二灰土外掺碎石底基层施工

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摘要：结合荣乌线底基层的施工实践，选择了稳定方案在试验路及实体工程上实施，研究了石灰粉煤灰外掺碎石稳定土的施工方法及质量控制措施，总结了应用这种稳定材料施工时的注意事项。

关 键 词：粉砂土 外掺碎石 灰剂量 含水量 施工工艺

1．工程简介

荣乌线五合同路面工程，途经潍坊市寒亭区，起讫点桩号为K36+300～K45+800，全长9.5。路基采用整体式断面，总宽度为28米，双向四车道，沥青路面顶面宽度为11.75×2m。本合同段主线沥青结构层采用4cm+6cm+8cm型，基层采用双层18cm水泥稳定碎石，底基层采用20cm二灰土（外掺40%碎石）。二灰土外掺碎石底基层施工，因工期紧张，均采用路拌法进行施工，这种方法拌料均匀，操作简单，不仅施工进度快，而且质量容易保证，施工效果良好。该方法较适用于大面积底基层施工。

2．二灰土原材料的选定及混合料组成设计

荣乌路潍坊段路面结构中选用20cm二灰土作为底基层。由于本段沿线土质主要为粉质粘土，其粘粒含量少，塑性指数低，用于二灰稳定成型能力较差，施工质量不易控制。需外掺碎石，以提高其稳定性，并在配合比和施工工艺上严格控制。外掺碎石主要是增加底基层粗集料含量，碎石在底基层中处于悬浮状态，这样可以防止底基层出现裂缝，并且具有强度高、刚度大、水稳性好等特点。

路面试验室在监理工程师的配合下，对选用原材料随机取样,经检验各种原材料均符合设计规范要求。经配合比设计计算，在最佳含水量状况下，按要求的压实度制备混合料试件，在标准条件下养护6天，浸水1天后取得无侧限抗压强度, （其设计强度为二灰土外掺碎石7d（20℃，湿养6d，浸水1d）龄期的无侧限抗压强度不小于0.7Mpa,。）在满足强度要求的前提下,确定了路面底基层配合比为：石灰：粉煤灰：土：碎石=14：26：60：40；最大干密度1.72g/cm3；最佳含水量15%。

3．施工工艺

3．1现场准备

现场准备好后，依次层铺素土、粉煤灰、粗集料及消石灰。控制好松铺厚度后用路拌机拌和均匀 ，经灰剂量 、含水量检测合格后 ，一次碾压成型。但现场施工如二灰土总量偏少，加之平地机操作水平较差 ，则常常会因薄层贴补而产生起皮的现象 ，建议现场各种材料用量按设计结构层厚+0.5cm的数量控制。

3．2运铺素土

根据以往经验以及土的击实情况结合试验段的现场施工情况，素土运铺压实后的厚度为12cm，测量人员实测路基地面高程，按每车（压实方17-18方）卸土方格为19.6m(长)×7.5m(宽),培土堆，用推土机稳压、找平，根据高程用平地机刮平整形。

3．3运铺拌和粉煤灰

根据粉煤灰的用量计算断面（长为1m、宽为13.45m）用灰量为1.069 m3。（粉煤灰断面用量计算过程：1.069=1*13.45*0.2*1.74*26/140/0.813）

根据以往经验结合试验段的现场施工情况， 粉煤灰的松铺厚度为7cm。

首先用自卸车将粉煤灰运至刮好的素土上面，每断面纵向卸两个灰条,码成三角形断面(断面间隔为6.7m,三角形尺寸为:底宽：1.65m，高：0.65m),经监理验收合格后，均匀摊铺，拌和一遍，人工找平,洒水稳压。

3．4运铺拌和粗集料

根据粗集料的用量计算断面（长为1m、宽为13.45m）用量为0.892m3。（粗集料的断面用量计算过程：0.892=1*13.45*0.2*1.74*40/140/1.5）

根据以往经验结合试验段的现场施工情况，石料的松铺厚度为9 cm。

用自卸车将石料运至拌和好的粉煤灰上,每断面纵向码成两个三角形断面(断面间隔为6.7m,三角形尺寸为:底宽:1.72m,高:0.52m) 石条。经监理工程师验收合格后，均匀摊铺，拌和一遍，人工找平,洒水稳压。

3．5运铺拌和消石灰

根据消石灰的用量计算断面（长为1m、宽为13.45m）用灰量为0.948m3。（消石灰的断面用量计算过程：0.948=1*13.45*0.2*1.74*15/140/0.529 ）。

根据以往经验结合试验段的现场施工情况，石灰的松铺厚度为6cm。消石灰运至摊铺好的粉煤灰、石料混合料上面，每断面纵向卸两个灰条,消石灰灰条码成三角形断面(断面间隔为6.7m,三角形尺寸为:底宽:1.61m,高:0.59m)码方，经监理验收合格后，均匀摊铺，人工找平。用稳定土拌和机拌和一遍, 拌和过程中，要及时检查拌和深度，要使混合料拌和均匀。推土机稳压，测高程，人工开槽，平地机整平，人工找平，这时的混合料松铺厚度为21.5cm。

最后一次拌和时，拌和深度应直到土基，并宜侵入5－10mm（不宜过多）以加强上下层的粘接。应设专人跟随拌和机，随时检查拌和深度，并配合拌和机操作员调整拌和深度，使石灰粉煤灰层全部都拌和均匀，避免素土夹层及漏拌现象。拌和过程中及时检查混合料的含水量，水分宜大于最佳含水量的1%左右。拌和完成的标志是：混合料色泽一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝”或“带”，且水分合适和均匀。

3．6取样检验

拌和混合料后，取样检验二灰土（外掺碎石）的灰剂量指标。按上述施工工艺施工，检验的灰剂量均符合设计要求。拌和完成后，立即取样检验二灰土（外掺碎石）的含水量，制件，检测二灰土（外掺碎石）强度。经制件7d强度符合设计规范要求，现场取芯完整。

4．层铺法有着明显的优点

4．1混合料各组份拌和更加均匀

通过粉煤灰、碎石、石灰与素土分别拌和．一方面降低了土的塑指从而增加了施工的和易性．另一方面使得混合料中的两种无机结合料分散更加均匀，从而增加了压实成型后的整体强度。

4．2混合料配合比控制更加精确

在石灰、粉煤灰控制方面：由于石灰、粉煤灰是分别拌和，可以通过 2～3次灰剂量测定有效地控制石灰、粉煤灰的用量，从而避免了石灰、粉煤灰用量过多、过少所带来的各种问题。尤其是有效预防了因石灰、粉煤灰掺加不足 ，导致现场混合料实际强度、压实度不足情况的发生。更加确保了二灰土质量。

4．3可以加快施工进程

减少了高程控制次数，就可以大大压缩施工周期，尤其在多雨季节组织施工，二灰土施工会常常因为周期长，不能及时碾压成型而遭雨返工，这不但会影响工期、造成经济损失，而且返工后必然对质量有一定影响。

4．4避免了素土夹层的出现

荣乌线因为用改良土代替了素土，从而绝对避免素土夹层，当然如果控制不到位，仍然会出现改良土夹层，但在危害程度上要远远小于素土夹层，因此拌和深度同样要认真控制。

5．施工中容易出现的质量问题：

质量控制中应特别注意的几个问题，二灰土的施工虽没有特别复杂的技术难题。但如果掌握不好就可能带来诸如表面起皮、弹簧、下部素土夹层以及裂缝等质量问题。因此，在施工的质量控制中，应特别注意针对以上几个常见问题采取相应措施。

5．1二灰土起皮现象

二灰土表层起皮既影响美观又很容易形成夹层。起皮现象归纳起来有两种情况：第一是由于表层过湿，碾压时掌握不好，二灰土被压路机轮子粘起而起皮；第二是由于表层含水量过小，碾压时发生推移而起皮。对于第一种情况而言，碾压时要掌握好时间，待表层接近最佳含水量时进行碾压，第二种情况出现则比较麻烦，若是整层灰土含水量均小于最佳含水量则应重新洒水补充水分后再拌和，若是因表面 2 crn～3 cm厚二灰土含水量不够，则先洒水补充水分，待表面二灰土接近最佳含水量不发生粘轮而进行碾压。

5．2二灰土裂缝现象

二灰土属半刚性基层，裂缝通常有两种类型，一是干缩裂缝，另一种是温缩裂缝，干缩裂缝是由于材料中的水分蒸发和混合料内部发生水化作用，使其水不断减少，从而引起体积收缩。温缩裂缝是在降温过程中，由于材料产生体积收缩引起的，由于压实完成后的头几天抗拉强度较小，此时产生的拉应力很容易使二灰土产生规则的横向裂缝。

5．2．1土质问题

影响土的塑指越高N--灰土出现的裂缝几率越多。土有较强的伸缩性，遇水发胀，烘干则收缩 ，因此在选择二灰土的土质时，应选择塑指在 20以下的土质，但不能低于 l0，如果塑指太低则影响二灰土强度。

5．2．2含水量的影响

施工时其含水量略比最佳含水量偏大1％～2％，容易碾压 4遍 ～6遍达到压实度标准，且不起皮，并容易压实。但含水量增大，加上成型以后，水分的蒸发速度快，因此，二灰土中的土产生激烈的收缩从而导致二灰土开裂，含水量越大开裂的程度就越宽越深。在洒水拌和过程中，应及时检查混合料的含水量。

5．2．3配合比的影响

二灰土材料中若土的比例越大，则二灰土出现裂缝的几率越高，这是因为土对水的敏感程度要比石灰 、粉煤灰大。因此二灰土配比时要尽量控制土的比例，由于土比粉煤灰便宜，因此有些施工单位采取增大土的比例，减少粉煤灰用量，从而降低成本 ，殊不知产生的裂缝将要严重得多。此外 ，在满足强度要求的前提下 ，要用最小的灰剂量，以控制干缩裂缝。

5．2．4养护

由于二灰土是接近或略大于最佳含水量时碾压成型的，成型以后，二灰土得不到及时养护 ，则容易产生表面开裂。

5．3弹簧现象

弹簧现象也是因为含水量过高引起。由此可见在施工过程中控制好混合料的含水量显得非常重要。然而烘干法测定含水量需要4～6h。已失去指导施工的意义。因此可采用速度较快的酒精燃烧法替代，但是由于二灰土混合料中粉煤灰的比例约占1／4左右．粉煤灰的烧失量会影响酒精燃烧法的测定结果。所以在这种试验手段使用之前，必须由烘干法与烧失量多做几组对比试验，从而确定同一路段、同一级配粉煤灰的烧失量，这样就在混合料烧失量的基础上减去确定的粉煤灰烧失量即得出实际含水量来指导施工。