灰土施工工艺

灰土施工工艺

一、灰土的机理

在粉碎的土和原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，成为石灰稳定土。

1、强度形成原理

在土中掺入适当的石灰，并在最佳含水量下压实后，既发生了一系列的化学与物理作用，从而使土的性质发生根本的改变。在初期，主要表现在土的结团、塑性降低、最佳含水量的增大和最大密实度的减小等。后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。研究表明，石灰加入土中后，主要发生以下4个作用：

（1）离子交换作用。离子交换作用几乎是石灰同土壤接触后立即发生的。石灰浆（氢氧化钙）中游离的钙离子同黏土矿物吸附综合体中的钠、氢离子发生交换，从而减薄吸附水膜的厚度，促使土粒凝积和凝聚，形成团粒结构。由此，改变了土的塑性和压实性。

（2）火山灰作用。火山灰作用是指石灰与土中活性的氧化硅和氧化铝起化学反应，生成硅酸钙化合物、铝酸钙化合物及钙铝黄长石水化物等。它们在水分作用下能够逐渐结硬，是一种水稳性良好的结合料。火山灰反应是构成灰土早期强度的主要原因。

（3）碳酸化作用。碳酸化作用，就是熟石灰和碳酸其化学反应，生成坚硬的碳酸钙结晶体，它对土的胶结作用使土得到加固。由于二氧化碳可能从混合料的空隙渗入，也可能由于土本身产生，当石灰土的表层碳酸化后则形成一层硬壳，从而阻碍二氧化碳的进一步渗入，因而氢氧化钙的碳化是一个相当长的反应过程，也是形成石灰土后期强度的主要原因之一。

（4）结晶作用。消石灰掺入土中，由于水分比较少，只有少部分参与了化学作用，绝大部分饱和的氢氧化钙在灰土中由胶体逐渐成为晶体。这种晶体能够互相结合，并与土粒结合起来形成整体，使石灰土的水稳定性得到提高。

2、适用范围及条件

石灰稳定土具有良好的力学性能，并由较好的水稳性和一定的抗冻性，它的初期强度和水稳性较低，后期强度较高，但由于干缩、冷缩，易产生裂缝。石灰稳定土可适用于各类路面的底基层，也可用作二级公路的基层。石灰稳定土不能用作薄沥青混凝土面层的基层，在冰冻地区的潮湿路段，以及其他地区的过分潮湿路段，不宜采用石灰土做基层。

二、灰土施工流程

灰土混合料可在拌合厂（场）集中拌和，也可沿路拌和，亦可根据现场情况采取厂拌加路拌的综合法施工。

1、铺筑试验路

高速公路和一级公路或使用新技术、新材料及新工艺的灰土基层，在大面积施工前，应先铺筑一定长度的试验路。通过试验路的铺筑，施工单位可进行施工工艺的优化，找出施工过程中存在的主要问题，去的实现成功施工的经验，为大面积基层的铺筑确定合适的施工方法，同时还可检验拌和、运输、碾压、养生等施工设备的可靠性。根据试验路铺筑的具体情况，制订合理可行的施工组织计划，检验铺筑的灰土基层质量是否符合设计和规范要求，并提出质量控制措施。

2、厂拌法施工

厂拌法施工是在中心拌合厂（场）用强制式拌和机、双转轴浆叶式拌和机等设备将原材料拌和成混合料，然后运至施工现场进行摊铺、碾压、养生等工序作业的施工方法。无拌和设备时，也可用路拌机械或人工在现场分批集中拌和；之后，再进行其他工序的作业。厂拌法施工的工艺流程为：下承层准备→施工测量→备料→拌和→摊铺→碾压→养生。

（1）下承层准备与施工放样

灰土基层施工前应对下承层按施工质量验收标准进行检查验收，验收合格后方可进行基层施工。下承层应平整、密实，无松散和“弹簧”等不良现象，并符合设计高程、横断面宽度等几何尺寸要求。注意采取措施做好基层施工的临时排水工作。

施工放样主要是恢复路中线，在直线段每隔20m、曲线段每隔10~15m设一中桩，并在两侧路肩边缘设置指示桩，在指示桩上明显标记出基层的边缘设计高程及松铺厚度的位置。

（2）备料

灰土基层的原材料应符合质量要求。料场中的各种原材料应分别堆放，不得混杂。准备使用的石灰应充分消解。石灰过干会随风飞扬而造成污染，过湿又会成团而不便于施工，因此，应适时洒水或设遮雨棚，使之含有适宜的水分。在潮湿多雨地区施工时，应采取有效措施使土、石灰免受雨淋。

（3）拌和与摊铺

拌和时应按混合料配合比要求准确配料，使土、石灰计量等符合设计要求，并根据原材料实际含水率及时调整加入拌和机内的水量。石灰稳定类混合料的含水率可比最佳含水率小1%~2%，这样可以获得较好的压实效果。

拌和好的混合料应尽快运到施工现场摊铺并碾压成型，以免因时间过长而使混合料强度损失过大。运输混合料的距离较长时，应用篷布等覆盖混合料以免水分损失过大。

高速公路和一级公路的半刚性基层应采用专用稳定土摊铺机摊铺，这样可保证基层的强度及平整度、路拱横坡、高程等几何外形质量指标符合设计和施工规范要求。应严格控制基层的厚度和高程，禁止薄层贴补的办法找平，确保基层的整体承载能力。

（4）碾压

碾压是使灰土基层获得强度和稳定性的关键工序。摊铺整平的混合料应立即用12t以上的振动压路机、三轮压路机或轮胎压路机碾压。灰土压实厚度与压路机吨位的关系宜符合表1的要求。必须分层碾压时，最小分层厚度不应小于10cm。碾压时应遵循先轻后重的次序安排各型压路机，以先慢后快的方法逐步碾压密实。在直线段由两侧向路中心碾压，在平曲线范围内由弯道内侧逐步向外侧碾压。碾压过程中若局部出现“弹簧”、松散、起皮等不良现象时，应将这些部位的混合料翻松，重新拌和均匀再碾压密实。

半刚性基层压实厚度与压路机吨位的关系表1

（5）养生与交通管制

灰土基层碾压完毕，应进行保湿养生，养生期不少于7d。养生期内应使基层表面保持湿润或潮湿，一般可洒水或用湿砂、湿麻布、湿草帘、低黏质土覆盖。养生期间应尽量封闭交通，若必须开放交通时，应限制重型车辆通行并控制行车速度，以减少行车对基层的扰动。

3、路拌法施工

路拌法施工是将土、石灰按一定顺序均匀平铺在施工作业面上，用路拌机械拌和均匀并使混合料含水率接近最佳含水率，随后进行碾压等工序的作业。路拌法施工的流程为：下承层准备→施工测量→备料→摊铺→拌和→整形→碾压→养生。其中，下承层准备、施工测量、碾压及养生的施工方法和要求与厂拌法施工相同。

路拌法施工时，备料在准备完毕的下承层上进行。首先根据铺筑层的宽度、厚度及预订达到的干密度计算各施工段所需土的数量。其次是根据灰土的配合比、原材料含水率及运输车辆的吨位计算各种原材料每车的堆放距离。这样分层堆放的原材料经摊平、拌和后得到的灰土更容易符合规定的配合比要求。