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石灰土路拌工艺初探

一、工程概况
沪杭高速公路(上海段)HH01标西起于金山区枫径镇和浙江段相连接，东至松江区新洪镇，里程桩号为K0+079～K8+300，全长8.379km，工程于1996年1月20日正式开工，至1996年底已基础完成了道路路基填筑施工任务，1997年下六个月，在路基沉降达成稳定后开始了道路路面结构施工，为了提升土路基平整度及强度，于1997年3月18日决定：在沪杭高速公路(上海段)HH01标进行石灰土路拌试验。
试验路段在2+775～3+030，全长255mm；施工控制标高为原设计土路基标高加5cm，施工深度为30cm，施工宽度为道路中心线两侧各15m，横坡为2%，其横断面图为：

试验路段石灰剂量定为(上海方向)土路基左半幅(15m宽)4%，右半幅(15m宽)6%二种。
试验路段施工特点：在已完成卸载土路基上进行石灰土施工。
试验路段试验目标：
1、石灰土不一样石灰剂量性能比较；
2、石灰土施工方法研究(按操作规程)；
3、石灰土施工效率研究；
4、石灰土施工设备性能；
5、机具和劳动力组合。

二、石灰土特点
在土路基中，掺入适量石灰和水，经拌和，压实及养护后得到混合料，当其抗压强度符合要求要求寸，称为石灰稳定土，简称石灰土。
石灰土含有良好力学性能，并有很好水稳性和一定程度抗冻性。它早期强度和水稳性较低，后期强度较高；因为干缩、冷缩易产生裂缝。

三、WBL21型稳定土拌和机性能
WBL21型稳定土拌和机——是试验路段所使用关键机具。它是一个在行驶过程中，以其工作装置对土就地粉碎并和稳定剂均匀拌和基础土作业机械，该机为全液压驱动，转子反转自行式稳定土拌和机，含有行走方便、操作灵活、功率大、生产率高等特点，它由液压系统、操纵系统、电气系统、工作装置及行走系统组成。
WBL21型稳定土拌和机有效拌和宽度2.1m，最大拌和深度为40cm，作业整度为0-1.5km/h，整机质量13t。

四、工艺步骤
施工技术交底
施 工 放 样
养 生
碾 压
整 型
拌 和
摊铺细生石灰
路槽开挖整平

弯 沉 测 定
平整度测定
压实度测定
施工方案编制
标 高 测 定
土液塑限测定
土含水量测定
石 灰 测 定
拌和均匀性检定
拌和深度检测
标 高 复 测
石灰土含水量测定

五、土基准备
1、路基开挖
因为施工便道在道路左侧，考虑到车辆、机具设备运行，优异行土基右半幅施工。
道路中心桩放设后，先标出路槽开挖范围，再用水准仪测出开挖段标高，人工挖槽做标识，每25m一条槽。
挖机按标识开路槽，土方外运堆放。混凝土结构边缘采取人机配合开挖，以保护混凝土结构，开挖时随时复测标高。
考虑至雨季施工，在两侧路肩每25m路段内开挖三条宽40m排水沟，深度低于路基5cm。中央分隔带处我们设有2%倒坡，这些方法经过下雨考验，证实是有效，大大改善了排水效果。
2、路槽整平
路槽开挖后，采取G-14自动平地机整平，两侧边线用人工修整，并再次复测路槽标高，通常平地机进行二次整平后，标高基础达成要求。路槽整平后用压路机碾压一遍。
压实后需检测土含水量，液塑限和有机质含量，考虑到土质无多大改变，仍采取原试验结果，即液限37.6%、塑限23.2%、塑性指数14.4，有机质含量3.6%。
土含水量为18.99%，局部地方含水量为29%。

六、磨细生石灰摊铺
试验路段采取石灰为苏州吴县市西山镇第二石灰厂生产磨细生石灰。
磨细生石灰进场后，即进行有效钙十氧化镁含量试验，1997年3月20日运进第一批石灰，厂方试验为85.73%，我们复试为72.27%；1997年4月1日运进第二批石灰，厂方试验为80.36%，我们复试为65.45%，属不合格产品，故我们已提醒厂方注意质量问题。
因为磨细生石灰有效钙十氧化镁含量试验需送外做，路远速度慢，影响施工进度，所以现场试验室需配置一套测试仪器。
磨细生石灰布放，按采取石灰剂量计算(干土容量为1.75g/cm3)，磨细生石灰每袋50kg。
单车道：4%剂量255×15×0.3×1.75×4%=80t
则每平方米20kg，每袋石灰纵向间距2.5m，横向间距1m。
6%剂量255×15×0.3×1.75×6%=120t
则每平方米30kg，每袋石灰纵向间距1.66m，横向间距1m。
石灰袋运拆，开始时采取二个搬运人工拆线方法，但这造成石灰和皮肤大面积接触，危害性较大，施工速度慢，后改为用车将石灰运至现场周围布放，用铁勾拉刀划口，采取流水方法，使施工速度大大加紧，也改善了施工环境。
磨细生石灰摊铺，刚开始时全场摊铺，但发觉拌和时边缘石灰会飞扬出去，以后改为在边缘部分约40-50cm不布灰，这部分灰仍放在路基内，以降低损耗。
在摊铺磨细石灰过程中，发觉该过程耗时最多，通常6%剂量时，100m单车道需4个小时，且风大时，扬灰厉害，石灰损耗较多。

七、石灰拌和
因为本试验路是在已完成路槽顶面进行开挖作业，所以石灰土剂量是否正确和实际开挖深度有亲密关系，另外土块破碎程度，拌和是否均匀，含水量控制是否正确，将直接影响灰土质量。为此，我们对这三个问题进行专题研究。
7.1拌和深度
开始拌和时，因为对拌和机性能掌握不够，拌和深度没达成要求，最浅处仅16cm，使得石灰剂量太高，效果不好，经和拌和机生产厂家技术人员一起探讨，认为说明书上最大拌和40cm，实际上是指松厚，而要达成实进取30cm，必需进行试车，为此选择10m土基进行试车，测了三个点，测得作业实厚为29cm、33cm、30cm，可见拌和机能达成所要求厚度。另外，还进行车速试验，在50m长、15m宽路幅上作业宽度1.5m时拌和第一遍用了2小时，则作业速度为15÷1.5×0.05÷2=0.25km/h；第二遍用了1小时，则作业速度为15÷1.5×0.05÷1=0.5km/h；总而言之，要达成30cm实厚，拌和机作业速度，第一遍0.25km/h，第二遍0.5km/h，并随时有专员测定翻拌深度。
7.2拌和均匀程度
要达成拌和均匀至关关键是拌和搭接，开始我们采取叠压拌和法，但发觉两车轮所处地基软硬不一，使车身歪斜，造成两边拌和深度不一样，从而产生一条素土带，拌和效果较差，以后我们采取骑马拌和法，即在拌和时每拌好一条后，在距这条已拌好灰土0.5-1.0m左右处，再拌另一条，然后再骑马拌这条素土带，这么使得拌和机二轮所处地基一致，确保了整个作业面得到均匀拌和，且不留死角，同时，对每次停机后产生坑槽随时派人填平，这么作不权对拌和有利且对平整度改善亦有好处。
7.3含水量
石灰土只有其含水量靠近最好含水量时，其压实效果最好，开挖拌和后，发觉灰土含水量偏小，我们立即采取洒水车(或用消防泵)洒水，并有专员控制洒水量，随时挖取样洞，经人工拌和后，以手握成团，落地松散经验方法现场控制含水量，待水份被充足吸收不粘轮后，再用拌和机复拌一遍，这么做通常一次就能达成理想要求。
补充水为经水质化学分析测试合格河水。
拌和时，发觉拌和机扬灰厉害，我们用土工布围在拌和斗上面，降低扬灰，在结构物周围不能拌到地方(如箱涵)将这部分材料在轻易拌和地方一起拌好，再回填。

八、整形和碾压
当灰土经数次拌和含水量接收最好值后，即可整平碾压，整平前，先用二轮平碾全方面初打一滚，然后用平地机整平，推出大致路拱横坡，接着用重型压路机充足压实至无轮迹为止，成形后路拱假如横坡或平整度不合要求时，仍可用平地机精平一刀，确保灰土面层平整度满足要求。

九、接缝处理
我们原计划255m一次性施工结束，但因为布料速度慢，只能分段施工。工作缝采取对接法，前一段留1m不进行碾压，后一段施工时一起再进行碾压。

十、养生
石灰土碾压成形后，即进行保湿养生，在本试验路段上采取洒水养生法，一天浇三遍水，通常255m单车道每遍浇8m3水，一天需浇24m3，养生水为河水。

十一、试验
在石灰土试验路段施工中，进行了石灰土重型击实标准试验，石灰土压实度试验，弯沉试验。
石灰掺量(%)
最大干密度(g/cm3)
最好含水量(%)
6
1.65
15
4
1.66
15

十二、石灰土试验分组情况
组 别
设备
人数
工 作 内 容
要 求
试验驵

取样
试验

现场跟踪
弯沉车

1
Σ6

3
1

1

1

1、测定路槽土含水量、塑性指数；
2、测定石灰技术指标；
3、测定混合料含水量；
4、测定石灰土拌和深度；

5、测定石灰土拌和均匀性；

6、测定石灰土密度；
7、测定石灰土弯沉。
指导石灰土施工；
原材料批量验收，质量控制；
确定压实效果；
决定石灰土厚度；检验拌和质量，定出合理拌和次数；
成型后检测，校核含水量、拌和、压实工艺正确性；

成型后检测，检验石灰强度。
前期准备
挖机
卡车
平地机

1
3
1
Σ5
1
3
1

1、开挖路槽糕；
2、外运土方；
3、平整场地。
准备石灰土施工现场。
推铺拌和
指挥
路拌机
卡车
洒水车
运摊石灰

1
1
1
Σ31
1
1
1
2
16
1、摆放和摊铺石灰；

2、石灰土拌和；

3、石灰土洒水。
按计量堆放石灰，均匀刮平，检验摊铺均匀度；

粉碎土颗料，控制拌和深度及拦和均匀性；

确定石灰土最好含水量。
整型碾压

(平地机)
压路机

1
2
Σ3

1
2
1、初步整平和整型；
2、碾压；

3、整型；
4、找平；

5、整型；
6、碾压；

7、最终整型
对已拌和均匀石灰土整平；
用压路机碾压以暴露潜在不平整；
用平地机整型并以压路机紧跟初压；
局部低硅处用新拌石灰土找平；
再用平地机整型一次
保持在最好含水量时进行，用振动压路机碾压(以达成要求密度为止)，定出合理碾压遍数；

在碾压结整以前，再用平地机终平一次符合断面设计要求，刮去局部高出部分并扫出路外。
养生

2
1、养生洒水；
2、管制交通。
石灰土保持一定温度；
严禁车辆通行。
累计
10
37

十三、结论
用石灰稳定土处理上海地域过湿、软弱土基是有较，它使得路面平整坚实，养生期后重型车辆上去无轮迹，整个路基形成平整板体。
从两种不一样石灰剂量对比试验结果能够看出，它们最大干密度和最好含水量相近，从环刀试验密实度比较4%石灰剂量密度均可达成95%以上，所以，选择4%石灰剂量为宜。
从强度方面考虑，石灰剂量高(限于12%)强度高，但只要满足路堤CBR值≥8要求就行，所以从加固路堤上考虑，只要4%剂量石灰土满足CBR值规范即可，这么用灰量少较经济；石灰布放快，施工速度也快，轻易推广应用。但对于部分过湿土(土含水量>29%)，提议局部采取石灰剂量6%为宜，因为它能够降低含水量10%左右，此时拌和后能够立即进行平整压密。