鄧淮斌
(亳州市公路管理局,安徽 亳州 236800)
石灰土做為公路基層是非常理想的材料。它不但具有板體性能好、后期強(qiáng)度高和一定的水穩(wěn)性等特點(diǎn),而且還具有就地取材、施工工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。1984~1999年期間,阜陽(yáng)市公路基層采用石灰土施工,所施工的石灰土基層都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。下面試從石灰土特點(diǎn)、質(zhì)量檢測(cè)、施工組織等幾個(gè)方面簡(jiǎn)析石灰土基層施工質(zhì)量控制方法。
一般濕潤(rùn)的土,特別是在最佳含水量狀態(tài),具有一定的粘性和膠體特點(diǎn)。土表面的負(fù)電荷吸附著一定的鈉、氫、鉀等低價(jià)陽(yáng)離子(即一價(jià)離子),而石灰是一種強(qiáng)電解質(zhì)(二價(jià)離子)。它能夠與土發(fā)生直接和聚結(jié)反應(yīng),吸收表面的空氣和水分,減薄土粒表面所圍攏的水膜厚度,使微小的土粒增大,增加分子引力,提高土的內(nèi)摩阻力。于是土的性質(zhì)發(fā)生變化,變成鈣土,再經(jīng)壓實(shí),顯示其強(qiáng)度。隨著時(shí)間的增長(zhǎng),石灰土基層強(qiáng)度越來(lái)越高。由此可見,石灰在石灰土中起關(guān)鍵作用,故確保石灰質(zhì)量和設(shè)計(jì)石灰劑量是搞好石灰土路面基層的關(guān)鍵。實(shí)踐證明,石灰土拌和愈均勻,壓實(shí)密度愈高,石灰土的特點(diǎn)就越明顯。因此,我們要充分認(rèn)識(shí)石灰土的作用和特點(diǎn),自覺地加強(qiáng)石灰土基層施工的科學(xué)管理,確保石灰土施工成功。
施工實(shí)踐和試驗(yàn)資料表明,剛出窯的生石灰塊質(zhì)量高、活性好。石灰應(yīng)送樣工地實(shí)驗(yàn)室分析試驗(yàn),確保石灰質(zhì)量合格(不低于III級(jí)灰要求)。用塑性指數(shù)10—17的土做石灰土基層,石灰劑量的最佳值是10%—12%;用塑性指數(shù)大于17小于10的高塑和低塑土做石灰土基層,則要適當(dāng)加大石灰2%—3%的劑量。前者是為了降低塑性指數(shù),使石灰土成型后不致產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致整體強(qiáng)度破壞;后者是為了增加石灰土的粘結(jié)力。當(dāng)石灰土劑量確定后,要做土和熟石灰的松方干容重實(shí)驗(yàn)和石灰土最大密度試驗(yàn)。各種石灰、土和拌和后的數(shù)據(jù),應(yīng)先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做好,以便施工時(shí)備用。97年我市臨同路施工,以幾處施工點(diǎn)做為實(shí)驗(yàn),測(cè)定土含水量3.9%,消石灰天然容494.8kg/m3,土的天然容重為1092kg/m3,實(shí)測(cè)消石灰含水量27.7%,石灰劑量選用12%,石灰與土的體積比為1:3.12,石灰質(zhì)量略差,比例就約大些。從后期強(qiáng)度考慮,在施工中,石灰劑量可約大1—2%,但不能過于加大石灰劑量,因?yàn)榇藭r(shí)石灰土粘土塑性指數(shù)已大大降低,成為一團(tuán)散沙,無(wú)法膠結(jié)形成整體,無(wú)形中增加工程造價(jià)。石灰劑量過大,易造成碾壓不密實(shí)、回彈量大、脫皮等現(xiàn)象,達(dá)不到壓實(shí)效果,造成返工和浪費(fèi)。
我市土壤基本是砂性土、粘土和重粘土,塑性指數(shù)一般在10—20之間,重粘土塑性指數(shù)高達(dá)24以上,結(jié)塊后極難粉碎。1986年阜臨路羅莊段施工,由于當(dāng)時(shí)雨水較多,備土風(fēng)干后很難破碎,我們抽7組試樣做試驗(yàn),塑性指數(shù)都在26.8以上。后來(lái)我們通過實(shí)驗(yàn)分析、研究找出了解決這類問題的辦法,需要石灰土加寬、補(bǔ)強(qiáng)的路段,盡量在施工前的冬季,按設(shè)計(jì)和預(yù)算土方 量將土備齊,以梯形堆放在一側(cè)或二側(cè),但要搞好路基排水,經(jīng)過一個(gè)冬季的雪雨浸潤(rùn)、凍脹,土塊解體,含水量減少,易于拌和。砂性土和粉性土不易結(jié)塊,利于破碎和拌和[4],可在不影響施工的前一段時(shí)間備齊。
隨著施工機(jī)械化程度的提高,施工的分段長(zhǎng)度也由以前的300米—500米,逐步增加到2000米左右(視機(jī)械的情況和施工的難易)。石灰土經(jīng)過幾遍拌和后,檢査含水量,如發(fā)現(xiàn)含水量較小,可根據(jù)情況予以灑水,但灑水要均勻、適量。灑水最好在下午進(jìn)行,因?yàn)榻?jīng)過一夜的滲透、浸潤(rùn),灰土內(nèi)不僅含水量好,干濕均勻,且利于粉碎和拌和。
我們通過對(duì)臨新路、臨同路幾處施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn),石灰土的松方厚度分 別為32CM、28.6CM、30.2CM,經(jīng)壓實(shí)后測(cè)得壓實(shí)厚度[5]分別為24CM、22.7CM、25.2CM,計(jì)算松方系數(shù)分別為1.33、1.26、1.2。我們根據(jù)不同情況確定松方系數(shù)取值飽圍分別為:粘土類1.25~1.45左右,砂土類1.15~1.35左右?;彝涟韬驮骄鶆?,顆粒越小,松方系數(shù)越小。
按照石灰土基層施工的要求,石灰土基層的每層壓實(shí)厚度不超過20CM,并不小于8CM;壓實(shí)厚度大于20CM時(shí),應(yīng)分層鋪筑碾壓[6]。
灰土基層碾壓應(yīng)在最佳含水量時(shí)進(jìn)行,直線段由兩側(cè)向中心碾壓,曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí),壓路機(jī)應(yīng)緩起慢行,穩(wěn)停,走向要直,速度要均勻,輪跡要重疊1/3,要先輕后重。碾壓過程中,石灰土基層表面應(yīng)始終保持濕潤(rùn),如表面水分蒸發(fā)較快,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灑少量的水,碾壓一直進(jìn)行到要求的壓實(shí)度為止。碾壓過程中,如遇含水量過大,有濕軟彈簧現(xiàn)象的局部地段,應(yīng)挖補(bǔ)或晾曬至水份適當(dāng)時(shí),再進(jìn)行碾壓密實(shí)。
鋪筑好的石灰土基層,應(yīng)灑水保持一定的濕度,養(yǎng)生5—7天,促其強(qiáng)度增長(zhǎng)。
從多年來(lái)積累的施工經(jīng)驗(yàn)看,我市四月中旬至十月中旬為石灰土施工的最好季節(jié)。此時(shí)天氣氣溫正常,水份蒸發(fā)較快,有利于灰土的一系列物理、化學(xué)變化,成型較快。1997年我們?cè)谂R界路泉河橋北于寨大街1.6KM的施工中,由于開工較晚,氣溫較低,冬季日照時(shí)間短,灰土成型較慢,表處油層與灰土層不能充分結(jié)合,毛細(xì)水上升,經(jīng)過冬季雪雨的侵襲和凍脹,灰土基層失去了一定的整體性和穩(wěn)定性。經(jīng)過行車碾壓,表處層出現(xiàn)車轍、松散、坑槽等現(xiàn)象。第二年經(jīng)過局部返工修復(fù),才使得該段道路通車,造成了較大的浪費(fèi)。因此,石灰土基層的施工,要求抓住有利時(shí)間及早開工,確?;彝粱鶎淤|(zhì)量。
石灰土成型時(shí)常會(huì)產(chǎn)生局部彈簧、松散并有大面積起皮及擁包現(xiàn)象。為防止以上這些病害出現(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)施工過程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:
(1)攤鋪時(shí)“寧高勿低”,測(cè)量人員要全程跟蹤檢測(cè),嚴(yán)格控制施工標(biāo)高,杜絕灰土施工精平后在5cm以下出現(xiàn)補(bǔ)料現(xiàn)象。
(2)控制好壓路機(jī)碾壓次數(shù),防止碾壓次數(shù)過多1時(shí)間過長(zhǎng),以造成灰土上下含水量不同而形成兩層皮現(xiàn)象。
(3)人工配合機(jī)械作業(yè),土塊要充分粉碎,其最大粒徑不應(yīng)超過15mm。
(4)混合料含水量易控制在最佳含水量的±1%范圍之內(nèi)。含水量較小時(shí)應(yīng)及時(shí)灑水補(bǔ)充,然后拌合均勻;含水量過大則晾曬。只有在接近施工最佳值碾壓時(shí),才不會(huì)出現(xiàn)起皮現(xiàn)象,而且還可以杜絕“干彈”或“濕彈”現(xiàn)象。
總之,在石灰土基層施工工程中我們要充分利用石灰土的特點(diǎn),加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè),做好石灰土基層施工的科學(xué)組織管理,確保石灰土基層施工成功。
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