浅谈二灰土作为底基层的作用及施工方案

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  近年来,石灰、粉煤灰用作添加于粘土中的稳定性材料越来越常见,特别在道路工程中的路基施工中,这主要是路基填料用量大,石灰和粉煤灰的材料来源比较广泛,而且价格低廉,施工简单,力学性能和水稳性好,成为土质改良的重要方法。
  1、二灰土基层的构成
  将一定数量的石灰与粉煤灰相配合,加入适量的水,经拌合、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,称为二灰土
  2、二灰土基层的特性
  2.1水硬性
  石灰与粉煤灰里所含的该、硅、铝及少量的镁等物质经配合、拌合、加水、压实成型后都有明显的水硬性。因此,水是强度形成的重要条件,碾压和养生时应保持足够的水分。
  2.2缓凝性
  二灰土基层28d的强度约为一年龄期的17%~25%,而在2~3年内继续增长。缓凝性给施工带来有利条件,各施工工序间的衔接没有水泥混凝土那样严格;但是,缓凝性给早期交通开放带来不利。
  2.3整体性
  二灰土成型后,经过一段时间的养护,其强度逐渐增高,最后形成一个有机的整体,形成整体的原因有两种,首先是由于石灰、粉煤灰含有许多化学活性物其中氧化钙、二氧化硅物质所形成的离子与粘土颗粒的离子发生化学、物理反应,从而形成大团粒结晶体,具有很高的强度;其次是由于机械的物理力学作用,二灰土摊平后,经过重型压实机具将其密实,使二灰土形成紧密的结合体;第一种情况是二灰土形成强度、板结的主要原理;第二种情况则是二灰土中强度形成的必要条件。因此,二灰土经过密实后具有良好的整体性。
  2.4抗裂性好、抗磨性差
  与水泥混凝土相比,二灰土在一定龄期后,具有较低的抗弯拉强度和刚度,但是它的极限弯拉应变则较大。二灰土抗磨性较差,因此,一般只适用于做基层或底基层。
  2.5二灰土的便于施工性
  由于二灰土强度上来慢、是因为其物理化学反应也较之缓慢,因此从拌合到摊铺、碾压均有较长的操作时间,便于掌握不像水泥稳定材料从拌合到碾压只能在初凝时间内完成,一般控制在4~5小时之内。而二灰土从拌合到碾压成型,可以延长1~2天,对其强度没有太大的影响,所以,施工时受雨水、机械设备、人为因素的影响相对要小得多,施工二灰土相对比较容易和方便。
  石灰工业废渣稳定土,特别是二灰稳定土,具有良好的力学性能、板体性、水温性和一定的抗冻性,其抗冻性较石灰土高的多。二灰土的初期强度低,但随着龄期的增长强度的增长幅度大。二灰土中粉煤灰用量越多,初期强度越低,3个月龄期的强度增长幅度也越大。在二灰土中加入粒料或少量水泥可提高其早期强度,但由于干缩、冷缩易产生裂缝,二灰土的收缩性小于水泥稳定土和石灰稳定土。二灰土的抗冲刷能力明显小于二灰碎石,一旦表面水由沥青面层的裂缝或由水泥混凝土面板的接缝处渗入,容易产生冲刷现象。
  3、二灰土底基层的施工
  二灰土的施工方法主要有路拌法和中心站集中拌和法(厂拌)两种。路拌法多用于三级以下公路基层的施工,厂拌法多用于二级及二级以上公路的底基层施工。在此,仅讨论二灰土的路拌法施工。
  3.1路拌法施工
  主要包括:准备下承层、施工准备、运输和摊铺土(运输和摊铺粒料),运输和摊铺粉煤灰、运输和摊铺石灰(摊铺二灰混合料)、拌和及洒水、整形、碾压、接缝和调头处处理、养生。
  3.1.1准备下承层
  当二灰土做基层时,要准备底基层;当二灰土做底基层时,要准备土基。对下承层总的要求是:平整、坚实、具有规定的路拱,没有任何松散的材料和软弱地点。因此,对底基层或土基,必须按规范进行验收。凡验收不合格的路段,必须采取措施,使其达标后,方能在其上铺筑二灰土层。
  3.1.2施工放样
  在设计宽度外0.3~0.5m设置边桩,桩距弯道10~15m,直线段15~20m。水准仪测出标高,在边桩上标出虚厚标志。
  3.1.3上料摊铺
  上料时指派专人在现场指挥,根据现场使用车型,参照计算配料表,按进料顺序并考虑均匀布置的原则,分别指挥车辆分块卸料,并及时地用平地机或推土机摊平,不足部分补齐,多余摊走。二灰土上料顺序为土、粉煤灰、消石灰、水泥(外掺)。第一种材料摊铺均匀后,宜先用两轮压路机碾压1~2遍,然后再运送并摊铺第二层材料。在第二种材料层上,也应先用两轮压路机碾压1~2遍,然后再运送并摊铺第三种材料。
  3.1.4拌和
  路拌法的拌和是在三层料都摊铺好后进行。工地上使用的是两种机械,一种是稳定土拌和机;另一种是拖拉机带铧犁加缺口圆耙。拌和原则是先干拌后湿拌。使用拌和机拌和时,先干拌1~2遍,后湿拌2~3遍;使用拖拉机时,先干拌2~3遍,后湿拌5~6遍,考虑风干、蒸发等因素,在控制最佳含水量的情况下酌情加水,为碾压提供合适的含水量。拌和完成的标志是:混合料色泽一致,没有条纹、灰团、花白且水分合适均匀。拌和时应注意杜绝夹层及接头处漏拌,对接头处要重新翻拌,必要時辅以人工处理。
  3.1.5整形
  拌和结束后应及时整形,整形按三步进行。第一,初评时应及时恢复丢失的施工标高控制标志,用平地机大志整平后,利用履带拖拉机或推土机排压1~2遍;第二,复平时按机械试铺的压实系数,利用边桩标定的控制标高拉线检查控制横坡、标高,应从高处刮向低处,避免薄层贴补;第三,终平按压实系数考虑压路机的碾压,再拉线检查控制最后一次整平,在整平过程中,平地机通过每个断面时,都按事先拉线来调整刀片的高低,以保证要求的平整度和路面横坡。
  3.1.6碾压
  终平结束后,抽检该层的中平标高是否符合要求。混合料含水量符合当时施工最佳含水量时,及时进行碾压。碾压分三步进行:第一,初压,选用轻型压路机(8~10t)或轮胎压路机进行稳压,慢速碾压1~2遍;第二,复压,用重型压路机(12~15t)碾压,以1~2档的速度压2~3遍,第三,终压用重型压路机快压一遍,必要时,用轮胎压路机再压一遍。最后压至表面无明显轮迹,经检查达到规定压实度。
  3.1.7接缝和调头处的处理
  两工作段的搭接部分,应采用对接形式。前一段拌和后,留5~8m不碾压。后一段施工时,将前段留下来的未碾压部分,一起再拌和碾压。拌和机械及其他机械不宜在已压成的二灰稳定土上调头。如需在上面进行调头,应采取措施(如覆盖10cm厚的砂或砂砾),保护调头部分,使稳定土表层不受破坏。
  3.1.9养生
  二灰土碾压完成后的第二天或第三天开始养生。通常采用洒水养生法。养生期一般为7d。在养生期内,除洒水车外应封闭交通。养生结束,应立即铺筑面层或做下封层。
  对于道路基层底基层的施工,要严格控制铺筑材料的质量,配合比,施工机械的铺筑方法等多种因素,现将心得总结如下:严格控制材料的质量、优化生产配合比、合理选配性能良好的施工设备、采用最佳的组合方式、正确选择施工方法和施工工艺是保证质量的重要环节;低于标高部分,严禁采用薄层贴补的方法,只能由混合料补足标高;施工中应严格控制混合料的含水量;养生是二灰土底基层强度形成的关键。
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