济徐高速公路二灰土特性及质量控制要点

《江苏交通科技》２０１　ｌ车第１期　济徐高速公路二灰土特性及质量控制要点　王　刚　杨　刚　刘建峰　（徐州市高速公路建设指挥部　徐州２２１００２）　施建坤　（南京头牌市政建设有限公司　南京２１００４８）　摘要通过济徐高速公路路面底基层二灰土施工实践，总结出二灰土底基层特性和质量　二灰土特性质量控制　控制要点。　关键词１　工程概况　反应较慢，混合料翻拌均匀后可在２４　ｈ内碾压，对　强度影响不大。天气、人员、机械影响因素大大降　低，为项目部人员机械调配提供充足的时间。二灰　土施工机械与路基石灰土施工机械基本一致，这样　济徐高速ＪＸ—ＰＸ４标位于徐州沛县境内，起止　桩号Ｋ５９＋３００一Ｋ６７＋３８０，全长８．０８　ｋｍ。本标段　工程主要为路基土方工程，路基设计宽２８　Ｉｎ，路面　横坡２％，设计为双向４车道；桥梁７座，下部结构　为柱式墩台，钻孔灌注桩基础，上部结构为先张法预　大大提高机械使用率。　２．４板体性好　制板梁，通道１３座，涵洞１ｌ道。合同工期为２０个　月，工程总造价为８　９００万元。路面底基层采用石灰　粉煤灰稳定土。　２二灰土特性　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，这是形成二灰土强度的主要原因。另　外二灰土摊平后，经过重型压实机具将其密实，使二　灰土形成紧密的结合体，这也是形成强度的前提　条件。　２．５低温抗冻性较差　通过多年来在高速公路路面底基层施工实践，　总结出二灰土特性如下。　２．１　强度高　二灰土成型后，虽然早期强度偏低，７　ｄ无侧限　抗压强度为０．６　ＭＰａ，但后期强度较高，２８　ｄ强度可　达２　ＭＰａ，随着时间推移，强度还在不断地增加，所　以它可以广泛地运用于高速公路路面底基层。　２．２　经济性　二灰土最低施工温度应在５℃以上，并在第１　次重冰到来之前１个月内完成。二灰土过冬必须采　取覆盖保温措施。　３质量控制要点　二灰土是由石灰、粉煤灰和土按一定比例混合　的一种无机混合料，取材方便。由于济徐高速公路　经过徐州市境内的沛县和铜山县，沿途分布着较多　发电场，粉煤供应量充足，且价格便宜。所以说二灰　土底基层造价相对于其它路面底基层要相对便宜　得多。　２．３施工方便性　提高二灰土的施工质量，关键是提高质量指标，　如强度、压实度、外观质量等的合格率。因此，在施　工之前，要充分考虑影响各项指标的不利因素，通过　加强施工过程细节的控制，来提高各项指标的合　格率。　３．１　强度　影响强度的几点因素如下：　二灰土混合料各组成部分相互之间物理及化学　（收稿日期、编号：２０１０—０５—１７／５０６６）　（１）配比不准确，施工时没有严格按照设计配合　・１３・　《江苏交通科技》２０１１年第１期　比进行配料，影响强度的石灰、粉煤灰剂量偏小。　到位。　（２）拌合不均匀，造成强度不均匀。　（３）碾压成型时间过长。　（４）养生不到位。　在施工过程中须采取有效措施保证实体强度。　（１）配料准确：在施工过程中，严格按照设计配　保证压实度的施工措施如下：（１）配比准确：和　控制强度指标一样，混合料必须配比准确。如果施　工中石灰、粉煤灰配比超标了，混合料密度偏小，无　论碾压多少遍也满足不了压实度要求；而土配比超　标了，混合料密度偏大，很容易超密，这２种情况都　需要避免。　合比进行配料，土、石灰、粉煤灰比例必须准确。运　输车辆固定，每车装料相对稳定。严格按照划分好　的灰线格进行布料。灰线格的大小通过计算得到，　（２）控制合适的碾压时的含水量¨Ｉ２　：根据含　水量和干密度的关系曲线图可以看出最佳含水量时　每车料倾倒１个灰线格。　在混合料拌合完成后，取混合料进行标准击实　得出最大干密度，与设计最大干密度比较是否吻合，　从试验方面验证各种料配比的准确性¨　。　（２）粉碎充分、拌合均匀：对土颗粒充分进行粉　碎，现场过筛检验，达不到则重新粉碎。路拌机对混　合料充分拌合２次，同时配备人工随后进行挖检，检　查混合料拌合的均匀性以及拌合的深度。　（３）控制碾压成型时间：首先，每次施工段落长　度合适，控制在１００　ｍ以内（试验段时确定）。其次，　采取合适的机械组合和碾压方案，保证时间要求，经　摊铺及整型的混合料应立即全宽范围内压实，禁止　隔夜碾压。　ＰＸ４标项目部的碾压方案是：１６Ｔ轻型振动压　路机进行稳压１遍，２台重型振动压路机（徐工２２０　—２０Ｔ）振压４遍，胶轮收光碾压１遍。从水泥掺加　开始拌合、整平到稳压结束需要时间５０　ｍｉｎ，振动碾　压４遍需要时间１９２　ｍｉｎ。压路机轮宽２．２　ｍ，碾压　时重叠１／２轮迹，则半幅需要碾压ｌ３轮，一档强振　动碾压，由外侧向当中碾压，速度为３０～４０　ｍ／ｍｉｎ，　１轮１个来回需要时间６　ｒａｉｎ，振动碾压完成１遍需　要时间为１３×６＝７８　ｍｉｎ，２台压路机错开３轮，时　间间隔为１８　ｒａｉｎ，则碾压２遍完成时间为９６　ａｒｉｎ，碾　压４遍时间为１９２　ｍｉｎ。收光碾压２０　ｍｉｎ完成。则　总时间为５Ｏ＋１９２＋２０＝２６２　ｍｉｎ，在４．５　ｈ以内　完成。　（４）养生到位：养生也是影响强度的重要因素，　养生不到位，造成表层失水，容易在底基层的表层　２—３　ｅｍ形成一层松散层。因此，碾压完成后，及时　洒水覆盖薄膜，薄膜与底基层紧密结合，在薄膜搭接　处重物覆盖，防止风把薄膜吹翻。养生期内禁止　通车。　３．２压实度　影响压实度的因素有如下几方面：（１）配比不　准确；（２）碾压时含水量控制不合适；（３）碾压不　．１４．　碾压可以得到最大干密度，小于或大于最佳含水量　干密度均减小，所以碾压时尽量在最佳含水量情况　下进行碾压。该项目部碾压时控制含水量应高出最　佳含水量１％一２％，主要是考虑目前天气炎热，含　水量损失尤其是表层含水量损失比较大，因此在略　高于最佳含水量情况下进行碾压。　（３）加强管理，碾压到位：碾压时严格按照试验　段确定的碾压方案进行碾压，尤其是振动碾压４遍　时是关键工序。碾压必须重叠１／２轮，一档强振动　碾压，碾压时由外侧向当中碾压，速度控制在３０—　４０　ｍ／ｍｉｎ以内。碾压时避免漏压、死角现象，专人　负责指挥碾压。　３．３　外观质量　存在的外观缺陷主要有：（１）裂缝；（２）放炮；　（３）表面不平整；（４）起皮；（５）弹簧；（６）表层松散。　缺陷形成原因及防治　如下：　３．３．ｉ　裂缝　裂缝的产生主要有３类：（１）由于碾压成型时　混合料含水量偏大，成型后产生干缩裂缝；（２）由于　养护不及时到位产生裂缝；（３）石灰剂量偏高或使　用了消解不充分的石灰。对于第１类裂缝，通过控　制含水量减少裂缝的产生，目前的天气条件，将碾压　时含水量控制高于最佳含水量１％一２％。对于第２　类裂缝，需要加强养护，及时足量地洒水，薄膜覆盖　密实，防止水分挥发。对于第３类裂缝，需要提高石　灰质量，减少石灰用量，使用完全消解的石灰。　３．３．２放炮　放炮主要是由于石灰没有消解透，生石灰与混　合料中的水分反应放炮，从而使底基层表面鼓起。　解决措施就是提前７　ｄ将石灰进行充分消解，进行　过１０　ｍｍ筛处理，不过筛的石灰禁止上路。　３．３．３表面不平整　底基层表面坑坑洼洼、推移、起皮、贴层，这是由于　含水量控制引起的：含水量偏大，碾压时粘轮，碾压后　表面容易形成坑坑洼洼，影响平整度；而含水量偏小，　碾压时会产生推移起皮，容易形成贴层，因此，需要控　制合适的含水量。加强胶轮收光碾压，消除轮迹。　３．３．４　起皮　灰土表面“起皮”主要有下面几个原因：（１）土　的塑性指数偏低，不易碾压成型；（２）整平时有“薄　层贴补”现象；（３）碾压时混合料的含水量不均匀；　（４）碾压时压路机的行走方向、行走速度控制不好；　（５）开放交通较早。　针对上述原因，采取下列措施：（１）加强土的塑　性指数测试；（２）整形时，无论是挂线还是埋砖，一　次定位；（３）控制混合料含水量略大于最佳含水量　ｌ％～２％；（４）调换技术熟练的驾驶员操作；（５）７　ｄ　内禁止任何车辆通行，养生时间可以适当放长。　３．３．５　弹簧　二灰土产生“弹簧”现象，主要有２方面原因：　（１）下承层不合要求，强度不足；（２）灰土混合料含水　量过大。对于“弹簧”现象一经出现，立即处理。有　些路基验收后有较长时间的暴露，遭受雨水侵蚀破坏　造成下承层质量不合格，要求在灰土施工前，先处理　此段路基。对于因灰土混合料中含水量不均匀而出　现的“弹簧”现象，应立即挖除、换填、重新压实。　３．３．６表层松散　二灰土产生表层松散现象，主要有３个方面原　因：（１）冬季表层未采取覆盖保温措施；（２）碾压时　表层失水较多；（３）养生不到位，开放交通较早。二　灰土低温抗冻较差，冬季可采取覆盖土保温措施；针　对碾压时表层失水较多可采取碾压时含水量控制高　于最佳含水量１％～２％，如遇大风高温天气，表层　含水量损失过快，可适当洒水补充；二灰土碾压成型　后立即撒水覆盖，７　ｄ内保持湿润，禁止任何施工机　械在实体上作业。　３．４含水量　含水量对压实度，外观质量有很大的影响，因　Ｃｘ苏交通科技》２０１　１年第１期　此，控制合适的含水量很关键。除了必要的过程中　含水量检测，可以人为地进行含水量的预控，因此，　想要得到混合料含水量，在测定了素土和石灰含水　量后，通过计算反算需要粉煤灰达到多少含水量，则　在上粉煤灰之前可以通过调节粉煤灰的含水量来控　制混合料的含水量。　３．５合格的原材料　严把材料进场关，组织质检人员对进场石灰、粉　煤灰、水泥进行检验，确保进场石灰、粉煤灰、水泥的　质量。石灰应满足３级灰以上，充分消解，具有较强　的化学活性。石灰不能长时间存放，长时间存放会　导致失效。因为它是二灰土中的主化剂，因此，对石　灰品质要有较高的要求。徐州地区石灰等级不高，　因此，对石灰进场加大检查频率，保证每批石灰都合　格。石灰消解后，在使用之前必须用１０　ｒｎｍ筛进行　过筛处理。　４　结语　由于二灰土具有后期强度高，较好的扩散应力　作用及良好的水稳定性，同时二灰土也具有废物再　利用，有利于环保等优点，因此，二灰土在公路工程　施工中被广泛使用。二灰土施工并没有多大的技术　难题，但如果掌握不好就可能带来上述外观质量问　题的出现。在济徐高速公路ＰＸ４标底基层施工时，　由于采取有效控制措施，质量得到了保证。　参考文献　［１］ＪＴＪ０３４－－２０００公路路面基层施工技术规范［Ｓ］．　［２］ＪＴＧ　Ｅ４０－－２００７公路土工试验规程［Ｓ］．　［３］江苏省交通规划设计院有限公司．济宁至徐州高速公路　（江苏段）施工图设计［Ｒ］．２００７．　［４］邓学钧，张登良．路基路面工程［Ｍ］．北京：人民交通出　版社．２０００．　［５］丁庭，李晓力．二灰土技术及填料优化设计研究［Ｊ］．西　部探矿工程，２００３．　・ｌ５・