公路工程石灰和石灰穩(wěn)定土的應(yīng)用

竇洪羽

摘 要：石灰作為一種填筑材料在各等級(jí)公路、城市道路等建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由石灰形成的混合料不僅強(qiáng)度高，耐久性好，而且成本低，方便施工，質(zhì)量容易得到保證，方便就地取材，因地制宜。文章從石灰和石灰穩(wěn)定土的性質(zhì)作分析，分析了影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的因素，論述了石灰及石灰穩(wěn)定土在道路施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：公路工程；石灰；石灰穩(wěn)定土；應(yīng)用

1 石灰的簡(jiǎn)介

石灰是一種經(jīng)過(guò)高溫煅燒從碳酸鹽類巖石中分解出來(lái)的一種膠凝材料，排出碳酸鹽中的二氧化碳后，得到石灰的主要成分，即氧化鈣和氧化鎂。石灰有生石灰和熟石灰兩種，它們的化學(xué)成分不同，生石灰是氧化鈣，熟石灰是氫氧化鈣。石灰還根據(jù)氧化鎂的含量劃分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰兩種。石灰的質(zhì)量與其原材料純度和生產(chǎn)過(guò)程有著密切的關(guān)系。目前生產(chǎn)的石灰多用石灰?guī)r作為原料，采用立窯或旋窯，經(jīng)過(guò)高溫煅燒生產(chǎn)。為了使巖石得到充分的分解，煅燒溫度可達(dá)到千度左右。質(zhì)量好的生石灰顏色潔白，密度小，質(zhì)地松軟，塊狀石灰堆積密度為900kg/m3左右。生石灰加水消解后就得到消石灰或熟石灰，消解過(guò)程會(huì)放出大量熱量，消解后石灰體積增大1～2倍。石灰消解后要放置幾天使其充分消解后再使用，期間要防止發(fā)生碳化反應(yīng)。

石灰的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1。

表1 石灰技術(shù)指標(biāo)

2 石灰穩(wěn)定土的作用機(jī)理

石灰在土中發(fā)生水化、分解和結(jié)晶的作用，使得石灰穩(wěn)定土混合料可以產(chǎn)生強(qiáng)度并板結(jié)成整體，該材料在施工完初期具有柔性材料的特性，后期強(qiáng)度便慢慢提高，板結(jié)性能加大，剛性增大，形成強(qiáng)度、彈性模量介于不摻石灰的柔性材料和水泥混凝土剛性材料之間，因此常被稱作半剛性材料。石灰穩(wěn)定土半剛性材料有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和抗凍性，可以用做高速公路和一級(jí)公路的底基層和二級(jí)公路及二級(jí)以下公路的基層。使用過(guò)程要注意其干縮特性和溫度收縮產(chǎn)生裂縫反射到路面病害的防治。在過(guò)分潮濕路段，不宜采用石灰穩(wěn)定土做基層。

3 影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的因素分析

石灰對(duì)土的改善主要體現(xiàn)在強(qiáng)度上，石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的影響因素有很多，如土的質(zhì)量、石灰質(zhì)量，摻灰比例，含水量和壓實(shí)度，養(yǎng)生等。

3.1 對(duì)土質(zhì)的要求

（1）塑性指數(shù)宜在10～15的粘土或含有一定數(shù)量粘土的中粗粒土。（2）土中的硫酸鹽含量宜小于0.8%，有機(jī)物含量宜小于10%。

3.2 石灰質(zhì)量

石灰中有效氧化鈣和氧化鎂是石灰粘結(jié)力的主要來(lái)源，因此它的含量直接影響石灰對(duì)土的穩(wěn)定效果，石灰等級(jí)越高，它的含量越高，質(zhì)量越好，穩(wěn)定效果也越好，因此要求石灰必須是復(fù)合石灰技術(shù)要求表中的三級(jí)以上石灰，生石灰粉可不經(jīng)消解直接使用，塊狀石灰必須經(jīng)過(guò)完全消解后，放置2-3天后使用。如果消解不完全，需將沒(méi)消解的生石灰塊過(guò)10mm的篩。盡量使用新石灰，如果存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或經(jīng)過(guò)雨期的消石灰必須重新進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)氧化鈣鎂含量重新定級(jí)再?zèng)Q定是否使用和使用方法，如果級(jí)別低于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可考慮提高摻灰比例。

石灰貯存時(shí)間不應(yīng)超過(guò)三個(gè)月，儲(chǔ)存時(shí)要注意：生石灰粉要存放在干燥庫(kù)房?jī)?nèi)，防止雨水進(jìn)入；袋裝消石灰粉應(yīng)分類存放，存放時(shí)間不能太長(zhǎng)；需要長(zhǎng)時(shí)間存放的生石灰最好經(jīng)過(guò)消解，表面隔絕空氣，防止發(fā)生碳化。還要特別注意的是石灰具有腐蝕性，因此在使用時(shí)必須佩戴防護(hù)用品。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路，最好采用生石灰粉，生石灰在土中消解時(shí)放出大量熱量能夠促進(jìn)灰土硬化，且剛消解的石灰與土的作用會(huì)更好。但會(huì)加大施工成本。

3.3 水的質(zhì)量

宜使飲用水，PH值宜為6～8。

3.4 石灰劑量

所謂石灰劑量就是石灰質(zhì)量占全部粗細(xì)土顆粒干質(zhì)量的百分率。石灰劑量對(duì)石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響最明顯。石灰劑量在3%～4%，石灰對(duì)土主要起穩(wěn)定的作用，土的膨脹性，吸水率等減少，土的密度、強(qiáng)度得到提高，隨著石灰劑量增加，強(qiáng)度，水穩(wěn)定性，抗凍性等顯著提高，但是劑量超過(guò)一定范圍后，過(guò)多的石灰在土中就會(huì)自由存在，使得強(qiáng)度有下降趨勢(shì)，因此，必須確定石灰穩(wěn)定土的最佳石灰劑量。

3.5 含水率和壓實(shí)度

石灰要起到改善土壤的作用，一定離不開(kāi)水。必須有足夠的水來(lái)滿足石灰和土的反應(yīng)。并且石灰穩(wěn)定土在壓實(shí)時(shí)也需要適當(dāng)?shù)暮省Ｒ虼耍欢▌┝康氖曳€(wěn)定土混合料存在一個(gè)可以達(dá)到最大密度，方便被最好壓實(shí)的最合適的含水率，也就是最佳含水量，這個(gè)含水量可以通過(guò)重型擊實(shí)試驗(yàn)獲得。在實(shí)際施工中，石灰穩(wěn)定土碾壓時(shí)的含水量應(yīng)該比最佳含水量提高2%左右，以滿足碾壓過(guò)程中水分蒸發(fā)造成的損失。壓實(shí)度也是影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo)，提高石灰穩(wěn)定土的壓實(shí)度，不但使強(qiáng)度得到提高，而且抗凍性、水穩(wěn)性變好，縮裂現(xiàn)象可減輕。

3.6 養(yǎng)生

石灰穩(wěn)定土屬于凝結(jié)比較慢的材料，初期強(qiáng)度比較低，因此要特別注意養(yǎng)護(hù)，才能保證后續(xù)強(qiáng)度的增長(zhǎng)。養(yǎng)護(hù)條件主要包括溫度、濕度等。實(shí)踐表明，在封閉潮濕的環(huán)境下養(yǎng)生效果要好于空氣中養(yǎng)生，且在濕度適宜的情況下，溫度越高，強(qiáng)度提高的速度越快。因此必須保證養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度和濕度適宜，最好是覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

石灰穩(wěn)定土作為一種廉價(jià)的填筑材料，市場(chǎng)前景依然很廣闊，必須加強(qiáng)對(duì)石灰穩(wěn)定土施工質(zhì)量的控制的嚴(yán)格控制，才能在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，達(dá)到應(yīng)有的社會(huì)效益。這就要求廣大公路建設(shè)者要了解石灰和石灰穩(wěn)定土的性質(zhì)，通過(guò)技術(shù)手段和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)控制石灰穩(wěn)定土的施工過(guò)程，合理科學(xué)的指導(dǎo)施工。

參考文獻(xiàn)

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