摘要:二灰土底基層是路面的重要結(jié)構(gòu)物之一,它已被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于路橋施工中,本文論述了合理的施工工藝,分析了二灰土施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,并闡明了通過(guò)優(yōu)化二灰土的配合比設(shè)計(jì)和施工工藝來(lái)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高速公路;二灰土;施工工藝
所謂二灰土顧名思義是由石灰、粉煤灰、土三種無(wú)機(jī)物有機(jī)組合,通過(guò)專(zhuān)門(mén)的設(shè)備,拌和、攤鋪到碾壓成型形成一種路用承重層材料。這種材質(zhì)適用于土質(zhì)為高塑性粘土,很難粉碎,塑性指數(shù)高的超出規(guī)范要求的特殊地質(zhì),一般說(shuō)來(lái)需對(duì)高塑性粘土進(jìn)行摻灰砂化處理,摸索出合理的粉碎方法,并通過(guò)優(yōu)化二灰土的配合比設(shè)計(jì)和施工工藝來(lái)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。
一、二灰土的特性
1、二灰土具有較高強(qiáng)度
二灰土成型后,雖然早期強(qiáng)度偏低,在氣溫較高的季節(jié),如夏天7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度能達(dá)到0.6-0.8Mpa,在春天及秋天7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度能達(dá)到0.5Mpa左右,但二灰土后期強(qiáng)度高,一個(gè)月在夏季能達(dá)到1.7-2.0Mpa,二個(gè)月能達(dá)到3Mpa,以后強(qiáng)度還不斷慢慢增長(zhǎng),因此,二灰土具有較高強(qiáng)度的一種路面結(jié)構(gòu)層。
2、二灰土整體性好
二灰土成型后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù),其強(qiáng)度逐漸增高,最后形成一個(gè)有機(jī)的整體,形成整體的原因有兩種,首先是由于石灰、粉煤灰含有許多化學(xué)活性物其中氧化鈣、二氧化硅物質(zhì)所形成的離子與粘土顆粒的離子發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng),從而形成大團(tuán)粒結(jié)晶體,具有很高的強(qiáng)度;其次是由于機(jī)械的物理力學(xué)作用,二灰土攤平后,經(jīng)過(guò)重型壓實(shí)機(jī)具將其密實(shí),使二灰土形成緊密的結(jié)合體;第一種情況是二灰土形成強(qiáng)度、板結(jié)的主要原理;第二種情況則是二灰土中強(qiáng)度形成的必要條件。因此,二灰土經(jīng)過(guò)密實(shí)后具有良好的整體性。
3、二灰土具有良好的水穩(wěn)性和抗低溫能力
由于二灰土內(nèi)部的物理化學(xué)反應(yīng),從而形成致密的整體,雨水不容易滲透,同時(shí)因?yàn)槎彝恋幕瘜W(xué)反應(yīng)有放熱現(xiàn)象,致使在低溫季度施工二灰土的強(qiáng)度仍不斷增高,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)7天強(qiáng)度能在0.4Mpa以上能充分說(shuō)明二灰土抗低溫能力。
4、二灰土施工方便
由于二灰土強(qiáng)度上來(lái)慢、是因?yàn)槠湮锢砘瘜W(xué)反應(yīng)也較之緩慢,因此從拌合到攤鋪、碾壓均有較長(zhǎng)的操作時(shí)間,便于掌握不象水泥穩(wěn)定材料從拌合到碾壓只能在初凝時(shí)閬內(nèi)完成,一般控制在4~5小時(shí)之內(nèi)。而二灰土從拌合到碾壓成型,可以延長(zhǎng)1~2天,對(duì)其強(qiáng)度沒(méi)有太大的影響,所以,施工時(shí)受雨水、機(jī)械設(shè)備、人為因素的影響相對(duì)要小得多,施工二灰土相對(duì)比較容易和方便。
5、二灰土造價(jià)相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)
要達(dá)到同樣強(qiáng)度指標(biāo)的二灰土與水泥穩(wěn)定土造價(jià)比較,以15cm厚度為例,其二灰土材料成本較水泥穩(wěn)定土成本低0.4~0.8元/m2(衡水106線和天津疏港公路報(bào)價(jià)綜合中價(jià))。同時(shí),有效地利用了工業(yè)廢料,減少了環(huán)境污染,對(duì)環(huán)保起著助進(jìn)作用。
二、灰土容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題
在施工過(guò)程中二灰土容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,集中表現(xiàn)在不好成型,主要有三個(gè)方面,表層起皮,彈簧和裂縫。
1、表層起皮現(xiàn)象
二灰土表層起皮既影響美觀又影響路面質(zhì)量,由于這些起皮很容易形成夾層,起皮現(xiàn)象歸納起來(lái)有兩種情況:第一是由于表層過(guò)濕,碾壓時(shí)掌握不好二灰土被壓路機(jī)輪子粘起,而出現(xiàn)的麻麻點(diǎn)點(diǎn),并越積越多,第二是由于表層含水量過(guò)小,碾壓時(shí)發(fā)生推移而起皮,對(duì)于第一種情況而言,碾壓時(shí)要掌握好時(shí)間,待表層接近最佳含水量時(shí)進(jìn)行碾壓,第二種情況的出現(xiàn)則比較麻煩,若是整層灰土含水量均小于最佳含水量則應(yīng)重新灑水補(bǔ)充水份后再拌合。若是因表面2~3cm厚二灰土含水量不夠,則先灑水補(bǔ)充水份待表面二灰土接近最佳含水量不發(fā)生粘輪而進(jìn)行碾壓。
2、二灰土彈簧現(xiàn)象
二灰土彈簧現(xiàn)象有兩種情況,一是由于二灰土過(guò)干出現(xiàn)干彈簧,二是由于二灰土過(guò)濕而出現(xiàn)濕彈簧,二灰土最佳含水量比較大,一般在19%左右,隨著粉煤灰比例增加,最佳含水量也增大,因此,在二灰土拌合之后要控制好含水量,盡量減少?gòu)椈涩F(xiàn)象的出現(xiàn),從而加快施工進(jìn)度。
3、二灰土的裂縫現(xiàn)象
二灰土由于配比、施工、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)很容易產(chǎn)生裂縫,裂縫的產(chǎn)生與下列因素有直接關(guān)系。
1)土質(zhì)問(wèn)題的影響
土質(zhì)塑指越高則二灰土出現(xiàn)的裂縫機(jī)率越多,這是因?yàn)樗苤父叩耐劣休^強(qiáng)的伸縮性。遇水發(fā)脹,烘干則收縮,因此在選擇二灰土的土質(zhì)時(shí),應(yīng)選擇塑指在20以下的土質(zhì),但不能低于10,如果塑指太低則影響二灰土強(qiáng)度。
2)配合比的影響
二灰土三種材料若土的比例越大,則二灰土出現(xiàn)裂縫的機(jī)率越高,這是因?yàn)橥翆?duì)水的敏感程度要比石灰、粉煤灰大,因此,在二灰土配比時(shí)要盡量控制土的比例。
3)含水量的影響
由于二灰土中有大部分粉煤灰、石灰成份對(duì)水的敏感性相對(duì)較弱,而施工時(shí)其含水量略比最佳含水量偏大2~3%,容易成型,且不起皮,并容易壓實(shí),但由于含水量增大,加上成型以后,水份的蒸發(fā)速度快,因此,二灰土中的土產(chǎn)生激烈的收縮從而導(dǎo)致二灰土開(kāi)裂,含水量越大開(kāi)裂的程度就越寬越深。
三,施工中的質(zhì)量檢測(cè)
二灰土的外形尺寸在施工時(shí)一般都能夠達(dá)到要求,下面僅對(duì)二灰土的內(nèi)在質(zhì)量檢測(cè)作一些分析。
1、含水量
在實(shí)際施工過(guò)程中(碾壓時(shí)、成型強(qiáng)度試件時(shí))含水量是用酒精燒干法檢測(cè)的。對(duì)高塑性粘土做二灰土,這兩種含水量的檢測(cè)方法,測(cè)試結(jié)果相差較大,由于粘性土酒精不易燒透,烘千法比酒精燒干法測(cè)出的含水量大2~3個(gè)百分點(diǎn)。這樣計(jì)算出的壓實(shí)度也相差約2個(gè)百分點(diǎn),強(qiáng)度結(jié)果也不能代表二灰土的真實(shí)強(qiáng)度。因此,必須通過(guò)試驗(yàn)找出這兩者的關(guān)系,使二灰土在配合比試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)的含水量相統(tǒng)一。
2、灰劑量
石灰是二灰土強(qiáng)度的重要保證,實(shí)際施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制灰劑量。
3、壓實(shí)度、強(qiáng)度
用灌砂法檢測(cè)全層厚的壓實(shí)度,按規(guī)范要求的頻率進(jìn)行檢測(cè),對(duì)短施工段落進(jìn)行評(píng)定,最少不能少于6個(gè)點(diǎn)。壓實(shí)度不合格的主要原因有:①施工配合比不準(zhǔn)確。這主要和粉煤灰的用量有關(guān),粉煤灰的用量多則二灰土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少則二灰土的最大干密度偏大。②含水量不均勻。二灰土的表面含水量偏小,造成二灰土表面松散。③二灰土的厚度太大,二灰土的下部碾壓不密實(shí)。
其實(shí)在實(shí)際施工中,二灰土施工并沒(méi)有多大的技術(shù)難題,但如果掌握不好就可能帶來(lái)上述質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn),因此,我們應(yīng)不斷的摸索和掌握一定的施工技巧,使之形成一套完整的施工工法,少走彎路,把科學(xué)技術(shù)變成生產(chǎn)力,更好的為施工人員服務(wù)。