石灰土处理湿陷性黄土路基施工技术

[摘要]结合山西省临汾至吉县高速公路的路基施工,系统阐述了石灰土作为一种路基填筑材料,在处理湿陷性黄土路基的强度形成机理和施工技术,并着力说明在此过程中关键工序的操作工艺,对湿陷性地区的高速公路建设具有一定的借鉴意义。
　　[关键词]高速公路 石灰土 湿陷性土 路基施工
　　
　　一、工程概况
　　山西省临汾至吉县高速公路路基、桥隧工程S1标段工程项目,所经地段地表多为湿陷性黄土,含水量高、CBR强度低,无法直接用于路基填料。为此,设计方案中采用了素土中掺加石灰的处理方式充作路基用土,以保证路基施工后质量。
　　二、设计方案
　　本合同段路基填筑用土大多含水量高且CBR强度低于规范标准,而路基填筑材料的CBR强度是必须满足规范要求的强制性技术指标且碾压前的含水量必须控制在最佳含水量的规定范围内。鉴于此,在素土中掺加一定量的石灰旨在增大材料的CBR强度并提高最佳含水量,从而改善路基填筑用土的性能,同时提高路基的强度和稳定性,保证路基质量。
　　三、石灰土强度形成机理
　　土(指细粒土)中掺入石灰土后,石灰与土发生强烈的相互作用,其主要物理与化学反应包括离子交换、Ca(OH)2结晶、碳酸化和火山灰反应。Ca(OH)2离解后的Ca2+与粘土胶体颗粒反离子层上的K+、Na+发生离子交换后,使得胶体吸附层减弱,胶体颗粒发生聚结,这是早期石灰土强度形成的主要原因。Ca(OH)2与水作用形成的含水晶体把土粒胶结成整体,从而提高石灰土的水稳定性。而形成的CaCO3过程的碳酸化反应及形成硅酸钙与铝酸钙过程的火山灰反应是石灰土强度和稳定性提高的决定性因素。灰土混合料的初期表现为塑性降低、最佳含水量增大、最大干密度减小等;后期变化表现为晶体结构的形成,从而石灰土的强度和稳定性得以提高。在土质和石灰的质量和剂量确定的情况下,养身条件和龄期也是影响石灰土强度和稳定性的重要因素。
　　四、石灰土施工工艺参数确定
　　在灰土混合料的配合比确定并完成击实试验获知混合料的最佳含水量和最大干密度的基础上,即可进行石灰土正式施工前的试验段施工,以确定相关工艺参数,正确指导施工过程。石灰土施工须配备的机械设备有:推土机、平地机、路拌机、多铧犁机、重型振动压路机。每种机型所需数量视具体情况而定。通过试验段施工,主要达到如下目的:⑴检验拌和、摊铺、碾压等所投入机械设备的可靠性。⑵混合料的组成设计能否满足质量要求,达到设计意图。⑶确定过程控制措施及相关工序参数如碾压方法、碾压遍数及速度、碾压机械类型及碾压前含水量等。⑷为正式施工提供标准。