朱旭紅
(廊坊市交通運輸局)
石灰土具有就地取材、造價低廉、容易施工等優(yōu)點,并且具有較高的強度、較強的板體性等性能,因此在我國公路建設中被廣泛應用于路面的墊層、底基層及基層(非高等級公路)中。特別是在土基改善處理中,石灰土應用尤其廣泛。因此,有必要對石灰土的路用性能進行詳細的研究。
為詳細考察石灰土的路用性能,系統(tǒng)分析不同配合比、不同齡期時石灰土的路用性能變化規(guī)律及影響因素,試驗所用土為滄州市境內土場的粉性黏土,經(jīng)測試,其塑限20.8%,液限33.4%,塑性指數(shù)12.6。采用河北易縣鈣質石灰,試驗前把烘干后的消石灰進行過篩處理,去掉其中的雜質,經(jīng)過篩處理后其0.15mm 的篩余量為0,其細度和活性成分完全滿足《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ034-2000)規(guī)定的技術指標。選用的石灰土材料的配合比如表1 所示。具體試驗過程參照《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTG-E51-2009)進行。
表1 石灰土材料配合比
據(jù)規(guī)范要求,制作φ50 mm×50 mm 的圓柱形試件(壓實度按95%計算),每組試件成型六個,在標準條件下養(yǎng)護7 d、14 d、28 d,并在最后1 d 浸水養(yǎng)護,然后取出在標準強度試驗機上測其抗壓強度。對4 種不同灰劑量的石灰土試件分別進行了無側限抗壓強度試驗,不同石灰劑量的石灰土無側限抗壓強度試驗結果如表2 所示。
由表2 試驗結果可知,石灰土的無側限抗壓強度基本上在0.7~1.6 MPa 之間。在齡期7 d 時,其無側限抗壓強度在0.7~1.0 MPa 之間;在齡期14 d 時,其無側限抗壓強度強度在0.85~1.1 MPa 之間;在齡期28 d 時,其無側限抗壓強度基本上在1.0~1.6 MPa 之間。石灰劑量相同時,齡期越大,石灰土的無側限抗壓強度越大;同一齡期時,石灰劑量越大,石灰土的無側限抗壓強度越高。該強度基本上都是隨著齡期的增長而增長,隨著石灰劑量的增大而增大;且初期(7~14 d)強度增長相對較緩,后期(14~28 d)強度增長相對較快。養(yǎng)生齡期對強度有著重要影響。
據(jù)規(guī)范要求,制作φ100 mm×100 mm 的圓柱形試件(壓實度按95%計算),每組試件成型六個,在標準條件下養(yǎng)護7 d、14 d、28 d,并在最后1 d 浸水養(yǎng)護,然后取出在標準強度試驗機上測其間接抗拉強度(劈裂強度),試樣破壞時,劈裂面絕大多數(shù)都是沿直徑方向出現(xiàn)一條或多條裂縫。石灰土劈裂強度試驗結果如表3 所示。
表2 石灰土無側限抗壓強度試驗結果
表3 石灰土劈裂強度試驗結果
由表3 試驗數(shù)據(jù)可知,石灰土的劈裂強度基本上在0.05~0.12 MPa之間。在齡期7 d 時,其劈裂強度在0.05~0.07 MPa 之間;在齡期14 d 時,其劈裂強度在0.06~0.09 MPa 之間;在齡期28 d 時,其劈裂強度基本上在0.09~0.12 MPa之間。與其無側限抗壓強度增長規(guī)律基本相似,同一石灰劑量時,劈裂強度基本上都是隨齡期而增長。同一石灰劑量時,齡期越大,石灰土的劈裂強度越大;同一齡期時,石灰劑量越大,石灰土的劈裂強度越高。石灰土14 d齡期的劈裂強度與其7 d 齡期的劈裂強度增長率為20%左右。石灰土28 d 齡期的劈裂強度與其14 d 齡期的劈裂強度相比,其強度增長率為43.7%。說明石灰土前期強度增長較慢,后期強度增長快,養(yǎng)生齡期對劈裂強度有著重要影響。
制作φ100 mm×100 mm 的圓柱形試件(壓實度按95%計算),每組試件成型六個,在標準條件下養(yǎng)護7 d、14 d、28 d,在最后1 d 浸水養(yǎng)護,然后取出測其間室內抗壓回彈模量,石灰土抗壓回彈模量試驗結果見表4。
由表4 試驗結果可知,石灰土的抗壓回彈模量基本上在180~520 MPa 之間。在齡期7 d 時,其抗壓回彈模量值在180~300 MPa 之間;在齡期14 d 時,其抗壓回彈模量值在320~370 MPa 之間;在齡期28 d 時,其抗壓回彈模量值在420~520 MPa 之間。
表4 石灰土室內抗壓回彈模量試驗結果
續(xù)表4
不同石灰劑量的石灰土抗壓回彈模量均隨著齡期的增長而增強。石灰劑量較小(8%和10%)時石灰穩(wěn)定土的抗壓回彈模量早期的增長速率遠大于后期增長速率,石灰劑量較大(12%和14%)時石灰穩(wěn)定土的抗壓回彈模量隨齡期增長的速率基本不變。而且當石灰劑量較大時,不同灰劑量的石灰穩(wěn)定土在各個齡期的抗壓回彈模量值基本相等,即抗壓回彈模量幾乎不受石灰劑量的影響。在對石灰穩(wěn)定土基層的養(yǎng)生時要嚴格控制齡期,已期達到設計所需要的抗壓模量值。
(1)石灰劑量相同時,齡期越大,石灰土的無側限抗壓強度越大;同一齡期時,石灰劑量越大,石灰土的無側限抗壓強度越高。該強度初期(7~14 d)增長相對較緩,后期(14~28 d)強度增長相對較快。
(2)同一石灰劑量時,劈裂強度基本上都是隨齡期而增長。同一石灰劑量時,齡期越大,石灰土的劈裂強度越大;同一齡期時,石灰劑量越大,石灰土的劈裂強度越高。而且石灰土前期劈裂強度增長較慢,后期強度增長快。
(3)不同石灰劑量的石灰土抗壓回彈模量均隨著齡期的增長而增強。石灰劑量較小(8%和10%)時抗壓回彈模量早期的增長速率遠大于后期增長速率,石灰劑量較大(12%和14%)時抗壓回彈模量隨齡期增長的速率基本不變。而且當石灰劑量較大時,抗壓回彈模量幾乎不受石灰劑量的影響。
[1]鄧學鈞.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2008.
[2]中華人民共和國行業(yè)標準.公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程(JTG-E51-2009)[S].北京:人民交通出版社,2009.
[3]趙壽剛,常向前,楊小平.石灰土的工程特性試驗研究[J].工程勘察,2007,(2):10-13.