韓建英,張戈
多年來,我國公路施工中經常采用二灰土做路面底基層,二灰土作為路面底基層材料,以其良好的力學性質、板體性以及抗凍性在工程中廣泛應用。二灰土是石灰粉煤灰綜合穩定土的簡稱,是一種有效利用當地廢棄資源節省建設投資的施工工藝。鑒于此,本文通過對二灰土底基層的施工實踐,詳細介紹二灰土底基層的施工的有關施工內容,并提出了相關施工控制要點。
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。
1.2.1 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。
1.2.2 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。
1.2.3 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。
1.2.4 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間內完成,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。
1.2.5 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。
1.2.6 二灰土提高了土源利用率
特別對于低塑和高塑的土質,二灰的加入起到了改善作用,眾所周知,對塑指小于 12 的土質,僅靠石灰穩定效果不理想,7 天無側限強度在 0.5Mpa 左右,達不到規范要求0.7Mpa,而通過石灰、粉煤灰兩種材料進行穩定,則其強度明顯改觀。
總之,由于二灰土具有以上諸多優點,因此,在北方具備條件的地方,比較廣泛的采用二灰土這種材料作為道路底基層或基層,收到了良好的經濟與社會效益。
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。
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:①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,②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。
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。
二灰土由于配比、施工、養護不當很容易產生裂縫,在天津疏港公路于莊子以西 20km 左右二灰土開裂特別明顯,有的縫寬達 4~5mm,而且縱橫交錯,有的深度 4~5cm,而有的則整層裂透。嚴重影響路面基層的整體性和灰土強度,為此,局部路段進行了返工,而在疏港公路施工我公司承建8km 卻有沒有出現這種情況,通過對比分析,認為裂與不裂跟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,由于土比粉煤灰便宜,因此,有些單位采取增大土的比例,減少粉煤灰用量,從而降低成本,殊不知產生的裂縫將要嚴重得多。象天津疏港公路于莊子以西就基于這一情況而產生。
(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
總之在施工中對于二灰土底基層施工的關鍵有以下幾點:①石灰質量必須達到其規定級別要求,才易保證強度。②混合料的拌和要充分均勻,嚴禁出現素土夾層。③頂面高程控制一定要嚴格。④碾壓時的含水量要嚴格控制。⑤精平后的碎土要用人工鏟除,以防起皮。⑥穩定土層宜在第一次重冰凍之前一個月完成,宜經歷半月以上溫暖的氣候,應避免在雨季施工。
綜上,對于二灰土底基層的施工,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方法,少走彎路,把科學技術變成生產力,更好的為施工人員服務。從而實現在整體上加強對二灰土底基層的施工,保障工程的質量。
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