合安高速公路石灰土底基层路拌法施工技术[1]

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1、合安高速公路石灰土底基层路拌法施工技术中铁二十局集团第五工程有限公司李新亮魏亚妮摘要：本文结合合安高速公路石灰土底基层施工介绍石灰土强度形成机理及石灰土底基层施工中各个环节的施工工艺及施工质量控制。关键词：高等级公路　石灰土底基层　施工一、概述合肥至安庆高速公路是上海至成都高速公路在安徽省的一段，为汽车专用高等级公路，主要技术标准为：设计行车速度为120Km/h，路面宽28m，荷载标准为汽－超20，挂-120，抗震强度等级7级。我公司担负10公里路基施工任务，路面底基层厚20cm，一般路段底基层宽29.6

2、m，厚0.2m。二、石灰土强度形成机理在土中掺入适当的石灰，并在最佳含水量下压实后，既发生了一系列的物理力学作用，也发生了一系列化学与物理化学作用，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，从而提高其板结性、强度和稳定性。有关研究表明，石灰加入土中后，主要发生以下四个作用：（一）离子交换作用：当熟石灰溶于水后，且于粘土接触后，发生下列化学反应：Ca(OH)2Ca2++2(OH)-±±X++Ca2+Ca2++X

3、+式中X+一价金属阳离子，如Na+、k+、H+等由上式可知，石灰浆中Ca(OH)2中的游离的Ca2+与土的吸附成分中的低价阴离子（如Na+、k+），进行交换作用后，结合水膜减薄，结果导致土的分散性、湿坍性、粘附性和膨胀性降低，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，并使粘土在施工过程中易于操作。离子交换作用是引起土发生初期变化的主要原因。（二）火山灰作用火山灰作用是指石灰与土中活性的SiO2和Al2O3起化学反应，生成含水的硅酸钙和铝酸钙的过程，它们在水分作用下能够结硬，其反应式为：

4、9xCa(OH)2+SiO2+(n-1)H2OxCaO.SiO2.nH2OxCa(OH)2+Al2O3+(n-1)H2OxCaO.Al2O3.nH2OCa(OH)2。nH2O所形成立体结晶网格和结晶硅酸钙xCaO.SiO2.nH2O、结晶铝酸钙xCaO.Al2O3.nH2O这些胶凝物质具有水硬性质，能够在固体与水二相环境发生硬化，并且这些胶凝物质在土的团粒外围形成一层稳定的保护膜，具有很强的粘结力，把土团粒胶结起来。同时，保护膜还能起隔离作用，阻止水进入。火山灰反应是形成早期强度的主要原因。（三）碳酸化作

5、用Ca(OH)2吸收空气中CO2，生成CaCO3，CaCO3是坚硬的结晶体，具有较高的强度和水稳性，它对土的胶结作用使土得到了加固，由于CO2可能从混合料渗入，也可能由土本身产生。当石灰土的表层碳酸化后则形成一层硬壳，从而阻碍CO2的进一步渗入，因而Ca(OH)2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。（四）结晶作用消石灰Ca(OH)2掺入土中，由于水分较少，只有少部分离解，还有少部分参与了化学作用，绝大部分饱和的Ca(OH)2在灰土中自行结晶，其化学反应如下：Ca(OH)2+

6、nH2OCa(OH)2nH2O由于结晶作用，Ca(OH)2由胶体逐渐成晶体，这种晶体相互结合，且与土粒结合起来形成共晶体，把土粒胶结成整体，晶体的Ca(OH)2与不定形（非晶体）的Ca(OH)2相比，溶解度几乎小一半，因而可以使石灰土的水稳性得到提高。三、材质要求（一）石灰石灰应选用符合表1所列的Ⅲ级以上的消石灰或生石灰，施工中进场的石灰首先进行有效成份的检测，看是否满足技术指标，不合格品坚决清除出场。为减少因存放引起的钙、镁含量的损失，施工中按计划购买石灰且尽量缩短石灰的存放时间。9表1石灰的技术指标指

7、标项目类别钙质生石灰镁质生石灰钙质消石灰镁质消石灰等级ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ有效钙加氧化镁含量（%）不小于858070807565656055605550未消化残渣含量5mm圆孔筛的筛余（%）不大于71117101420含水量（%）不大于444444细度0.71mm方孔筛的筛余（%）不大于0110110.125mm方孔筛的累计筛余（%）不大于13201320钙镁石灰的分类界限，氧化镁含量（%）≤5>5≤4>4（二）粘土地基层施工中要求粘土的塑性指数为15～20，土中不含污染物、有机质和其它有害杂质，土粒

8、应成松散状，大于15mm的土块不得超过用土体积的5%。（三）水水应清洁，不含有害物质，饮用水可直接使用。可疑水源的水，用前应进行试验鉴定。四、石灰土底基层路拌法施工（一）施工方法粘土和石灰采用挖掘机或装载机装车，自卸汽车运输，推土机摊铺粘土，人工摊铺石灰，专用稳定土拌合机拌合后，推土机初平，平地机精平，专用重型压路机压实，撒水车撒水养护。每个断面施工机械配备见表2。9表2施工机械配备表序号名称型号规格数量备注1挖掘机EX300