鄧淮斌
(亳州市公路管理局,安徽 亳州 236800)
石灰土做為公路基層是非常理想的材料。它不但具有板體性能好、后期強度高和一定的水穩性等特點,而且還具有就地取材、施工工藝簡單、造價低廉等優點。1984~1999年期間,阜陽市公路基層采用石灰土施工,所施工的石灰土基層都符合標準要求。下面試從石灰土特點、質量檢測、施工組織等幾個方面簡析石灰土基層施工質量控制方法。
一般濕潤的土,特別是在最佳含水量狀態,具有一定的粘性和膠體特點。土表面的負電荷吸附著一定的鈉、氫、鉀等低價陽離子(即一價離子),而石灰是一種強電解質(二價離子)。它能夠與土發生直接和聚結反應,吸收表面的空氣和水分,減薄土粒表面所圍攏的水膜厚度,使微小的土粒增大,增加分子引力,提高土的內摩阻力。于是土的性質發生變化,變成鈣土,再經壓實,顯示其強度。隨著時間的增長,石灰土基層強度越來越高。由此可見,石灰在石灰土中起關鍵作用,故確保石灰質量和設計石灰劑量是搞好石灰土路面基層的關鍵。實踐證明,石灰土拌和愈均勻,壓實密度愈高,石灰土的特點就越明顯。因此,我們要充分認識石灰土的作用和特點,自覺地加強石灰土基層施工的科學管理,確保石灰土施工成功。
施工實踐和試驗資料表明,剛出窯的生石灰塊質量高、活性好。石灰應送樣工地實驗室分析試驗,確保石灰質量合格(不低于III級灰要求)。用塑性指數10—17的土做石灰土基層,石灰劑量的最佳值是10%—12%;用塑性指數大于17小于10的高塑和低塑土做石灰土基層,則要適當加大石灰2%—3%的劑量。前者是為了降低塑性指數,使石灰土成型后不致產生裂縫,導致整體強度破壞;后者是為了增加石灰土的粘結力。當石灰土劑量確定后,要做土和熟石灰的松方干容重實驗和石灰土最大密度試驗。各種石灰、土和拌和后的數據,應先在實驗室內做好,以便施工時備用。97年我市臨同路施工,以幾處施工點做為實驗,測定土含水量3.9%,消石灰天然容494.8kg/m3,土的天然容重為1092kg/m3,實測消石灰含水量27.7%,石灰劑量選用12%,石灰與土的體積比為1:3.12,石灰質量略差,比例就約大些。從后期強度考慮,在施工中,石灰劑量可約大1—2%,但不能過于加大石灰劑量,因為此時石灰土粘土塑性指數已大大降低,成為一團散沙,無法膠結形成整體,無形中增加工程造價。石灰劑量過大,易造成碾壓不密實、回彈量大、脫皮等現象,達不到壓實效果,造成返工和浪費。
我市土壤基本是砂性土、粘土和重粘土,塑性指數一般在10—20之間,重粘土塑性指數高達24以上,結塊后極難粉碎。1986年阜臨路羅莊段施工,由于當時雨水較多,備土風干后很難破碎,我們抽7組試樣做試驗,塑性指數都在26.8以上。后來我們通過實驗分析、研究找出了解決這類問題的辦法,需要石灰土加寬、補強的路段,盡量在施工前的冬季,按設計和預算土方 量將土備齊,以梯形堆放在一側或二側,但要搞好路基排水,經過一個冬季的雪雨浸潤、凍脹,土塊解體,含水量減少,易于拌和。砂性土和粉性土不易結塊,利于破碎和拌和[4],可在不影響施工的前一段時間備齊。
隨著施工機械化程度的提高,施工的分段長度也由以前的300米—500米,逐步增加到2000米左右(視機械的情況和施工的難易)。石灰土經過幾遍拌和后,檢査含水量,如發現含水量較小,可根據情況予以灑水,但灑水要均勻、適量。灑水最好在下午進行,因為經過一夜的滲透、浸潤,灰土內不僅含水量好,干濕均勻,且利于粉碎和拌和。
我們通過對臨新路、臨同路幾處施工現場的實驗,石灰土的松方厚度分 別為32CM、28.6CM、30.2CM,經壓實后測得壓實厚度[5]分別為24CM、22.7CM、25.2CM,計算松方系數分別為1.33、1.26、1.2。我們根據不同情況確定松方系數取值飽圍分別為:粘土類1.25~1.45左右,砂土類1.15~1.35左右?;彝涟韬驮骄鶆?,顆粒越小,松方系數越小。
按照石灰土基層施工的要求,石灰土基層的每層壓實厚度不超過20CM,并不小于8CM;壓實厚度大于20CM時,應分層鋪筑碾壓[6]。
灰土基層碾壓應在最佳含水量時進行,直線段由兩側向中心碾壓,曲線段由內側向外側進行碾壓。碾壓時,壓路機應緩起慢行,穩停,走向要直,速度要均勻,輪跡要重疊1/3,要先輕后重。碾壓過程中,石灰土基層表面應始終保持濕潤,如表面水分蒸發較快,應及時補灑少量的水,碾壓一直進行到要求的壓實度為止。碾壓過程中,如遇含水量過大,有濕軟彈簧現象的局部地段,應挖補或晾曬至水份適當時,再進行碾壓密實。
鋪筑好的石灰土基層,應灑水保持一定的濕度,養生5—7天,促其強度增長。
從多年來積累的施工經驗看,我市四月中旬至十月中旬為石灰土施工的最好季節。此時天氣氣溫正常,水份蒸發較快,有利于灰土的一系列物理、化學變化,成型較快。1997年我們在臨界路泉河橋北于寨大街1.6KM的施工中,由于開工較晚,氣溫較低,冬季日照時間短,灰土成型較慢,表處油層與灰土層不能充分結合,毛細水上升,經過冬季雪雨的侵襲和凍脹,灰土基層失去了一定的整體性和穩定性。經過行車碾壓,表處層出現車轍、松散、坑槽等現象。第二年經過局部返工修復,才使得該段道路通車,造成了較大的浪費。因此,石灰土基層的施工,要求抓住有利時間及早開工,確?;彝粱鶎淤|量。
石灰土成型時常會產生局部彈簧、松散并有大面積起皮及擁包現象。為防止以上這些病害出現,現場施工過程中應注意以下幾個方面:
(1)攤鋪時“寧高勿低”,測量人員要全程跟蹤檢測,嚴格控制施工標高,杜絕灰土施工精平后在5cm以下出現補料現象。
(2)控制好壓路機碾壓次數,防止碾壓次數過多1時間過長,以造成灰土上下含水量不同而形成兩層皮現象。
(3)人工配合機械作業,土塊要充分粉碎,其最大粒徑不應超過15mm。
(4)混合料含水量易控制在最佳含水量的±1%范圍之內。含水量較小時應及時灑水補充,然后拌合均勻;含水量過大則晾曬。只有在接近施工最佳值碾壓時,才不會出現起皮現象,而且還可以杜絕“干彈”或“濕彈”現象。
總之,在石灰土基層施工工程中我們要充分利用石灰土的特點,加強質量檢測,做好石灰土基層施工的科學組織管理,確保石灰土基層施工成功。
[1]交通部公路科學研究院 .公路土工試驗規程(JTG E40-2007)[S].北京:人民交通出版社,2009.
[2]交通部公路科學研究所 .公路路面基層施工技術規范 (JTJ 034-2000)[S].北 京:人 民 交 通 出 版社,2000.
[3]王海東,楊記芳.路基石灰土施工工藝及質量檢測[J].山西建筑,2005(7).
[4]繆志輝.高速公路既有路基檢測技術[J].交通世界,2010(11).
[5]胡玉芬,徐 叢.淺談保證公路路基壓實度的施工技術與檢測手段[J].黑龍江科技信息,2011(5).
[6]魏萬紅.淺談公路舊路路基檢測與評價[J].黑龍江交通科技,2009(5).
[7]交通部公路科學研究院 .公路土工試驗規程(JTG E 40-2007)[S].北京:人民交通出版社,2009.
[8]交通部公路科學研究所 .公路路基路面現場測試規程(JTJ 059-95)[S].北京:人民交通出版社,2007.