灰土路基灰剂量衰减与压实度的关系.doc

灰土路基灰剂量衰减对压实度的影响
中铁十二局集团 张金龙

内容提要：本文以宁常高速公路灰土路基工程实践为例，在分析土工试验数据的基础上，探讨灰土路基施工中灰剂量衰减对压实度的影响程度。
关 键 词： 灰土施工 灰剂量衰减 影响压实度
一、前言
我们施工的江苏省南京至太仓高速公路常州市段工程，由于土源严重缺乏，取土坑设在滆湖，路基中部填土全部采用掺石灰处理。
在灰土施工中，常会发现灰土的灰剂量和压实度在检测时低于设计和规范要求，而实际施工中的用灰量却远大于设计用量。遇到这种情况，为了保证工程质量，经常是返工处理，不但影响了施工进度，也挫伤了施工人员的积极性。为此，我们通过大量的试验发现，灰土的灰剂量滴定随时间的增长有所衰减，即灰剂量衰减。在压实度检测过程中，由于取样的时间不同，灰剂量滴定就不一样，因而确定的最大干密度也就不一样。时间越长，滴定出的灰剂量越低，取用的最大干密度越大，从而反映出的路基压实度越小。因此，我们在灰土的检测中有必要考虑灰剂量衰减对路基压实度的影响。
二、灰土试验
在灰土路基施工前，首先要绘制不同掺灰量与最大干密度的曲线、EDTA消耗量与石灰剂量的曲线、灰剂量随时间变化的曲线。我们以滆湖1#取土坑的土质进行试验，绘制三种不同曲线。
1、绘制掺灰量与最大干密度的关系曲线
①、通过重型击实试验，得到不同掺灰量的最大干密度如表1。
掺灰量
0%
3%
5%
7%
9%
最大干密度
1.76g／㎝3
1.68g／㎝3
1.66g／㎝3
1.64g／㎝3
1.61g／㎝3
最佳含水量
14.6%
16.0%
17.0%
17.5%
19.0%
②、通过对上述试验数据处理分析，绘制掺灰剂量与最大干密度的曲线图，如图一所示。

③、从图一可以得到不同灰剂量对应的最大干密度。
2、绘制EDTA的消耗量与石灰剂量的标准曲线
①、通过下列公式进行混合料组成的计算
1）干混合料质量=300g／（1+最佳含水量）
2）干土质量=干混合料质量／（1+石灰剂量）
3）干石灰质量=干混合料质量－干土质量
4）湿土质量=干土质量×（1+土的风干含水量）
5）湿石灰质量=干石灰×（1+石灰的风干含水量）
②、按①计算的结果配制灰土的混合料，通过EDTA滴定法，得到不同灰剂量滴定消耗EDTA量如表2。
石灰剂量
0%
3%
5%
7%
9%
滴定消耗EDTA量
3.5ml
13.6ml
19.0ml
25.0ml
31.9ml
③、通过对上述试验数据处理分析，绘制EDTA消耗量与石灰剂量的标准曲线，如图二所示。

④、由图二可以得到不同石灰剂量与EDTA消耗量的对应关系。
3、绘制石灰剂量衰减曲线
①、根据已经确定的最大干密度和最佳含水量选取5%石灰剂量的稳定土，通过无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法中的制件方法配制试件，模拟现场施工条件对已配制的试件进行养生，根据不同龄期分别做EDTA消耗量试验，灰剂量衰减试验数据经分析处理后如表3。
龄期(d)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
衰减率(%)
0
5
9
12
16
19
23
26
28
30
衰减后剩余率(%)
100
95
91
88
84
81
77
74
72
70
龄期(d)
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
衰减率(%)
32
33
35
37
39
41
42
44
45
46
衰减后剩余率(%)
68
67
65
63
61
59
58
56
55
54
龄期(d)
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
衰减率(%)
47
47
47
47
47
49
49
49
49
49
衰减后剩余率(%)
53
53
53
53
53
51
51
51
51
51
②、以龄期为横坐标，灰剂量衰减后剩余率为纵坐标，绘制出的灰剂量衰减曲线如图三所示。

三、现场质量检测
1、原材料控制
①、每批石灰进场前，测定其有效氧化钙和氧化镁及未消解残渣含量是否达到Ⅲ级石灰技术要求。
②、大批量石灰进场后，堆放成高堆并用彩条布覆盖，避免石灰被风吹雨淋日晒，致使有效氧化钙和氧化镁的含量损失。使用时，按照施工进度提前消解。
2、现场检测
①、为了保证灰土路基填筑质量，用灌砂法检测其压实度，对试坑的土样进行灰剂量滴定，根据实测灰剂量同时考虑灰剂量衰减，计算出实际掺灰量，再查曲线图选用最大干密度，计算其压实度，从而真实地反映出路基

填筑的压实度。
②以K81+800～K81+900段路基选取一检测断面为例，计算掺灰剂量和压实度，结果见表4。
取 样 桩 号
K81+850
1
2
3
4
灰土湿密度
g／㎝3
1.817
1.799
1.814
1.804
灰土含水量
%
17.4
17.1
16.5
16.3
灰土干密度
g／㎝3
1.548
1.536
1.557
1.551
实 测 灰 剂 量
%
3.4
4.2
3.1
3.8
龄 期
d
10
10
10
10
衰减后剩余率
%
70
70
70
70
实际掺灰剂量
%
4.9
6.0
4.4
5.4
取用最大干密度
g／㎝3
1.659
1.650
1.666
1.656
压 实 度
%
93.3
93.1
93.5
93.6
注：表中取用最大干密度、灰剂量衰减后剩余率、实测石灰剂量均由曲线图中查得。本段路基为双向六车道，检测频率为：1个断面／50米／层，每个断面每车道测一点，共六个测点，取四个测点。灰土龄期为10天，土源：滆湖1#取土坑；掺灰剂量5%；压实度标准：≥93%。
③、若不考虑灰剂量衰减，检测结果如表5：
取 样 桩 号
K81+850
1
2
3
4
灰土干密度
g／㎝3
1.548
1.536
1.557
1.551
实 测 灰 剂 量
%
3.4
4.2
3.1
3.8
取用最大干密度
g㎝3
1.676
1.668
1.679
1.672
压 实 度
%
92.4
92.0
92.7
92.6
灰剂量的平均值为3.625，超出了规范规定的石灰用量，即小于设计灰剂量“-1”的容许误差范围，灰剂量和压实度都达不到规范要求。
④、通过考虑灰剂量衰减和不考虑灰剂量衰减两组数据的比较，可以发现灰剂量衰减对于指导灰土施工，保证路基压实度的真实性，具有重要作用，避免合格工程做不合格处理。
四、结束语
1、因为灰剂量随时间的延长有所衰减，所以我们在灰土施工中尽可能现拌现用，并及时检测，检测合格后，及时上土，尽量减少石灰衰减。
2、如果现场检测路基压实度不合格，而采用灰剂量衰减曲线又不被认可的情况下，可在被检工作面路基的试坑中现场取样，通过击实试验确定最大干密度，这样就能客观地反映路基的实际压实度，避免将合格工程作为不合格处理。若这样检测，压实度仍不合格，则要坚决返工处理。
3、灰剂量衰减曲线要根据不同土质、不同塑性指数、不同的石灰剂量，模拟现场施工条件而绘制。

参考文献

1、《公路路基施工技术规范》（JTJ041-2000）
2、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》
3、《公路压实与压实标准》

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）