淮北地区粉质土路基掺灰技术研究

淮北地区粉质土路基掺灰技术研究

张镇山

辽宁省路桥建设集团有限公司辽宁沈阳110022

摘要：本文结合安徽蚌埠至五河高速公路工程的路基施工，阐述了淮北地区粉质土路基施工掺灰技术要点，着重介绍粉质土施工工序、掺灰技术性能。

关键词：粉质土路基掺灰施工工艺

前言

淮北地区蚌埠至五河高速公路工程第十、十一标用于路堤填筑的取土场为灰色粉质土，天然含水率达50%以上，液限为33.2%，集中在0.05mm~0.005细颗粒质量占80%以上，粉粒含量占绝对优势，而且粗粒和黏粒含量较少，天然含水率很高，具有特殊的工程性质，因此，该场地粉质严重影响了施工工期和工程质量。

一、施工准备

1.路基填筑工艺流程

取土场准备(取土、翻晒测含水量；掺灰测灰剂量)--测量、放样、打方格－上土－摊铺－翻晒（含水量检测）－整平（控制厚度）－初压－打方格—运石灰—机械布灰—拌合（检查有无夹层）—石灰灰剂量检测（合格后）—含水量检测（合格后）－整平－稳压—碾压－总结验收。

1.1土场降水

取土场范围内沿垂直路基走向每30m间距设置一道排水沟底沟宽2.5m，逐级下挖至深6m，土场纵向顶端设置一道排水沟，并将水引入取土场角深坑处，人工配合抽水机将水引出取土场范围的排水系统，水泵保持24小时连续工作，以保证取土场水位下降的目的。

1.2土场取土

为保证取土场土质满足路基填筑要求，现场采用3台挖机将土反挖、打堆、虑水晾晒。由于土场地基承载能力较弱，无法满足机械挖运施工的要求，故采用铺设厚度20mm钢板的方法来满足车辆运输以及3台挖机反复倒运、打堆、晾晒、移位、掺灰等工作的需要，从而保证土方顺利装车。

1.3堆料、滤水、掺灰、检测

堆料：取土场天然含水率较大，一般达到40%-50%,由于挖排水沟降水，含水率为35%左右。为利于晾晒和初步滤水的需要，每堆堆土量不宜过大，堆料太大堆内土无法晾晒、土堆过小影响土场的使用，土堆设置为15米*15米*2.5米。为加快粉质土晾晒，每堆料增加2次倒堆过程，倒堆采用挖掘机进行。

1.4运输

当含水率达25%左右时开始运输，为保证试验路的顺利进行，现场配备5台运输车辆，禁止在作业面上急刹车、急转弯、掉头和超速行驶。

二、路基施工

1.布料

布料前用白灰划出填料方格线尺寸7m*8m(每车按15立方米，松铺厚度为26cm计算)，施工过程中上土松铺系数按1.15~1.20控制；设置专人指挥装、卸土，以确保每车的运土量要基本准确，同一作业段土质保持均匀。

2.推平

推平采用2台推土机渐进式摊铺法施工，充分抓住有利的天气，做到随卸随推。全幅范围内初步推平后(中间高两边低），对局部超出或不足松铺厚度，及时处理。

3.翻拌、晾晒、含水率检测

运至现场的粉质土含水率还是较大，且不能直接碾压成型，需采用2台五桦犁进行反复翻松、晾晒，此阶段含水量检测每天至少进行1次或每翻拌、晾晒前后各检测一次，直到含水率现场检测达到最佳状态，报监理工程师检测，准备进行掺灰作业。

4.掺灰

石灰：石灰达到Ⅱ级以上的生石灰或消解石灰标准方可投入使用。现场配备水车1台进行石灰消解工作，按每吨石灰消解需要用水量500～800kg进行加水消解、焖料，使用前充分消解，消解后的石灰应保持一定的湿度，不得产生扬尘，也不可过湿手握成团，消解后的熟石灰应尽快使用，并测定其等级、含水量，通过试验计算其堆积密度。

5.拌合

灰土的拌合采用路拌法，由2台小型拌和机配合1台大型宝马路拌机进行拌合，拌和深度应达到改善土底层，并能将下层翻松2-3cm。严禁在拌和层底部留有素土夹层，拌和遍数不少于3次。拌和完成后，在监理工程师按规定频率检验认可石灰剂量前，不得碾压。改善土拌和完成后应当天完成碾压。经灰剂量检测合格后，报监理工程师检测，进行碾压作业。

6.碾压

现场配备振动式压路机和钢轮压路机碾压，压路机遵循先轻后重、先稳后振，先低后高、先外后内、先慢后快的原则进行碾压。碾压顺序自两侧向中间进行，每一往返压路机重叠三分之一，碾压速度不大于4km/h。每一层的段落接头要错开2m以上的间隔，采用2台振动压路机和1台钢轮压路机组合。

7.检测

当压实度满足该填筑层标准要求后，停止碾压进行检测，按标准要求各项指标检测合格后，报请监理工程师检测。

三、采集数据

1、路基材料标准试验数据

方案液限塑限塑性指数含水量干密度最佳含水CBR

素土35.319.116.231.81.815.72.73.55.1

2%/3%/4%/5%/6%/8%灰土1.8/1.758/1.735/1.718/1.706/1.691满足

2、石灰参入对含水率影响

4、石灰掺如比例与压实度

四、结果分析

1、从含水量和灰剂量的变化曲线图中可以看出，将石灰掺入粉质土中，能有效降低土体含水量，对于改良处治高含水量的粉质土效果十分明显。

2、从含水量和灰剂量曲线变化图中可以看出，素土中加入石灰后多长时间能够发挥作用，对后续改良路基填料的压实工序至关重要。加入石灰之前与之后5天内含水量变化差异非常大，石灰改良土降低含水量的幅度较大。

3、从灰剂量及碾压遍数统计表分析：随着碾压遍数的增加，特别是碾压6遍以后压实度提高不大反而减小，说明过度碾压会把下层的水分提上来，增大含水量，压实度无法提高。

4、根据成型路基效果看：3%、4%石灰改善土路基断面成型效果较差，大面积出现“皱裂”、表面松散现象，压实度小于94%；5%、6%石灰改善土路基断面成型效果一般，局部出现“皱裂”、表面松散现象，压实度大于94%，小于96%；8%石灰改善土路基断面成型效果较好，压实度大于96%。

五、经验总结

从试验结果来看，掺灰3%、4%石灰土适合93区以下的路堤施工；掺灰5%、6%适合94区以下的路堤施工；掺灰8%石灰土适合96区以下的路床、路堤施工，但考虑到粉质土板结性差，不建议上路床施工。

参考文献

[1]《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006中华人民共和国交通部发布2006.8.31.

[2]蚌埠至五河高速公路工程《两阶段施工图设计文件》北京交科公路勘察设计院有限公司2017.4.