石灰粉煤灰稳定土路面底基层施工技术规程样本.doc

石灰粉煤灰稳定土路面底基层施工技术摘要：论文结合润扬大桥南接线高速公路施工实践，从混合料组成设计、现场拌和、整型、碾压及组合、养生等方面叙述了二灰土底基层施工工艺，提出了各组份计量控制及检测方法，并对常见通病提出对策。关键词：二灰土；施工工艺 ；计量控制；通病防治石灰粉煤灰稳定土（简称二灰土）作为底基层结构，相比而言含有：整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好，而且较为经济。中国外高等级公路越来越多地采取。在江苏地域通常采取二灰土作为底基层结构形式。润扬大桥南接线高速公路也采取了这一形式，结构层厚度为20。底基层虽作为路面结构层，但因为施工时常纳入路基施工标段，采取路拌法层铺施工。施工中常常出现原材料质量不合格、配合比不正确、拌和不均匀、碾压不密实、接缝不平整等质量弊病，和出现粘土夹层、起皮、起包、开裂等缺点。本文结合润扬大桥南接线高速公路施工实践，介绍二灰土底基层施工技术，并对常见通病提出对策。1 混合料组成设计1.1 原材料选择 （1）石灰 石灰质量应符合不低于级消石灰或级生石灰各项技术指标要求，石灰要分批进场，做到既不影响施工进度，又不过多存放，应尽可能缩短堆放时间，如存放时间稍长应予履盖，并采取封存方法，妥善保管。石灰用插管式消解，经过流量控制消解石灰用水量，既要确保石灰充足消解，水又不宜过多。消解好石灰存放时间应为710天。消石灰必需采取机械过筛法，经过1筛孔。消石灰布撒前应满足不低于级消石灰要求。 （2）粉煤灰 粉煤灰中SiO2、Al2O3、和Fe2O3总含量应大于70%，烧失量不应超出20%，比表面积宜大于2500cm2/g（或90%通0.3mm筛孔，70%经过0.075mm筛孔）。对于湿粉煤灰其含水量应35%，含水量过大时，粉煤灰易凝聚成团，造成拌和困难。如进场含水量偏大，可采取打堆、翻晒等方法，降低含水量。 （3）土 宜采取塑料指数1220粘土（亚粘土），有机质含量10%土不得使用。润扬大桥南接线高速公路采取J1-N4取土坑，土质为低液限粘土，液限WL=39.8，塑限Wp=22.0，塑性指数Ip=17.8，有机质含量=0.298%。 （4）水 人或牲畜饮用水水源，皆可使用。1.2 混合料组成设计制备不一样百分比石灰粉煤灰混合料（如20：80，25：75，30：70，35：65，40：60）确定其各自最好含水量和最大干密度，同时作出二灰中石灰剂量标准曲线。确立同一龄期，同一压实度试件抗压强度，选择强度最大石灰粉煤灰百分比（宜在1：21：4之间）。试验结果以下图所表示：依据上述选定二灰百分比，制备同一土样45种不一样配合比二灰土。石灰粉煤和土百分比宜在30：7050：50之间。用重型击实法确定各组混合料最好含水量和最大干密度，同时作出二灰土中二灰剂量标准曲线。试验结果以下图所表示：在最好含水量情况下，按要求压实度（对于稳定细粒土按重型击实标准，K=95%）制备混合料试件，在标准条件下养护6天，浸水一天后取得无侧限抗压强度。 二灰土试件7天浸水抗压强度代表值应大于等于0.6MPa。 抗压强度代表值按下式计算： Rd=RAVG（1ZCv）式中：Rd该组试件抗压强度代表值，MPa； Cv试验结果偏差系数（以小数计）； Z确保率系数，高速公路确保率95%，此时Z=1.645； RAVG该组试件抗压强度平均值，MPa； 取符合强度要求最好配合比作为二灰土生产配合比，用重型击实求得最好含水量和最大干密度，并测定混合料干密度，考虑施工中可能出现误差，制作二灰百分比比最好配合比相差5%混合料，测其干密度，报经监理工程师确定、同意后，以指导施工。二灰土试件标准养护条件是：将制好试件脱模称量后，应立即放到相对湿度95%密封湿气箱或相对湿度95%养护室内养生，养护温度为2520C。养生期最终一天（第7天），将试件浸泡在水中，水深度应使水面在试件顶上约2.5。浸水温度和养护温度相同。在浸泡水之前，应再次称试件质量，在养生期间试件质量损失应不超出1g，质量损失超出此要求试件，应该作废。将已浸水一昼夜试件从水中取出，用软旧布吸去试件表面可见自由水，并称试件质量，然后测定无侧限抗压强度。润扬大桥南接线高速公路经试验，确定二灰土配合比为石灰：粉煤灰：粘土=8：24：68，dm =1.592g/cm3，WOptimum =20.3%。2 施工工艺2.1准备下承层对二灰土下承层-路基外形（包含路基高程、中线偏位、宽度、横坡度和平整度）、路基强度（碾压检验：用1215T三轮压路机以低挡速度1.51.7km/h沿路基表面碾压34遍作全方面检验，不得有松散、压实度过低或土过湿发生弹簧现象；弯沉检验：用BZZ-100标准车以要求频率检验路基表面回弹弯沉，按测试季节算出确保率97.7%下代表弯沉值,小于设计算得许可值）、路基沉降（路基95区施工完成后，沉降速率应连续两个月小于5/月）进行检验，应该表面平整、坚实，有要求路拱，无任何松散材料和软弱处，且沉降量应符合要求；在下承层上恢复中线，每20M设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩，横断面半幅设三个高程控制点，逐桩进行水平测量，算出各断面所需摊铺土厚度，在所钉竹片桩上标出其对应高度；依据实测高程、二灰土工作面宽度、厚度及试验最大干密度等计算路段所需二灰土重量，依据配合比及实测含水量算出土、石灰、粉煤灰重量，依据运料车辆吨位计算每车料堆放距离，并依据在相同施工条件下素土、石灰、粉煤灰含水量和松铺厚度关系来控制现场铺筑厚度。2.2运输和摊铺土料路基上用石灰线标出布料网格；拖运土料，控制每车料数量相等；推土机将土堆推开后，用平地机将土均匀地摊铺在预定地路基上，努力争取表面平整，并有要求路拱；摊铺过程中，测量人员跟踪检测松铺，控制误差0.5cm，必需时进行增减料工作；测定土含水量。如含水量过大则进行翻晒厚度；过小，则应洒水焖料，使土含水量控制在比二灰土最好含水量低23%；用平地机对土层进行初步整平，并用人工进行局部找平，后用振动压路机静压一遍，使其表面平整，压实度达85%。2.3运输和摊铺粉煤灰用石灰线标出布料网格；拖运粉煤灰，控制每车料数量相等；推土机将粉煤灰堆推开后，用平地机将粉煤灰均匀地摊铺在预定路基上，用振动压路机快速静压一遍，并对各处进行松铺厚度量测；2.4运输和摊铺石灰用石灰线标出布灰网格；布撒消石灰宜采取布灰机，平地机找平，人工辅助，使灰量均匀。注意控制各处松铺厚度基础一致。2.5路拌混合料稳定土拌和机要求：功率大于400ph；拌和深度大于40cm或大于二灰土松铺厚度；用稳定土拌和机拌和混合料两遍以上，拌和深度达成稳定土层底，拌和中设专员跟踪拌和机，随时检验拌和深度方便立即调整，避免拌和底部出现素土夹层。拌和中略破坏下承层表面10mm左右，以加强上下层之间结合，拌和遍数以混合料均匀一致为止；采取挑沟法和EDTA滴定法随时检验拌和均匀性、深度及石灰剂量，不许可出现花白条带和夹层；当土块最大尺寸15且含量超出5%时，必需整平，稳压，再次拌和。拌和时随时检验含水量，如含水量过大则多拌和、翻晒两遍；如含水量过小，用喷管式洒水车洒水补充含水量，使含水量等于或略大于最好含水量（13%左右），拌和机跟洒水车后进行拌和；拌和均匀后平整碾压前，按抽检频率取混合料做要求压实度条件下无侧限抗压强度试件，移置标养室养生，待七天后测其抗压强度；同时测定灰剂量，含水量，测定混合料干密度，检验二灰和土施工百分比。2.6整型测量人员快速恢复高程控制点，钉上竹片桩，桩顶高程即是控制高程。平地机开始整型，必需时，再返回刮一遍。用光轮压路机快速碾压一遍，以发觉潜在不平整，对不平整处，将表面5cm耙松、补料，进行第一次找平。反复上述步骤，再次整型、碾压、找平，局部可人工找平。底基层表面高出设计标高部分应给予刮除并将其扫出路外。每次整平中，全部要按要求坡度和路拱进行，尤其注意接缝要适顺平整，测量人员要对每个断面逐一检测，确定断面高程是否正确，对局部低于设计标高之处，不能采取贴补，掌握“宁高勿低”、“宁刮勿补”标准，并使纵向线型平滑一致。整型过程中严禁任何车辆通行。2.7碾压及组合拌和好混合料不得超出24h，要一次性碾压成型。压实度检验应用灌砂法从底基层全厚取样。压实度检测同时，对二灰土层厚、拌和均匀性、石灰消解情况等进行检验。整型后，当混合料大于最好含水量1%3%时，进行碾压，如表面水分不足，应该适量洒水，严禁洒大水碾压；碾压必需遵照先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先下部密实后上部密实标准，要严格控制各类压路机碾压速度。前两遍碾压速度控制在1.51.7KM/h，以后可采取2.02.5KM/h，三轮压路机应重合三分之一后轮宽。碾压机械要求：1821吨三轮压路机、振动加自重40T以上振动压路机和20T以上轮胎压路机；碾压速度：不管使用哪种型式或质量压路机进行碾压，其碾压速度对路基土或路面材料层所能达成密实度有显著影响，而且碾压速度过快，还轻易造成轻易造成路面不平整（形成小波浪），被压层平整度变差。碾压速度影响振动轮对单位面积内材料压实时间。传输到被压材料层内能量和碾压速度成反比。具体可经过铺筑试验段选择适宜碾压速度。压实过程如有“弹簧”、松散，起皮现象应立即翻开重新拌和，立即碾压；严禁压路机在已成型或正在碾压路段上“调头”和急刹车，避免基层表面破坏；两个作业搭接时，前一段碾压时留58m混合料不碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和，碾压；靠近路肩部分多压23遍。碾压成型后进行钻芯取样，视成型情况及均匀程度来确定能否进行下一到工序。使用三轮压路机目标在于处理结构层上部密实，而三轮压路机轮宽较窄、轮边较多易对表面产生推挤、剪切从而出现局部起皮、松散，应控制三轮压路机碾压遍数。润扬大桥南接线高速公路二灰土底基层碾压组合以下表：碾压组合组合方法振动压路机三 轮压路机3Y18-21胶 轮压路机 XP2600YZ14BWZ25D-3（Bomag）遍数静压1遍弱振3遍+强振1遍2遍2遍2.8 早期养护二灰土强度是在一系列复杂物理、化学反应过程中逐步形成，而且此反应过程需要一定温度和湿度条件，高温和一定湿度对二灰土强度形成很关键，所以合适养生及养护条件将关系到二灰土能否达成其使用性能问题。具体养生要求:对成型二灰土养生期间要控制交通，严禁社会车辆及施工大吨位车辆通行。施工车辆要慢行，尤其是洒水车车辆，注意不要粘坏灰土表面。二灰土在养生期间采取工业用纹布、麻袋、草袋、一次性塑料膜等覆盖养生，以确保其一定湿度，表面一直处于湿润状态，预防二灰土底基层表面水分蒸发而开裂；养生通常不少于7d，气温较高时，则应连续养生。为预防二灰土干缩产生裂缝，养生工作宜延续到基层施工为止。2.9接缝处理 底基层施工缝应采取对接形式或采取和表面垂直平接缝处理，确保接缝处纵向和横向平整度。2.10 施工中标高控制对路线水准点进行具体复核，确保测量无误。恢复中心线，并埋设标高控制桩，各桩距离以整桩号为宜，通常不得超出25m。在控制桩上标出二灰土压实后和未压前标高。严格控制二灰土摊铺厚度，整平后立即测量标高是否符合原计算标高，不符时用平地机进行调整。路拌法施工时分为粗平、中平和细平三阶段，随时碾压，随时整平。压实后立即测量是否符合设计标高，验证压实系数是否正确，必需时调整压实系数，避免压实后标高低于设计标高，施工时要把握“宁高勿低，宁刮勿补”标准，控制施工，严禁贴补，以免产生起皮现象。3 各组份计量控制方法各组份计量控制目标在于确保施工配合比和设计配合比吻合；确保达成要求压实度。因为三种材料之间比重差异较大（石灰、粉煤灰比重2.12.2，素土则为2.5左右），百分比变异造成了密度值变异。施工单位往往经过增加素土含量，降低粉煤灰用量造成压实度假象。而一定配合比二灰土压实密度显著影响混合料强度和耐久性，增加压实密度会改善强度和稳定性。3.1 土计量控制方法按配合比计算用土量，依据公式hS=CShdmK/KSSdm（式中：hS压实度KS下土厚度；CS土百分比；h二灰土压实厚度；dm二灰土最大干密度；K二灰土需达成压实度，K取95%；Sdm土最大干密度），计算土虚厚。按用土百分比及每车土量将素土按指定位置堆放，均匀卸在路槽顶面，用旋耕机将土块粉碎，并用推土机和平地机粗平，用轻型压路机稳压一遍，压实度宜控制在85%以上，将稳压后土层作为计量基础，检验布土厚度和含水量。按虚厚控制高程（或在下承层上按试验段确定松铺厚度设置一定间距木墩，进行厚度控制），用平地机平整至符合要求。3.2 粉煤灰计量控制方法依据二灰土配合比，计算粉煤灰重量，GF=CFVdmK（1+ WF%）（式中：GF粉煤灰重量；CF粉煤灰百分比；V二灰土体积；K二灰土需达成压实度，dm二灰土最大干密度；WF粉煤灰含水量）。采取打格子方法，并依据用量百分比、运输工具及每单位粉煤灰重量，确定每方格需要卸放多少单位粉煤灰，用平地机摊铺均匀，然后用压路机稳压一遍后，测定其松铺厚度和含水量。在试验段取得松铺厚度基础上，可采取按一定间距设置高度为松铺厚度木墩进行厚度控制方法，压路机稳压后，按厚度控制木墩高度作为基准，采取平地机平整。因施工配合比和设计配合比在施工条件上存在差异，提议粉煤灰剂量增加2%3%左右。3.3 石灰计量控制方法为预防因含水量改变造成灰剂量不准，施工前应经过试验绘制含水量一松方干密度关系曲线，方便施工时对照计算用灰体积。施工现场备消石灰，应过筛除去杂质，沿路边码好灰条，依据试验室提供延米用灰量制作卡尺，严格控制用灰量。布撒消石灰前，可对已铺粉煤灰、细粒土采取拌和机预拌，压路机稳压，平地机平整。布撒消石灰宜采取布灰机或采取小车布灰，人工摊开，平地机找平，然后再用人工找平，使灰量均匀。若用生石灰粉，计算每平方米用量，按每袋生石灰粉稳定面积，打成方格，控制用灰量。开袋摊铺石灰粉，用刮板找平。开袋时查看石灰粉质量，不合格石灰严禁使用。因施工配合比和设计配合比在施工条件上存在差异，为确保二灰土无侧限抗压强度，提议灰剂量增加0.5%左右。3.4 利用松方干密度控制二灰土施工百分比二灰土按现有工艺施工，三种材料百分比极难均匀分布，而三种材料百分比对现场压实度影响较大，试验检测又难以区分。往往是成型很好路段因粉煤灰用量多而压实度检测不合格，也有路段压实度合格而成型情况较差，给工程质量判定带来了难度。所以寻求合理检测方法，愈加好地进行质量控制显得很必需。经过对松方干密度研究：保持石灰：粉煤灰百分比不变（取1：3）：回归方程为：y=Ax+C1=0.0041x+1.2618。保持石灰剂量不变：回归方程为：y=Bx+C2=0.0033x+1.2125。经过试验观察，并假定石灰剂量增加引发干密度增量近似采取保持石灰：粉煤灰百分比不变时，干密度随二灰百分比增加引发增量。于是建立以下关系公式：d =d 0(CLCL0)A(CFCF0)B，其中：d施工配合比下二灰土松方干密度；d 0设计配合比下二灰土松方干密度；CL、CF石灰、粉煤灰实际重量比；CL0、CF0石灰、粉煤灰设计重量比；A保持石灰：粉煤灰百分比不变时，d随二灰百分比增加引发增量；B保持石灰剂量不变时，d随二灰百分比增加引发增量。即d=ACLBCF，CF=1/B(dACL)，两边同除以CF0并整理得：CF/CF0=d/（BCF0）A/BCL/CF0。令粉煤灰百分比改变率CVF=CF/CF0，则CVF=d/（BCF0）A/BCL/CF0。若CVF -5%，5%，能够认为配合比控制良好。3.5 二灰土施工含水量控制建立关系式：WLFSS=WOptimum + 3%WLFSS=CLimeWLime+ CFly-ashWFly-ash+CSoilWSoil其中：WLFSS为二灰土施工含水量；WOptimum为二灰土最好含水量；CLime、CFly-ash、CSoil分别为石灰、粉煤灰、土设计配合比；WLime、WFly-ash、WSoil分别为石灰、粉煤灰、土施工含水量。若CLime：CFly-ash：CSoil = 8：24：68，由试验知WOptimum=20.3%，取WFly-ash=35%，WLine=30% 。则得：WSoil=18%。以此作为各组份含水量控制依据。 3.6 均匀性影响和控制依据相关试验，底基层厚度减薄2cm引发路面可靠度降低约0.02；厚度变异系数从小到大，造成路面可靠度下降0.0130.033；配合比不均匀性引发基层回弹模量ES变异系数增大，造成路面可靠度下降0.040.06。所以实际底基层施工中，确保结构层回弹模量及厚度大于设计值前提下，要设法提升其均匀性，减小底基层材料回弹模量变异系数。对路拌法施工二灰土底基层均匀性控制方法：加强各组份计量及布料均匀性控制；加强拌和遍数控制。现场检验色泽均匀性、素土颗粒尺寸15mm含量，同时采取EDTA滴定检验石灰剂量、测定松方干密度并计算CVF指标，若超出要求，可增加粉煤灰剂量或拌和遍数；采取挑沟检验法，即在拌和以后、碾压之前，每隔一定间距，用铲锹沿横向将二灰土挖开一条横沟，检验二灰土拌和是否均匀，有没有素土夹层，切入下承层厚度等情况质量检验方法。4 常见质量弊病对策4.1 表面起皮、松散二灰稳定土起皮、松散现象一直是施工中一个难题，尤其是塑性指数低土用石灰稳定时，起皮、松散更普遍。而施工中探索出来处理方法有时只能在某种特定条件下有效，所以因地制宜是处理此问题关键。原因分析碾压时二灰土含量水量偏小。二灰土未立即碾压，表层失水过多。碾压未按先轻后重、先慢后快标准。灰量不足或失效，灰土拌和不匀。预防方法施工时二灰土含水量应控制在大于最好含水量1%3%之间，并立即压实。按先轻后重碾压程序逐步压实，机轮要保持洁净，粘附灰土要设专员随机清理。高温有风干燥气候，尽可能早晨备料、下午整平、夜间碾压，或采取覆盖碾压。石灰剂量要足，不能失效，拌和要均匀。处理方法当发觉局部灰土已严重起皮松散时，可用拌和设备将灰土表面5cm拌松、重洒水，待水份充足透入土颗粒内部并均匀分散后整平碾压。4.2 表面起包二灰土施工中，有时在已成型表面起部分鼓包，俗称“起蘑菇”，有是在成型后很快出现，有时间较长，甚至在铺筑沥青面层以后才出现，将面层顶起，这种现象虽不多见，但一旦发生将给工程埋下隐患。原因分析石灰内有未消解石灰块，灰土碾压完成后，在拌和水、养生时水作用下使石灰块继续消解膨胀。生石灰消解过程中，体积增大12.5倍。消解石灰使用前未按要求过筛。使用生石灰时，洒水后闷料时间短，石灰未充足消解。石灰中有欠火灰或镁质石灰含量多，所需消解时间较长。石灰中氧化镁含量超出规范要求。预防方法生石灰应在使用前710d浇水充足消解。消石灰必需经过10筛后才能使用。检验拌和后石灰土中石灰粒度并对石灰土做EDTA滴定试验，控制氧化镁含量。处理方法假如发觉二灰土起“蘑菇”，应先洒水并连续一段时间，使二灰土中灰块能充足消解。对于少许“蘑菇”且经一段时间后未再发展，则可将出现蘑菇挖除，继续下道工序。若出现蘑菇面积大，或面积虽小但伴随时间延续仍在不停出现，则应在基层施工前将整段二灰土返工重做。4.3 出现素土夹层原因分析二灰土压实厚度偏大。拌和设备不配套，现场盯岗检验不严。拌和设备操作手不认真。预防方法碰到该情况应用宝马拌和机将二灰土拌起，并视二灰土缺水情况后洒水，使得二灰土中含水量大于最好含水量1%3%，再用宝马拌和机拌和整型、碾压。拌和时应派专员在机后采取铲锹探坑或采取挑沟法检验拌和深度及均匀性，一旦发觉夹层要立即通知拌和机司机加大拌和深度并将有素土夹层段重新拌和。4.4 出现干缩裂纹因为二灰土含有干缩性和温缩性，成型后石灰稳定土往往在表面产生部分裂纹。二灰土是一个非最好级配型混合料，其中粉粒会因含水量损失而产生收缩，所以二灰土施工时，有时会产生横向裂缝，严重时会贯通整个路幅，有时也产生局部“节理状”裂纹。原因分析二灰百分比偏大；路基沉降还未稳定或路基发生不均匀沉降。养护不立即、缺水或养护时洒水量过大。拌和不均匀，石灰剂量过大或含水量控制不好。石灰剂量愈高，愈轻易出现裂缝。工程所在地昼夜温差大。尤其是进入晚秋、初冬以后，温度收缩尤为猛烈。预防方法控制碾压时含水量不超出最好含水量许可范围。待路基沉降稳定后再铺筑基层。二灰土成型后应立即洒水或覆盖塑料薄膜进行养生，或铺上一层素土覆盖。确保拌和遍数并使灰土达成均匀。加强计量控制，确保石灰剂量正确。控制压实含水量。在大于最好含水量下压实石灰土，含有大塑裂性，压实含水量应小于最好含水量。通常为最好含水量90%时，对施工压实不造成困难，塑裂性也得到改善。处理方法一旦发觉二灰土产生裂纹应视不一样位置进行处理。通常情况下，二灰土用于路面底基层时，依据其干缩特征：早期干缩偏大，10d以后几乎不再增加，后期则关键是温度性收缩，而且其上又有基层、面层，影响收缩温度和失水会变得较小，所以，通常发生裂纹石灰土用于底基层时，能够继续使用。江苏地域质量控制方法，二灰土横向裂缝间距不得大于5M，不然，应在裂缝处加铺土工格栅或土工织物后再施工基层，意在控制底基层板体性。5 结语二灰土施工技术关键在于：原材料质量控制，合理配合比设计；满足质量要求且相互匹配施工机械设备；选择合理施工工艺；加强各组份计量及均匀性控制。利用挑沟法加强二灰土均匀性、拌和深度及是否存在素土夹层现场检验；利用EDTA滴定法检测二灰土中石灰剂量；利用二灰土松方干密度测定来计算粉煤灰百分比改变率CVF指标，克服目前在粉煤灰剂量检测上存在不足，从而有效地控制粉煤灰百分比，达成提升底基层材料均匀性目标。参 考 文 献1 JTJ034- 公路桥涵施工技术规范 . 北京：人民交通出版社， .2 沙庆林 . 高速公路沥青路面早期破坏现象及预防 . 北京：人民交通出版社，