二灰土性质及施工过程中的质量控制
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二灰土性质及施工过程中的质量控制
1 概述
由于二灰土原材料来源丰富、成本较低,并且具有良好的力学性能、板体性、水稳性和一定的抗冻性,在公路建设中被广泛应用。
作为处理公路路基的常用方法,二灰土具有施工简单、处理费用低和速度快等优点,同时也应注意到二灰土强度、密度的影响因素比较多, 也比较复杂,本文结合自身施工经验论述了合理的施工工艺,分析了二灰土施工中容易出现的质量问题及控制方法。
2 二灰土的特性
2.1强度较高
二灰土成型后,虽然早期强度偏低,在春天及秋天7 天无侧限抗压强度能达到0.5Mpa 左右,在气温较高的季节,如夏天7 天无侧限抗压强度能达到0.6~0.8Mpa,但二灰土后期强度高,一个月在夏季能达到1.7~2.0Mpa,二个月可以达到3.0Mpa,以后强度还会不断慢慢增长,因此,二灰土是具有较高强度的一种路面结构层。
2.2整体性好
在二灰土成型后,经过一段时间的养护其强度逐渐增高,最后形成一个有机的整体,形成整体的原因有两种,首先是由于石灰、粉煤灰含有许多化学活性物,其中氧化钙、二氧化硅物质所形成的离子与粘土颗粒的离子发生化学、物理反应,从而形成大团粒结晶体,具有很高的强度;其次是由于机械的物理力学作用,二灰土摊平后,经过重型压实机具将其密实,使二灰土形成紧密的结合体。
第一种情况是二灰土形成强度、板结的主要原理;第二种情况则是二灰土中强度形成的必要条件,因此,二灰土经过密实后具有良好的整体性。
2.3良好的水稳性和抗低温能力
由于二灰土内部的物理化学反应,从而形成致密的整体,雨水不容易渗透,同时因为二灰土的化学反应有放热现象,致使在低温季度
施工二灰土的强度仍不断增高,具有较好的水稳定性和抵抗低温的能力。
2.4施工方便
因为二灰土物理化学反应也较之缓慢,所以其强度上来较慢,因此从拌合到摊铺、碾压均有较长的操作时间,便于掌握,不象水泥稳定材料从拌合到碾压只能在初凝时间内完成,操作时间控制在4~5 小时之内。
而二灰土从拌合到碾压成型,可以延长1~2 天,而对其强度没有太大的影响,所以施工时受雨水、机械设备、人为因素的影响相对要小得多,对于二灰土施工和保证强度相对比较容易和方便。
2.5造价相对较为经济
要达到同样强度指标的二灰土与水泥稳定土造价比较,以15cm 厚度为例,其二灰土材料成本较水泥稳定土成本低0.4~0.8元/m2(衡水106线和天津疏港公路报价综合中价)。
同时,有效地利用了工业废料,减少了环境污染,对环保起着助进作用。
由于二灰土具有以上诸多优点,因此,在北方的许多地区,比较广泛的采用该种材料作为道路底基层或基层,收到了良好的经济与社会效益。
3 二灰土施工过程中的质量控制
二灰土施工并没有很大的技术难题,但是如果施工组织不当很容易出现起皮、裂缝、强度不合格等质量问题,甚至因此返工而影响工程工期,造成不必要的损失,下面结合施工经验探讨一下各个施工步骤中应加以防范的细节问题。
3.1施工前准备
二灰土施工前,应对路槽进行严格验收,验收内容包括压实度、弯沉、宽度、标高、横坡度、平整度等项目。
路基必须达到表面平整、坚实,没有松散和软弱点,边沿顺直,路肩平整、整齐。
按要求设置路面施工控制桩。
一般要求标高误差在-3~+3cm以内,道路中线高程必须全部合格,两侧合格率在90%以上,并且不能出现反坡,否则易造成压实厚度不均,这个过程中最难以控制的是高程,测量员必
须仔细校对测量数据,保证数据准确无误,另外,打好桩后应当进行复测,测点可以较第一次隔一个测量,以减小工作量。
3.2配合比的确定
配合比的确定根据路面结构层位要求的强度,经过室内几种配合比试验结果比较,综合多方面的因素,由配合比实验得出一般配合比为石灰:粉煤灰:土=10:30:60。
具体工程应根据工地土质实验确定。
如果过程中粉煤灰的用量多则二灰土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少则二灰土的最大干密度偏大。
3.3备料
准备工作做好后应尽快安排进料,进料时要派专人检查质量,石灰要分批进场,做到既不影响施工进度,又不过多存放,应尽量缩短石灰的存放时间,如需存放较长时间,应采取覆盖封存措施妥善保管。
否则消石灰会碳化生成碳酸钙,随着时间增长,表层碳酸钙的厚度逐渐增加,这样就不能按照配合比配料,无法正确指导施工。
另外,干湿粉煤灰都可以应用,干粉煤灰堆在空地上,要加水,防止飞尘污染,湿粉煤灰的含水量不宜超过35%,使用时,应将凝固的粉煤灰打碎或过筛,同时清除有害杂质。
3.4二灰土的拌合
在实际过程中,考虑到经济问题,二灰土拌合一般采取路拌法,即先在路基将土方摊开,然后铺上粉煤灰,最后铺上石灰将三种材料采用灰土拌合机拌合均匀。
施工中应注意:
1、布灰( 石灰、粉煤灰) 布土要均匀,厚薄一致,特别是粉煤灰、石灰应码成标准断面,形成长条,然后用人工均匀洒开,并有现场施工员或测量员随时检测其厚度,发现有不均匀情况要及时处理。
2、拌合之前要先进行洒水,拌合一遍后,抽样检测含水量,如果不够再进行第二次洒水,含水量要比最佳含水量大2~3个百分点,然后再拌合1~2遍使之形成较均匀的二灰土。
3、拌合时要特别注意是否有夹层、白条带等,从以往施工情况
来看,都不同程度的存在夹层情况,如果处理不好将带来严重恶果。
在河南省许昌市北外环k2+603~k2+850段中,由于石灰洒水稍多,部分石灰成团状,压实后养护过程中发现路面有起包现象。
3.5整型
二灰土拌和符合要求后,采用履带式推土机进行排压,之后用平地机粗平一遍,消除拌和产生的土坎、波浪、沟槽等,使表面大致平整; 利用控制桩用水平仪放样,石灰粉作出标记,样点分布密度可以采用10m点距,根据测量数据确定高程高低,低处不需进行填补,平地机由外侧起向内侧进行刮平,重复以上步骤直至高程和平整度满足要求为止。
整平时多余的二灰土不准废弃于边坡上。
3.6碾压
碾压必须遵循先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先下部密实后上部密实的原则,要严格控制各类压路机的碾压速度。
首先用光轮压路机压2~3遍,再用振动压路机由路边沿起向路中心碾压,有超高段落由内侧起向外侧碾压,碾压采用大摆轴法,即全轮错位,接15~20 cm,用此法震压2~3 遍,下层压实度满足要求后,可以改用三轮压路机低速1\2错轮碾压2~3 遍,消除轮迹,达到表面平整、光洁、边沿顺直。
路肩要同路面一起碾压。
严禁压路机在已成型或正在碾压的路段上“调头"和急刹车,避免稳定土表面破坏。
碾压中表面过湿或过干则可能引起如"弹簧"、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌合,当天两个工作段的衔接处,应搭接拌合,第一次拌合后,留5~8 米不进行碾压,第二次施工时,前段留下未压部分,要重新拌合,并与第二段一起碾压。
靠近路肩部分多压2~3 遍。
3.7养护
养护不及时产生裂缝,二灰土成型后养护十分重要,一般最少七天。
施工结束以后开始几天,应派专人进行养护,每天至少用洒水车洒水2遍以上,在气温较高时,一天甚至要洒水5~6遍来保持底基层表面潮湿,同时禁止一切车辆通行。
如果表面失水会产生表面松
散,内部强度降低,以后再也无法使强度得到增长。
结语
由于二灰土具有强度高、抵抗低温能力强等诸多优点,因此,在北方具备条件的地方,比较广泛的采用二灰土这种材料作为道路底基层或基层。
采用二灰土结构做底基层施工时,应注意使用合格的材料,控制好混合料的配合比和含水量,同时注意成型路段的养生。