闷灰路拌法工艺在石灰土基层施工中的应用

2012年10月第10期城市道桥与防洪
０前言
石灰土基层，又称石灰稳定土基层，是市政道路、公路、高速公路等市政公用基础设施建设中经常采用的旨在改善土质、增加土体稳定性的常用施工技术措施，是道路工程建设中主要的受力基层。

由于石灰土基层具有施工工艺成熟、完善，造价指标相对经济、合理，对道路的使用功能提供了有力的基础和保证，因此被广泛地应用。

闷灰法施工工艺是目前普遍采用的一种石灰土基层的施工方法，一般的施工工艺流程为“土源点闷生石灰→降低土体含水量→闷灰土体翻拌→改善土性→运输至路基→二次掺灰→路拌粉碎、晾晒→平整、碾压成型”。

本文着重探讨了闷灰法施工工艺在石灰消解工序上的不同处理措施，有效地利用石灰消解过程中对降低土体含水量的作用，达到了节约工程成本、紧凑施工步骤、提高石灰土路拌的均匀性、保证石灰土基层施工质量的预期目的。

１原材料要求
1.1土
土应选用稍具粘性的土壤，砂性土、粉砂土、粘性土均可使用。

土的质量必须保证，不能是沼泽土、淤泥、泥炭，不能是含有易腐朽物质的材料，应尽量采用有机质含量小于4%、液限小于50%、塑性指数在4～15之间的土源为宜，使用塑性指数偏大的粘性土时，应进行粉碎，粉碎后土块的最大尺寸不应大于15mm。

1.2生石灰
生石灰一般应采用II级灰且经试验合格，有效钙镁（CaO+M gO）含量不小于70%。

生石灰应妥善保管，在使用中应尽量缩短存放时间。

生石灰的技术指标应符合表1所列的规定。

２混合料组成
石灰土又称为石灰稳定土，是由石灰和土按一定比例拌制而成的混合料，利用胶凝和结晶反应，使土体刚度增大，旨在提高天然土压实后的强度和水稳定性，适宜于铺筑市政道路底基层和基层。

一般石灰稳定土的掺灰量主要为4%、6％、8％、10%等。

３施工设备
3.1大型机械设备
大型机械设备主要有：挖掘机、推土机、平地机、装载机、路拌机、振动压路机、轮胎压路机、光轮压路机、洒水车等。

3.2小型机具
主要有蛙夯或冲击夯、四齿耙、双轮手推车、铁锹等。

3.3测量和检测设备
主要有水准仪、经纬仪、全站仪；3m直尺、平整度仪、灌砂筒、贝克曼梁等。

４施工工艺
闷灰路拌法石灰稳定土的施工，首先在土源点的闷灰场按照设计石灰用量掺加生石灰，然后
曹俊毅
（上海浦东路桥建设股份有限公司，上海201203)
闷灰路拌法工艺在石灰土基层施工中的应用
摘要：石灰稳定土基层是市政道路基础设施中一种常用的结构形式，主要起改善土体、增加稳定性的作用，具备一定的强度，一般作为道路的基层和底基层。

该文介绍了施工石灰稳定土基层时的一种“一次掺灰闷料、二次补灰路拌”的新型施工工艺，以及这种新工艺对石灰稳定土施工中所带来的实际效果。

新工艺体现了良好的经济效益和社会效益，可供同类工程参考。

关键词：石灰稳定土基层；石灰消解；闷灰法
中图分类号：U416.1文献标识码：B文章编号：1009-7716（2012）10-0103-05
收稿日期：2012-09-11
作者简介：曹俊毅（1973-），男，上海人，工程师，从事道路桥梁工程技术管理工作。

表1生石灰的技术指标一览表
项目
钙质生石灰镁质生石灰
一级二级三级一级二级三级灰渣/%≤7≤11≤17＞10＞14＞20活性氧
化物/%
≤85≤80≤70＞80＞75＞65氧化镁
含量
≤5>5
注：灰渣系未消解残渣含量（５ｍｍ圆孔筛筛余）。

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打堆闷料；闷灰时间一般控制在6～8d 左右，使过湿的土堆和生石灰发生化学反应，使土体颗粒松
散、
土的性质改变、土的含水量和塑性指数降低、土体易于粉碎；闷灰完成后将闷灰土运至路基，根据灰剂量检测，若石灰衰减后的灰剂量小于设计剂量，则需进行第二次补灰，加灰时必须均匀地播撒，然后及时完成路基处理、碾压成型。

工艺流程见图1所示。

4.1闷灰
4.1.1闷灰场布置
石灰土闷料宜选在在道路红线外或闷灰点进行，根据道路红线宽度，在道路红线外、就近土源堆置点、取土点区域内平整出场地做为闷灰堆料场。

闷灰场的布置宜选取在周围空旷、地势比较高和临近河道的地段，整个闷灰场四周开设排水
明沟、
并设置管涵，沟通排水明沟、连接就近河道，有利于雨季期间及时排除积水。

连接闷灰场和施工现场的交通运输便道，以及闷灰场内的临时便道，应保证其强度和耐久性，经过排水明沟管涵位置的交通便道必须予以加固
处理，防止坍陷、
堵塞交通；整条交通运输便道应保持平整，以防运输过程中材料洒落，污染环境、浪费材料。

闷灰场的上风口位置设置值班门卫、休息室和覆盖篷布或薄膜的仓库，有利于闷灰场的值守、机驾人员劳逸结合、闷灰覆盖材料的堆放等。

4.1.2一次掺灰
将经检测合格的土源用挖掘机或推土机，堆成便于计算方量的棱台形状并采用机械斗予以拍紧；土堆棱台底面的长宽可根据闷灰场范围点确定，棱台的高度不宜小于2.5m ，不宜大于4m ；根据棱台体积公式可以计算出土堆的体积并换算成质量，按照设计的掺灰量计算出需要的石灰用量。

考虑到石灰剂量会随时间而衰减，因此计算石灰用量时需要考虑适当增加石灰用量。

在棱台土堆的顶面分段开挖几处约1.5m 深的洞口，将计算过的石灰用量采用平均等分的方法分别放入几个洞口中，然后用土将洞口予以封堵，封堵洞口的土源厚度不宜小于0.7m 。

掺灰完成后，需用挖掘机的机械斗将整个土堆棱台的侧
面和顶面予以修平、
拍紧；若逢雨季，整个土堆棱台需用篷布或塑料薄膜予以覆盖压紧，防止雨水渗入闷灰土堆棱台，影响闷灰效果、增加石灰用量和影响石灰土质量。

4.1.3翻拌
为保证闷灰石灰土的均匀性，在闷灰1～2d 以后，必须开始对闷灰土进行翻拌。

采用挖掘机对
闷灰土进行翻拌，翻拌采取挖掘机后退式、
翻拌土前置式的顺序进行。

翻拌过程中特别需要注意的是对尚未实质性粉碎、结团、大块土体的处理，可使用挖掘机的机械斗在翻拌时对上述土体采用敲
打、
滚动、翻落的方式进行初步粉碎，为下步闷灰创造条件。

翻拌一次完成以后，对闷灰土体仍应打堆、修坡、拍紧成棱台型，并适时覆盖。

翻拌次数根据闷灰效果和土体粉碎程度来决定，一般情况下翻拌次数不小于2次，特别难以粉碎的土体可以增加翻拌次数或适当增加石灰用
量，直至闷灰的料粒拌和均匀、
没有大于2cm 的粒料、没有生料和夹生料、土粒砂化呈粉状、含水量适中为止。

4.1.4覆盖
闷灰完成以后的石灰土熟料必须打堆、拍紧，并必须立即采用篷布或塑料薄膜予以全面覆盖，防止淋雨、受潮，影响熟料的质量和含水量。

熟料放置的时间不宜过长，否则石灰剂量衰减损失很快，应及时进行石灰土基层的施工。

4.2闷灰熟料摊铺（见图2）
闷灰后的熟料应及早进行石灰土基层的施工，在闷灰场采用挖掘机配合自卸车装载闷灰熟料，并运输至需要施工的位置。

在经验收合格的下承层上按照施工范围的区段，堆置闷灰熟料。

堆置长度为70～80m 左右时，挖掘机、小型推土机或
图1闷灰路拌法施工工艺流程图
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平地机开始进行平整，将闷灰完成后的土均匀摊铺在预定的道路路基宽度上，表面应力求平整，并有规定的路拱。

熟料在摊铺的过程中，应再一次进行拌合，以提高熟料的均匀性。

闷灰熟料在摊铺过程中应注意随时检查松铺材料层的厚度，看其是否符合预计要求（松铺厚度=压实厚度×松铺系数）。

松铺系数一般情况下拟定为1.4～1.6，准确的松铺系数应在试验段碾压完毕经测试后，根据实际压实情况确定，确保石灰土基层的厚度达到规定的压实厚度要求。

4.3二次补灰（见图3）
摊铺好的闷灰熟料经过一次掺灰、翻拌、覆盖、运输和摊铺等工序，整个过程已经有一段时间间隔，石灰剂量在一定程度上会有衰减损失。

为保证石灰土的施工质量和成型效果，在摊铺完熟料和整形碾压前必须予以适当的补灰，以保证设计含灰量和补偿衰减损失的灰剂量。

根据有关实验表明，补灰量一般控制在1%以内。

在摊铺好并经平整的熟料上划分2m×2m 的方格网，按照计算好的补灰量，先行充分消解石灰（建议最好采用袋装磨细生石灰，以方便计量），然后人工用小斗车计量按计算的数量分堆至各个方格内，再人工使用刮板将其摊铺均匀。

注意一定要摊铺均匀，这会直接影响到抽检的石灰剂量。

4.4拌和、整形和碾压
4.4.1拌和
拌和机械采用徐工的WBG230稳定土拌和机，拌和深度应达到石灰稳定土层底。

设置专人跟随拌和机，随时检查路拌机的拌和深度，并配合拌和机操作员随时调整拌和深度。

通常情况下应拌和两遍以上，特殊情况时可根据需要加拌1～2遍，确保混合料充分拌和均匀，避免“夹层”。

在拌和过程中，及时检查含水量。

若含水量过小，用喷管式洒水车补充洒水，使混合料的含水量大于等于土的最佳含水量（可大1%左右），洒水车行驶的距离应适当加长些，洒水车起洒处和另一端调头处都应超出拌和段2m以上。

洒水车不应在正进行拌和的，以及当天计划拌和的路段上调头和停留，以防局部水量过大，且路拌机械应紧跟在洒水车后面进行拌和；若含水量过大，则严禁洒水，采用增加路拌机拌和遍数的方式，均匀表层和底层的闷灰熟料，以加快水分的蒸发。

在路拌机拌和过程中，要配备人工配合挑拣出超尺寸的土颗粒，清除粗细石料“窝”，以及局部过湿之处，以防止在碾压阶段产生起皮、龟裂、泥饼等不良现象。

拌和完成的标志是：混合料色泽均匀、一致，没有灰条、灰团和花面，且含水量合适均匀。

4.4.2整形
混合料拌和均匀后，先采用轻型压路机稳压1遍，以使石灰稳定土基层具备初步的稳固性。

小型推土机配合平地机初步整平和整形，先用推土机将混合料大致整平，然后用平地机或轻型压路机快速碾压1～2遍，以暴露潜在的不平整。

用光轮压路机碾压时，因轮子表面没有花纹，压后表面比较光滑。

用平地机整平前，应先用齿耙把低洼处表面5厘米以上耙松，避免在较光滑地表面产生薄层找补的情况。

用平地机进行整形后再碾压一遍。

对于局部低洼处，应及时找补平整，必要时再返回刮一遍。

每次整形都要按照规定的坡度和路拱进行，特别要注意接缝处的整平，接缝必须顺直平整。

成形后的路拱如果横坡或平整度不合要求时，仍可用平地机精平一刀，确保灰土面层平整度满足要求。

4.4.3碾压
石灰稳定土基层整形后，当混合料处于最佳含水量+1%～+2%时（如表面水分不足，应适当洒水），立即用12t以上压路机、重型轮胎压路机或振动压路机在路基全宽内进行全幅碾压。

为便于碾压密实，用12～15t压路机碾压时，石灰土厚度不宜大于15cm；用15～20t压路机碾压时，压实厚度应不大于20cm；且采用先轻型，后重型压路机碾压（分层铺筑时，下层宜稍厚）。

图2闷灰熟料摊铺实景
图3布设网格二次补灰实景
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石灰稳定土基层的整个碾压过程，一般按照以下三个阶段进行（见表2）。

初压阶段采用轻型8～12t 压路机全幅初压2～3遍；复压阶段采用16～18t 重型震动压路机震压2～4遍；终压阶段采用重型18～21或21～25t 压路机静压2～3遍。

碾压时后轮应重叠1/3的轮宽，后轮必须超过两段的接缝处。

后轮压完路面全宽时即为一遍。

碾压一直进行到要求的密实度为止，一般需6～8遍。

两侧和纵横接缝处，压路机的方式同路基碾压，应多压2～3遍。

碾压过程中，如石灰土表面水分蒸发得很快，应及时补洒少量的水。

如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和、重新碾压，使其达到质量要求。

严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以保证石灰稳定土表层
不受破坏（见图4）。

在碾压结束之前，用胶轮压路机再终平一次，
使其纵向顺直，路拱和标高符合设计要求。

终平应仔细进行，必须将局部高出部分刮除并扫出路外，对于局部低洼之处，不再进行找补，留待铺筑面层
时处理。

碾压时，后轮应重叠1/2轮宽；后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完基层的全宽时即为一
遍，碾压一直进行到要求的压实度为止。

4.5养生
石灰土在养生期间应保持一定的湿度，养生采用洒水和塑料薄膜覆盖相结合的方法。

养生期一般不少于7d 。

在养生期间，在采用覆盖措施的
石灰土上应封闭交通。

养生期结束后，
在尽早的时间内铺筑二灰碎石或水泥稳定碎石道路基层，不宜让石灰土长期裸露、暴晒，否则石灰稳定土基层
表面易于起皮、
起灰、龟裂、开裂。

4.6施工中应注意的问题4.6.1接缝和“调头”处的处理
两工作段的搭结部分，应采用对接形式，前一
段拌和后，留5～8m 不进行碾压，
后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和。

拌和机械及其它机械不宜在压成的石灰土上调头。

如必须在上进行调头，应采用措施（如覆盖10cm 厚的砂或砂砾）保护调头部分，使石灰土表层不受破坏。

4.6.2纵缝的处理
石灰土施工应尽可能避免纵向接缝，必须分两幅施工时，纵缝必须垂直相接，不应斜接。

一般情况下，纵缝可按下述方法处理：在前一幅施工时，在靠中央一侧用方木或钢模板做支撑，方木或钢模板的高度与石灰稳定土层的压实厚度相同。

混合料拌和结束后，靠近支撑木（或板）的一条带，应人工进行补充拌和，然后进行整形和碾压。

在铺筑另一幅时，或在养生结束时，拆除支撑木（或
板）。

第二幅混合料拌和后，靠近第一幅的一条带，应人工进行补充拌和，然后进行整形和碾压。

５工程实例和工后效果评价
5.1工程实例
高清路（锦绣路-南洋泾路）是上海北蔡地区的重要次干道，地理位置毗邻上海世博园区，道路
全长2541.78m ，
机动车道设计为双向4车道，宽16m 。

由于上海地区地下水位较高，为保证路基的稳定，设计采用石灰土作为道路的底基层和基层。

根据设计，石灰土基层总厚度为45cm ，掺灰量为8%，压实度（重型击实标准）大于等于96%，
允许弯沉值211/100mm
（BZZ-100)。

根据工程实际情况和施工现场的土质、地下水位状况，采用“一次掺灰闷料、二次补灰路拌”的施工工艺施工高清路的石灰稳定土基层。

5.2压实度和弯沉监测（见表3）
通过对完工的高清路石灰稳定土基层的检测，在压实度和弯沉两项代表道路基层使用性能的重要指标中，采用闷灰路拌法，经过精心细致的
表2石灰稳定土碾压组合方式一览表
阶段碾压方式碾压遍数型号（压路机）
初压静压2～38～12t 复压震压2～416～18t 终压
静压
2～3
18～21t 或21～25t
图4石灰稳定土基层的碾压实景
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由此可见，施工便道采用新方案后，与原方案相比，费用有所增加，但增幅并不大，若考虑传统便道可能引起的简易民房难以估计的损坏赔偿，
经济性也将更合理。

同时，
新方案解决了如前文所述的各类问题，最大限度地减小了环境影响，发挥
了巨大的社会效益。

４结语
采用城市快速路开设临时道口的施工便道方
案后，虽然在便道施工费用上将有所增加，但在社会效益上，与原方案相比将有非常显著的改善，对居民基本不再产生影响。

而对工程建设本身来说，又增加了极大的便利性，为工程的顺利按时完工提供了多一重的保障。

因此，综合分析工程和社会效益，利用城市快速路开设临时道口的方案是切实可行的，经试验后，在沿线井位推广采用，也为以后类似工程积累了宝贵的经验。

表1新、旧便道方案费用对比表（单位：万元）序号井位原方案费用新方案费用费用增减17#108.257.5-50.729#37.299.061.83
小计
145.4
156.5
11.1
（上接第１００页）
摊铺、碾压和养护，完全达到了施工规范的要求、
满足设计的要求；同时这也标志着完成了闷灰路拌法工艺施工石灰稳定土基层的工程应用实例的成功，为更好完善和总结这种新型工艺积累了宝贵的经验。

６结语
石灰稳定土基层的“一次掺灰闷料，二次补灰
路拌”的新型施工工艺，在工程实例中取得了良好的质量效果和经济效益，也为今后其他同类道路基层的施工提供借鉴，积累了施工经验。

在不断地
探索和施工实践过程中，使这种新型的施工工艺日趋完善并走向成熟，相信最终一定能取得良好的经济效益及社会效益。

参考文献
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表3
石灰稳定土基层检测项目统计表序号检测项目规定值或允许偏差检查方法和频率
检测频率检测数据
应检数合格数最大值最小值均方差代表值1压实度≥96%环刀法：每一作业面或不超过2000m 2检查6次以上
12712797%96%——2
弯沉
符合设计要求（211/100mm
）贝克曼梁法
509
509
186
109
2.3
136
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