淺析生石灰粉灰土路基路拌法施工

馬軍萍

摘 要：采用水泥撒布車將磨細生石灰進行撒布，再采用路拌機對薄層路基填土進行路拌施工的灰土路基填筑施工方法。

關鍵詞：石灰;撒布;路拌;灰土填筑

中圖分類號：U415.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0104-02

0 引言

石灰土（簡稱灰土）路拌法的施工工藝與方法早已成熟，在高速公路建設領域已廣泛應用。本文所介紹的灰土路拌法施工采用冷再生路拌機與粉料灑布車設備組合的新工藝，解決了傳統灰土施工中存在的如因拌合深度不足導致灰土拌合均勻性差等灰土路拌法施工的質量控制難點問題，并且很大程度上提高了施工功效、降低了施工成本。

1 概述

某高速公路黃土地區高填方路段，路基填筑采用摻加3%石灰的方式對黃土進行改良，以消除黃土路基的濕陷性和減小工后沉降，試驗段填筑長度120m，平均填筑高度為12m，平均填筑寬度為64m，設計壓實度94%。

2 石灰改良黃土路基機理分析

黃土是一種多孔隙、弱膠結的第四紀沉積物，以粉土顆粒為主，垂直節理發育，含有大量碳酸鹽，具有大孔性。石灰屬于氣硬型膠凝材料，當黃土中混入石灰后，兩者發生強烈的相互作用，使黃土的某些性質發生根本性的改變。在一定條件下會發生復雜的物理化學反應，在初期表現在土結團、塑性降低、最大含水量增加和最大密度的減小等。后期出現結晶物，導致土的強度和穩定性提高。灰土硬化經歷離子化反應、離子交換-水膠連接作用、固結反應和碳酸化合結晶作用等，生成硅酸鈣化合物和鋁酸鈣化合物等，使得土的強度顯著提高，而且隨時間延續而增大，具有長期穩定的特性。

3 施工要點

3.1 填料含水率的確定

在路基試驗段中通過對不同含水率的石灰土經過同樣的碾壓工藝進行比對，確認實際施工中應控制的填料最佳含水率為17.4%，而該標段取土場的天然含水率為20%-22%。

采用22t羊足碾壓路機弱振碾壓一遍、強振四遍，然后22t光輪壓路機強振碾壓兩遍的碾壓工藝，分別對六種含水率（17.4%、18.4%、19.4%、20.5%、21.5%、23%）的素土采用灰土路拌法施工后檢驗壓實度，碾壓后測得的數據如表1所示。

經現場試驗可知土料在和生石灰拌合碾壓完成后含水率總體會下降2%-2.5%。并且素土拌合前的含水率在20.5%-21.5%之間時，采用此工藝施工能保證路基壓實度>94%。

3.2 人員、設備配置

此施工方法的主要人員、設備配備情況如表2-3所示。

3.3 施工工藝

（1）施工工藝流程，如圖1所示。

（2）原地面及上層處理。路基填筑前，應對原地面進行清表碾壓處理或對上一層路基上的浮土、雜物、積水等進行清除。

（3）測量放樣。每層路基施工上料前，根據路基填筑高程、邊坡坡度放出邊樁及中樁位置，邊樁應考慮超填寬度，超填寬段按照50cm控制，用白灰撒出路基填筑邊線級恢復路基中樁。

（4）備料、攤鋪土。路基填筑前應對填料的含水率、顆粒分析、液塑性、擊實試驗、CBR值等進行檢測。保證最佳含水率在20.5%-21.5%之間，室內最大干密度1.746g/cm3，石灰質量達到國家標準二級以上，活性CaO+MgO含量不低于80%。

每層松鋪厚度按30cm控制，用白灰畫出8m×8m方格網，沿填筑界線每隔20米布置填高控制點，采用推土機對卸好的填料沿線路縱向進行攤鋪。

（5）整平。初平：采用推土機對攤鋪好的填料沿線路縱向進行初步整平，使攤鋪表面較為平順，橫坡坡度順暢，同時對路肩部分進行初步碾壓。

精平：利用平地機進行精平，按照路邊每隔2m設置的標尺掛線控制松鋪厚度。

（6）粉料灑布車撒鋪石灰。計算每平米需要灑布的石灰量，粉料灑布車可在每平米5～50kg之間任意調節灑布量，確定理論灑布量后輸入灑布車控制系統，灑布車自動控制均勻灑布。按虛鋪30cm計算壓實系數1.3，壓實后每平米0.23方土，重量0.4噸，則3%灰土需要消石灰12kg。

（7）拌合。采用路拌機進行拌和，拌合二遍以上。每一遍不宜翻拌到底，應留2-3cm，以防止石灰下沉集中在底部翻拌不上來，形成灰夾層。第二遍翻拌時，一定要翻拌到底，并對下層略有破壞，宜1cm左右。這樣既能消除夾層素土，又能使上下兩層結合更好。

（8）碾壓。整形后，經檢查標高、橫坡、平整度、含水量、含灰量均符合有要求后，采用22t羊足碾壓路機和22t光輪壓路機進行碾壓。先用羊足碾先弱振一遍，然后用再用羊足碾壓路機振壓2-3遍，接下來用光輪壓路機進靜壓1-2遍，達到表面無輪跡、無軟彈后及時按頻率檢測壓實度達到要求時停壓，否則繼續壓實至達到規定值為止。

（9）養生。石灰土碾壓完成后第二天或第三天開始養生，一般使用灑水車養生，使灰土表同保濕養生7d。

4 施工優點

4.1 提高路基施工質量

相對于傳統路拌機，冷再生路拌機圓盤耙葉片較長，能夠有效的控制拌和深度，保證石灰土拌和的均勻性，提高施工質量。

4.2 解決生石灰塊現場消解的一系列施工難點

生石灰塊消解后篩分處理較為困難。含水量過大時顆粒間附著粘結很難過網篩，含水量過小時揚塵較大造成環境污染。

消解不充分。生石灰塊不易充分消解，采用磨細生石灰粉，可保證拌合過程中生石灰粉與水分充分反應，在較短時間內完成消解，避免了因石灰塊消解不充分導致路基鼓包膨脹的質量通病。

4.3 提高路基施工效率

由于傳統路拌機拌和深度為17cm，導致每層松鋪厚度為17cm，冷再生路拌機拌和深度較深，每層松鋪厚度為30cm，大大加快施工進度，提高施工效率。

4.4 更加安全、環保

生石灰粉有廠家生產后用粉料罐車運輸至現場，到達施工場地后通過散裝粉料車的氣體壓力將罐內生石灰粉輸送到粉料灑布車（或者灰灌）中，由灑布車直接灑布，無揚塵，無需人員身體接觸，避免了人員燙傷等風險，安全環保。

4.5 存儲方便

在施工現場架立粉料罐進行儲存，不需要額外修建消解池。

5 費用對比

5.1 材料費用

3%灰土生石灰粉撒布量39.5公斤/方，損耗1%，合計39.9公斤。由于灑布均勻，基本無薄弱環節，灑布在理論計算基礎上增加5%均可以滿足實測灰劑量要求，材料單價為405元/噸（含運費）。即41.9公斤/方，17元/方。

3%灰土生石灰塊需用39.5公斤/方，損耗3%，合計40.7公斤。由于裝載機灑布，人工配合，灑布均勻度不夠，為滿足實測灰劑量要求，需要在理論計算基礎上增加20%布料，材料單價為360元/噸（含運費）。即48.8公斤/方，17.57元/方。

5.2 設備、人工費用

生石灰粉需要灑布車撒布，冷再生路拌機，其費用組成包括租金和燃油費。根據現場具體情況，考慮各種機械人工，折合每立方米灰土價格2.32元。

生石灰塊需要先進行一次消解，消解及篩分費用：3000立方米灰土需要146.4噸生石灰，需要1臺裝載機，4臺水泵，4個工人1天工作;灑布需要裝載機1臺、工人4個半天工作;汽車需要裝運熟石灰15車;根據現場具體情況，考慮各種機械人工，折合每立方米灰土價格2.68元。

5.3 費用對比表（表4）

6 結語

采用冷再生路拌機加粉料灑布車的新設備新工藝施工灰土路基，不僅解決了灰土路基易出現的質量通病且提高了施工效率、有利于環境保護，而且在施工成本上也較傳統設備及工藝更低。可在黃土路基地區推廣使用。

參考文獻

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