淺談對路基灰土施工灰劑量的控制

摘要：在公路工程施工中，路基填料質量的好壞直接關系到道路交通的使用壽命.由石灰、土按一定的比例組成的石灰土作路基填料，其強度高、穩定性好，而灰土中石灰含量的多少，又是直接影響路基強度與穩定性的關鍵因素，所以合理而有效地控制灰土中的石灰含量成為灰土施工中一個至關重要的環節.結合工程特點及實際情況，論述了在灰土路基施工過程中幾種控制石灰含量的方法，對于指導路基施工有一定的參考價值.

關鍵詞：灰劑量

一、工程概況

我標段路基長度共9850米，共39個斷面。上路堤（0.8-1.5）設計是4%的灰土，下路床（0.4-0.8）設計是6%的灰土，上路床（0-0.4）設計是8%的灰土。目前93、94區已經全部完成，其中96頂驗收完4588米，剩余5262米基本接近96頂，現在大面積施工，計劃2014年12月中旬全部完成路基施工。

二、灰劑量控制

2.1原材料控制

石灰：本標段設計使用的石灰等級為二級灰，鈣質生石灰有效鈣鎂含量≥80%，鈣質消石灰有效鈣鎂含量≥60%，進場的石灰以200t為一批，石灰進場必須經項目部試驗室自檢合格后報監理工程師抽檢，抽檢合格方可使用，石灰消解必須在取土場內進行，嚴禁在路基范圍內消解，使用前7-10天充分消解，用水量為500-800kg/t，避免過干飛揚，過濕成團，并盡快使用，使用前必須過10mm篩，進場的石灰要與標準試驗時用灰級別一致，要有防風避雨措施，防止石灰失效。

2.2配置試劑

配置試劑是一項非常頻繁而又很重要的工作，它直接關系到試驗結果的準確性，所以我們一定要認真準確的對待。下面是常用的幾種試劑配置方法及注意事項：

2.2.1 0.1mol/m3乙二胺四乙酸二鈉標準溶液（簡稱EDTA二鈉標準溶液）：準確稱取EDTA二鈉（分析純）37.23g，用40-50℃的無二氧化碳蒸餾水溶解，待全部溶解并冷卻至室溫后，定容至1000ml。

2.2.2 10%的氯化銨溶液：將500g氯化銨（分析純）放在10L的聚乙烯桶內，加蒸餾水4500mL，充分震蕩，使氯化銨完全溶解。這里需要注意的是：盡管氯化銨標裝為一瓶500g，但在使用過程中氯化銨必須用電子稱稱量，不可用一瓶就當做500g，瓶裝蒸餾水也是必須過量筒。配置的氯化銨溶液最好當天用完，不要放置過久，以免影響試驗精度。

2.2.3 1.8%氫氧化鈉（內含三乙醇胺）溶液：稱取18g氫氧化鈉（分析純）放入潔凈干燥的1000mL燒杯中，加入1000mL蒸餾水使其全部溶解，待溶液冷卻至室溫后加入2mL三乙醇胺（分析純），攪拌均勻后儲于塑料桶中。

2.2.4鈣紅指示劑：將0.2g鈣試劑羧酸鈉與20g預先在105℃烘箱中烘1h的硫酸鉀混合，一起放入研缽中，研成極細粉末，儲于密閉瓶中，以防吸潮。因為鈣試劑羧酸鈉和鈣紅指示劑吸潮很快，必須放在密閉的容器中，用完后必須密封，鈣試劑羧酸鈉吸潮后很難攪開，鈣紅指示劑吸潮后溶液滴定顏色不明顯、不鮮艷，難以判斷滴定終點，必須從新配置。

2.3繪制標準曲線

取工地用石灰和土，風干后用烘干法測定含水率，根據最佳含水率和濕混合料質量（300g）計算出干混合料質量、干土質量、干石灰質量、濕土質量、濕石灰質量和石灰土中應加入的水的質量。準備5種試樣，每種兩個樣品，細粒土300g，5種混合料石灰劑量應為：設計灰劑量、設計灰劑量±2%、±4%，以4%灰土為例：準備標準曲線的石灰劑量可為0%、2%、4%、6%、8%，應保證工地實際所用的石灰劑量位于標準曲線所用劑量的中間，每種劑量取兩個試樣，共10個試樣。將300g試樣放入1000mL的搪瓷杯中，加入600mL氯化銨溶液，攪拌3min（每分鐘攪110-120次），沉淀10min后將上部清液轉移到300mL三角瓶內，加入50mL1.8%氫氧化鈉溶液，然后加入鈣紅指示劑（質量約0.2g，大約黃豆大?。u勻，溶液呈玫瑰紅色。紀錄滴定管中EDTA二鈉標準溶液的體積V1，邊滴定邊搖勻，并仔細觀察溶液顏色的變化，當溶液變為紫色時，放慢滴定速度并搖勻，直到純藍色為終點，紀錄滴定管中EDTA二鈉標準溶液的體積V2，讀數至0.1mL，V1- V2即為EDTA二鈉標準溶液的消耗量。對其他幾個試樣用同樣的方法進行試驗，并紀錄各自的EDTA二鈉標準溶液的消耗量。以同一石灰劑量的試樣消耗的EDTA二鈉標準溶液平均值為縱坐標，以石灰劑量為橫坐標制圖，兩者的關系應該為一條順滑的曲線，當素土或石灰發生改變，必須重做標準曲線。

2.4現場上土、布灰控制

上土：嚴格實行“劃格上土，掛線施工，平地機整平”施工工藝。根據運土車的噸位，計算每車土的堆放距離。上土時，每車裝土數量應基本相同。在同一取土場供土的路段內，由遠到近將土按上述計算距離卸置于下承層方格中。試驗段施工時運輸車每車按9m3控制，9m×10.7m格每格上兩車。現場配有專人（穿反光背心、帶安全帽）指揮卸土，做好卸土距離的控制，避免出現上土不均勻的現象。用推土機將土均勻推開，表面應求平整，并有規定路拱。沿路線縱向每隔25米用鐵鍬和測厚鋼釬隨機抽查斷面初平后松鋪厚度是否達到控制要求。對取土場中土料含水率大的在推平后及時進行翻曬處理，翻曬時先用鏵犁由兩邊至中深翻一遍，在表層土質“泛白”后小型破碎拌合機隨后進行粉碎，晾曬2-4小時（根據氣溫控制）后小型破碎拌合機再度翻拌；以盡快降低含水率。土顆粒破碎在布灰之前盡可能達到細度要求。

布灰：在土料含水率大于最佳含水率4～5個百分點以內時方可進行布灰作業。用平地機整平素土，避免局部素土不均勻，然后恢復中線，邊線，因每車運輸車裝灰量約8T，根據石灰用量（6%），每車全寬可布設4個方格（9m×10.7m），派專人負責指揮按白灰方格布灰并人工布灰。采用路拌法進行石灰土施工時，不少施工單位對布灰的均勻性重視不夠，工人進行布灰時隨意性很大，造成灰劑量有很大偏差，這將導致布灰少的地方壓實度過高甚至超百，而布灰太多的地方又將出現壓實度不夠的現象。出現“二次布灰”的情況主要是已經布好灰或者灰土拌好后還沒來得及整平、碾壓就突然降雨，連續好多天都無法施工，造成石灰有效鈣鎂流失較多，技術標準降低，為了保證石灰土的強度能夠滿足要求，不得不再次加灰，但隨著灰劑量的增加，施工層實際干密度相對變小，這時候如果再用原來的標準密度就可能造成壓實度不夠的現象。

2.5拌合

對拌合作業采用2臺大型穩定土拌和機拌合。每臺拌和機后安排1人隨時檢測拌合深度（一般10m左右挖坑檢查一次），嚴防素土夾層。檢查情況及時告知拌和機操作手以便更好的控制拌和深度。拌合機拌合深度應侵入下承層2-3cm，有利于上下層粘結及防止夾層的出現。拌合機拌合的速度應均勻，拌合遍數不宜小于2遍，以保證其最大粒徑不超過15mm；在最后一遍拌和前，宜用多鏵犁緊貼底層翻犁一遍，確保石灰拌合均勻。

2.6現場取樣試驗

取樣：我們自檢頻率是雙車道每200米4個點，采取現場隨機取樣的方法抽取試樣，取樣時因從上挖到下一層，把挖出的灰土拌勻，從中抽取有代表性試樣1000g左右。現場為了加強過程質量控制，從灰拌機拌完第一道我們就開始取樣試驗，檢查石灰劑量和拌和深度及均勻性，發現問題及時處理糾正。應及時對拌和均勻的混合料進行質量檢測，布灰盡可能一次布灰到位。

試驗：試驗方法是用EDTA滴定法，其原理是先用10%的氯化銨弱酸溶出石灰土中的Ca2+，然后用EDTA二鈉標準溶液奪取Ca2+，EDTA二鈉標準溶液的消耗量與相應的石灰劑量存在近似線性關系。在試驗過程中，每個樣品攪拌的時間、速度和方式應力求相同，以減小試驗誤差。在EDTA滴定過程中，溶液的顏色有明顯的變化過程，從玫瑰紅色變為紫色，最后變成純藍色。因此要把握好滴定的臨界點，切不可直接將溶液滴到純藍色，因為在滴定過量時，溶液的顏色始終保持純藍色，沒有經過臨界點則可能已經過量很多，一般來說在溶液變為紫色后，如石灰劑量較低，1-2滴就能徹底變藍，如石灰劑量較高，可能需要再多些。因此，此時的滴定速度務必放慢，逐滴滴入，并保持搖勻，以免滴定過量。滴完后記得一定要用清水清洗滴定管，不然等下次滴定的時候滴定管閥門就會卡死，也可以在滴定管閥門處涂些凡士林，這樣就可以保證溶液不會漏，閥門也不會卡死，剛開始不知道被弄壞了好幾根滴定管。

三.總結

灰劑量作為影響路基和路面底基層質量的一大因素，越來越受到施工人員的重視，只要我們從標準試驗，原材料質量，施工工藝，計劃安排等方面嚴格把關，減少施工中灰劑量的損失，建立正確的驗收標準，確保原材料質量優良，則在保證工程質量的前提下，會大大降低工程成本。

參考文獻：

[1]公路路基施工技術規范

[2]公路無機結合料試驗規程

作者簡介：

丁雙，中鐵十二局集團第七工程有限公司。