浅论二灰土配合比设计与施工技术

浅论二灰土配合比设计
与施工技术
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浅论二灰土配合比设计与施工技术
摘要本文结合西安绕城高速公路路面工程M3（简称西绕M3标）的施工实践，分别从混合料组成设计、拌和、摊铺、碾压及养生等方面，阐述了二灰土底基层的配合比设计与施工工艺。

关键词二灰土配合比施工技术
石灰粉煤灰稳定土因其整体性强、承载力高、刚度大、水稳定性好且较为经济，近年来被广泛地应用于高等级公路的底基层。

西安绕城高速公路北段即采用了这一形式，其结构层厚度为36cm，分两层铺筑。

一、混合料配合比设计
1.原材料的选择。

(1)石灰。

石灰质量应符合不低于Ⅲ级消石灰或Ⅲ级生石灰的各项技术指标要求。

石灰要分批进场，做到既不影响施工进度，又不过多存放，应尽量缩短堆放时间。

西绕M3标所使用的石灰出自陕西富平，有效钙含量为%，在使用前用水消解（消解石灰时，用水量应控制好，既要使石灰充分消解，又要使水用量不要太大），消解的石灰最大量应以满足一个星期的使用为宜。

若存放时间较长，应采取覆盖封存措施妥善保管。

另外，消解的石灰必须用机械过筛法通过1mm的筛孔。

(2)粉煤灰。

粉煤灰中S102、Al203和Fe203的总量应大于70%，粉煤灰的烧失量不应超过20%，比表面积宜不大于2500cm2/g。

西绕M3标使用的粉煤灰产自陕西渭河发电厂，经检验，材料的技术指标符合技术规范的要求。

具体检查结果见下表：
干粉煤灰和湿粉煤灰均可使用，干粉煤灰若堆放在空地上，应加水以防止扬尘造成环境污染；湿粉煤灰的含水量不应超过35%，使用时应将凝结的粉煤灰打碎或过筛。

(3)水。

消解石灰及拌和、养生用水均为饮用水。

(4)土。

土宜使用塑性指数为12~20的黏土（亚黏土），有机质含量大于10%的土不宜使用。

在西绕M3标采用的土产自西安长安县王寺土场，土质为低液限黏土。

其中，液限WL=%，塑限WP=%，塑性指数IP=。

2．混合料组成设计。

(1)应按照《公路路面基层施工技术规范》的要求和设计图纸中所建议的配合比例，制备不同比例的石灰、粉煤灰和土的混合料，据资料显示，石灰、粉煤灰混合物强度最高的配合比范围大约是1:2~1:4之间。

石灰粉煤灰土做基层或底基层时，石灰粉煤灰与细粒土的比例大约介于30:70~90:10之间。

因此，西绕M3标石灰、粉煤灰、土的混合料比例初定为8:32:60、10:30:60、12:28:60三种。

(2)按配制的石灰、粉煤灰、土的混合料，进行重型击实试验，分别得出几组混合料的最大干密度和最佳含水量。

西绕M3标初定的三种配合比例混合料试验结果见表2：
(3)根据击实试验所得出的各配合比的最大干密度和最佳含水量，是以工程中底基层所要达到的压实度成型试件（每组6块）为标准。

首先，在标准养护条件下养护6天，然后再浸水1天，养生结束后取出测二灰土试件的各项物理指标。

其中，最为主要的指标为无侧限抗压强度值，二灰土试件的7天养生后的无侧限抗压强度值应大于设计值。

(4)无侧限抗压强度评定的计算公式为R平均≥Rd/（l-ZaCv）。

其中，Rd为设计无侧限抗压强度(MPa)，Cv为试验结果的偏差系数（以小数计），Za为标准正态分布表中随保证率而变的系数。

在此需强调一点，高速和一级公路的保证率为95%，Za为；其他公路的
保证率为90%，Za为。

西绕M3标所采用的Za为，几种配合比的7天无侧限抗压强度值见表3：
(5)为了能够对二灰土的拌和进行控制，准确地指导施工，故必须做出二灰土中石灰剂量标准曲线。

测定灰剂量采用的方法是EDTA滴定法。

西绕M3标的测定结果见表4：
(6)取符合强度要求的最佳配合比作为二灰土的生产配合比，西绕M3标的二灰土底基层配合比为：石灰：粉煤灰：土=10:30:60。

最大干密度ρdmax=cm3，最佳含水量
ωopt=%。

二、二灰土的施工质量控制
1．拌和站点标定。

稳定土拌和站在开工前应进行标定，稳定土拌和站点各料仓的下料质量是由电机带动输送带的转速决定的。

因此，只要掌握了各料仓下输送带每分钟的转速，就可以准确地控制各制仓的下料质量，从而控制好二灰土的配合比。

2．二灰土中灰剂量的确定。

二灰土的拌和必须对灰剂量进行严格控制，应根据试验绘制的灰剂量与EDTA耗量关系图或回归关系式准确测量生产过程中不同时间内的灰剂量。

集中拌和应将灰剂量控制在大于设计剂量的%范围内。

3．含水量与压实度的控制。

二灰土的含水量是二灰土施工中的主要控制对象之一，它与压实度有着非常大的关系。

在同样的压实度下，二灰土不同的含水量所取得的压实效果是有区别的，特别是含水量与最佳含水量相差甚远时，差别就更大。

4．二灰土的摊铺。

二灰土的摊铺的难点在于二灰土松铺厚度的确定。

(1)二灰土摊铺前，先要根据松铺系数计算松铺厚度，计算后要将路面两侧的高程确定下来，如果路幅较宽，使用两台摊铺机并排摊铺时，需要在路幅中间放置铝合金横梁将中间标高调好，以利于摊铺机的传感设备将准确的高程信息传递给摊铺机。

(2)如果二灰土底基层是采用两层铺筑，则两层应该连续施工，这样利于提高施工进度；在下层压实度合格的情况下，应在24h内进行上层的铺筑。

若下层施工结束，因故在24h内没有进行上层的铺筑，应待下层养护满7天后再进行上层的铺筑。

5．二灰土的碾压。

(1)二灰土碾压必须遵循“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。

(2)要严格控制各类压路机的碾压速度。

前两遍碾压速度应控制在h~h，以后可采用h~h的速度。

(3)三轮压路机应重叠三分之一后轮宽。

压实过程中如有“弹簧”、松散、起皮等现象时，应及时翻开，并用路拌机拌和及时重新碾压。

(4)压实好的二灰土在检查压实度时，可采用环刀法和灌砂法。

用灌砂法时，可同时检测二灰土的层厚、拌和均匀性等情况。

6．养护。

二灰土的强度是在一系列复杂的物理、化学反应过程中逐渐形成的，这些反应过程需要一定的温度与湿度的要求。

因此，适当的养生和养护条件将对二灰土的使用性产生很大的影响。

二灰土在养生期内，可以采用一些使其表面水分不致散失且保证其湿度的材料进行覆盖。

养护期一般为7天，在养护期内禁止一切车辆通行。

若因故二灰土需过冬，则采取表面覆盖土的办法，以确保二灰土强度的增长，从而避免裂缝增多、增大和冻害。

三、结束语
在二灰土的施工质量控制中，应严格控制原材料的质量，采用最佳的配合比，选择能满足质量要求且相互匹配的施工机械及合理的施工工艺。

只有各方密切配合，才能使有限的人力与物力资源发挥最大的能效，从而利于规范施工，并保证施工质量。

参考文献
[1]jTJ057-1994.公路工程无机结合料稳定材料试验规程．
[2]jTJ034-2000.公路路面基层施工技术规范．
[3]徐培华．无机结合料稳定土混合料配合比设计与试验技术．西安公路交通大学..。