石灰土配合比設計在工程中的應用

張 利 清

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司，山西 大同　037000)

石灰土結構是市政、公路中普遍使用的路面結構形式之一，在工程中普遍使用。它以工程造價低、材料來源廣泛、施工方便等特點被廣泛推廣。石灰土是將石灰、土、水按照一定的比例混合后經過壓實形成的具有一定承載力的工程實體。在技術指標上，石灰土的無側限抗壓強度、最大干密度、最佳含水量三個指標是設計的關鍵，也是施工控制的重要依據。

1　原材料的控制

石灰土的原材料是石灰和土質、水三部分組成。對于塑性指數的范圍一般選擇在0～26之間，塑性指數超過26的土質顆粒較大難以施工。土質的種類是優先選用塑性指數在12～20之間的粉質粘土和粘質粉土。塑性指數偏低的土質成型的石灰土7 d無側限抗壓強度達不到0.8 MPa,需要改變為水泥穩定類結構。塑性指數較高的土質進行“砂化”處理，進行二次拌和，工序相對復雜一些。選取塑性指數小于4的碎石土需要摻加一定粘土進行處理。路拌情況下采用寶馬拌和機時需2遍～3遍，采用旋耕犁拌和時需5遍～6遍。在施工過程中上土時，盡量避免塑性指數較高的粘土。

選取土質的另一個原則就是土質的礦物質越多，石灰土的強度越容易增長。粘性土灰土的無側限抗壓強度大于粉性土和砂性土的無側限抗壓強度。了解土質的情況可以在配合比設計過程中做到有的放矢，具有更強的針對性。

石灰的質量分為三個等級，高等級的路面一般采用二級及以上石灰，一般為鈣質石灰。石灰的主要指標是活性氧化物含量，它直接決定石灰土的強度。白云石石灰的質量要優于方解石石灰。生石灰進行陳伏以后，石灰顆粒完全消解可以有效的與土質形成板結強度。石灰的細度越大與土質結合越充分，利于石灰土離子交換和凝膠作用、碳酸化反應。

石灰的劑量用量在3%～5%時對土質起到改良和穩定的作用，石灰和土不能充分的反應，土的密實度和強度得到改善。一般石灰土的劑量在6%～18%，石灰與土能夠充分反應，土的強度和穩定性都得到較大的提高。超過18%以后石灰土的強度反而下降，石灰破壞了土的間距，自由灰的存在導致強度降低。

水：飲用水包含牲畜飲用的水，都可以應用到工程中去。

2　石灰土配合比設計

石灰土配合比設計的強度與石灰的有效鈣鎂含量、石灰劑量、壓實度都有一定的關系。了解以上原則在進行設計的過程中可以根據曲線的特性確定一些利于施工的關鍵數據，更有效的指導施工。

2.1　石灰的有效鈣鎂含量與石灰土的強度

室內進行石灰的有效鈣鎂含量與石灰土的強度的試驗。石灰∶土=12∶88，最佳含水量15.6%，采用石灰的有效鈣鎂含量分別為86.2%,81.4%,73.3%的三種石灰進行室內試驗，觀測它們與石灰土強度之間的關系，見表1。

表1　石灰的有效鈣鎂含量與強度統計表

設計石灰土配合比時，生石灰的質量是按照二級石灰設計，在施工過程中，材料存在一定的波動，通過對不同鈣鎂含量的石灰土設計，可以清晰的看出石灰土質量下限，可以及時調整配合比保證石灰土的質量。

2.2　石灰劑量與石灰土的強度

石灰土的強度在一定范圍內隨著石灰的劑量增加而增加，達到一定劑量以后密度不再增加。在室內對不同的石灰劑量進行無側限抗壓強度試驗，得到如表2所示數據。

表2　不同的石灰劑量的7 d無側限抗壓強度統計表

在一定范圍內增加調整石灰劑量對石灰土的強度影響最快，在選取石灰劑量的時候考慮強度增長趨勢，盡量選在強度變緩的區段，是對石灰土的質量和成本的統一。

2.3　壓實度對石灰土強度的影響

進行石灰土配合比設計時，考慮壓實度對石灰土強度的影響。在路面工程中，石灰土試件成型重量時乘以壓實度作為試件成型的重量，在室內模擬壓實度與路面強度的關系，見表3。

表3　12%的石灰土強度與壓實度統計表

從表3中可以看出提高路面的壓實度對石灰土的無側限抗壓強度有一定的影響，每增加1%的壓實度，石灰土強度增加3%～5%。增加壓實度是提高石灰土的顆粒之間的物理性能，石灰土的最大干密度提高石灰土的無側限強度隨之提高[1]。在實際施工的過程中適當提高路面的壓實度可以有效地提高路面的強度，在路面檢測石灰的劑量略低的情況下，可以適當的彌補路面壓實度保證路面的質量。

2.4　溫度對石灰土強度的影響

溫度對石灰土的強度影響較大，在濕度一定的情況下，溫度越高石灰與土質之間的反應越充分形成板結強度。在室內進行無側限抗壓強度試驗時環境溫度要求在20 ℃，但是在石灰土施工的溫度環境是變化的。施工期間可以查詢當地的天氣溫度，對石灰土強度進行溫度修正，在符合規范要求的前提下適當調整石灰劑量。同時建立溫度與強度的函數曲線關系，建立自然養護與強度的回歸方程，科學的指導生產。

3　石灰土配合比在施工過程中的控制

石灰土在施工過程中主要是控制石灰的劑量、含水量和壓實度。石灰的劑量通過石灰碼方和EDTA方法來檢測可以保證石灰劑量的準確性。含水量的控制采用就地拌和的方式，進行拌和的第一遍時現場測試石灰土的含水量，在設計最佳含水量的基礎上添加1%～2%的用水量進行控制。補灑用水量以后進行燜料、穩壓保證石灰土的含水量均勻一致。進行第二遍拌和時后續的穩壓、刮平盡量避開高溫時間，主要是防止石灰土表面起皮干裂的現象發生，施工過程中局部出現翻漿的地方及時換填處理。

壓實度的控制按照制定的技術方案進行施工，施工過程中將松鋪系數與現場壓實度建立相關系數，通過測量石灰土的松鋪系數快速推斷出壓實度合格率，最后通過現場實測的壓實度確認施工質量。長期積累數據形成一整套相關的系數，為后續工程管理提供方便。

4　結語

通過對石灰土的材料、配合比設計、施工過程的控制三個方面分析了石灰土配合比在工程中的應用。將工程實體以設計的參數為準繩進行質量控制。對原材料的控制進行要點分析，對石灰土強度的設計控制從石灰的鈣鎂含量、石灰劑量、壓實度、天氣溫度四個方面進行量化控制。在施工過程中對石灰劑量、含水量、壓實度進行有效的控制。將配合比設計的參數貫穿到施工中去，起到良好的作用。

參考文獻：

[1]鄧永忠.石灰土有效鈣鎂含量與強度關系的試驗研究[D].南京：南京林業大學碩士學位論文，2007.

[2]孫建華.低液限粉土地區二灰類半剛性材料施工配合比與施工技術研究[D].濟南：山東大學碩士學位論文,2006：27.