充水份待表面二灰土接近最佳含水量不發生粘輪而進行碾壓。
2、二灰土彈簧現象
二灰土彈簧現象有兩種情況,一是由于二灰土過干出現干彈簧,二是由于二灰土過濕而出現濕彈簧,二灰土最佳含水量比較大,一般在19%左右,隨著粉煤灰比例增加,最佳含水量也增大,因此,在二灰土拌合之后要控制好含水量,盡量減少彈簧現象的出現,從而加快施工進度。
3、二灰土的裂縫現象
二灰土由于配比、施工、養護不當很容易產生裂縫,裂縫的產生與下列因素有直接關系。
1)土質問題的影響
土質塑指越高則二灰土出現的裂縫機率越多,這是因為塑指高的土有較強的伸縮性。遇水發脹,烘干則收縮,因此在選擇二灰土的土質時,應選擇塑指在20以下的土質,但不能低于10,如果塑指太低則影響二灰土強度。
2)配合比的影響
二灰土三種材料若土的比例越大,則二灰土出現裂縫的機率越高,這是因為土對水的敏感程度要比石灰、粉煤灰大,因此,在二灰土配比時要盡量控制土的比例。
3)含水量的影響
由于二灰土中有大部分粉煤灰、石灰成份對水的敏感性相對較弱,而施工時其含水量略比最佳含水量偏大2~3%,容易成型,且不起皮,并容易壓實,但由于含水量增大,加上成型以后,水份的蒸發速度快,因此,二灰土中的土產生激烈的收縮從而導致二灰土開裂,含水量越大開裂的程度就越寬越深。
三,施工中的質量檢測
二灰土的外形尺寸在施工時一般都能夠達到要求,下面僅對二灰土的內在質量檢測作一些分析。
1、含水量
在實際施工過程中(碾壓時、成型強度試件時)含水量是用酒精燒干法檢測的。對高塑性粘土做二灰土,這兩種含水量的檢測方法,測試結果相差較大,由于粘性土酒精不易燒透,烘千法比酒精燒干法測出的含水量大2~3個百分點。這樣計算出的壓實度也相差約2個百分點,強度結果也不能代表二灰土的真實強度。因此,必須通過試驗找出這兩者的關系,使二灰土在配合比試驗和現場測試時的含水量相統一。
2、灰劑量
石灰是二灰土強度的重要保證,實際施工過程中必須嚴格控制灰劑量。
3、壓實度、強度
用灌砂法檢測全層厚的壓實度,按規范要求的頻率進行檢測,對短施工段落進行評定,最少不能少于6個點。壓實度不合格的主要原因有:①施工配合比不準確。這主要和粉煤灰的用量有關,粉煤灰的用量多則二灰土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少則二灰土的最大干密度偏大。②含水量不均勻。二灰土的表面含水量偏小,造成二灰土表面松散。③二灰土的厚度太大,二灰土的下部碾壓不密實。
其實在實際施工中,二灰土施工并沒有多大的技術難題,但如果掌握不好就可能帶來上述質量問題的出現,因此,我們應不斷的摸索和掌握一定的施工技巧,使之形成一套完整的施工工法,少走彎路,把科學技術變成生產力,更好的為施工人員服務。