淺談二灰土施工的工藝及質(zhì)量控制

魏 健

摘要:二灰土底基層是公路建設(shè)中路面的重要結(jié)構(gòu)物之一,闡述了二灰土的特性,分析其在施工中容易出現(xiàn)的一些質(zhì)量問題,并闡明了如何通過優(yōu)化配合比和施工工藝來嚴(yán)格控制二灰土施工質(zhì)量。

Abstract:The lime-fly ash base is an important structure in the road construction. The thesis illustrates the characteristics of the lime-fly ash and describes the quality control of the lime-fly ash through optimizing the mix ratio and construction technology.

關(guān)鍵詞:高速公路;二灰土;施工工藝

Key words:highway;lime-fly ash;construction technology

中圖分類號:U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0193-01

1 二灰土的特性

1.1 二灰土具有較高強(qiáng)度。二灰土成型后,雖然早期強(qiáng)度偏低,在氣溫較高的季節(jié),如夏季7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度能達(dá)到0.6～0.8MPa,在春天及秋天7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度能達(dá)到0.5MPa左右,但二灰土后期強(qiáng)度高,1個月在夏季能達(dá)到1.7～2.0MPa,2個月能達(dá)到3MPa,以后強(qiáng)度還不斷慢慢增長,因此,二灰土是一種具有較高強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)層。

1.2 二灰土整體性好。二灰土成型后,經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護(hù),其強(qiáng)度逐漸增高,最后形成一個有機(jī)的整體,形成整體的原因有兩種:首先是由于石灰、粉煤灰含有許多化學(xué)活性物。其中氧化鈣、二氧化硅物質(zhì)所形成的離子與粘土顆粒的離子發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng),從而形成大團(tuán)粒結(jié)晶體,具有很高的強(qiáng)度;其次是由于機(jī)械的物理力學(xué)作用,二灰土攤平后,經(jīng)過重型壓實機(jī)具將其壓實,使二灰土形成緊密的結(jié)合體。前者說的是二灰土形成強(qiáng)度、板結(jié)的主要原理;后者說的則是二灰土中強(qiáng)度形成的必要條件。因此,二灰土經(jīng)過密實后具有良好的整體性。

1.3 二灰土具有良好的水穩(wěn)性和抗低溫能力。由于二灰土內(nèi)部的物理化學(xué)反應(yīng),從而形成致密的整體,雨水不容易滲透,同時因為二灰土的化學(xué)反應(yīng)有放熱現(xiàn)象,致使在低溫季度施工時,二灰土的強(qiáng)度仍不斷增高。例如,天津疏港公路在三月中旬施工的二灰土,通過現(xiàn)場檢測,7天強(qiáng)度達(dá)到0.4MPa以上,充分說明了二灰土抗低溫的能力。

1.4 二灰土施工方便。由于二灰土強(qiáng)度增加的速度慢,其物理化學(xué)反應(yīng)也較之緩慢,因此從拌合到攤鋪、碾壓均有較長的操作時間,便于掌握,不像水泥那樣穩(wěn)定材料從拌合到碾壓只能在初凝時間內(nèi)完成(一般控制在4～5小時之內(nèi))。而二灰土從拌合到碾壓成型,可以控制在1～2天時間,即使這樣對其強(qiáng)度的增加也沒有太大的影響。所以,施工時受雨水、機(jī)械設(shè)備、人為因素的影響相對小得多,二灰土施工作業(yè)相對比水泥穩(wěn)定土施工作業(yè)容易和方便。

1.5 二灰土造價相對較為經(jīng)濟(jì)。要達(dá)到同樣強(qiáng)度指標(biāo)的二灰土與水泥穩(wěn)定土造價比較,以15cm厚度為例,二灰土材料成本較水泥穩(wěn)定土成本低0.4～0.8元/立方米(河北省衡水106國道和天津的疏港公路報價綜合價)。同時,有效地利用了工業(yè)廢料,減少了環(huán)境污染,對環(huán)保起著促進(jìn)作用。

2 二灰土容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

在施工過程中二灰土容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題,集中表現(xiàn)在不好成型的問題上,主要有三個方面,即表層起皮、彈簧和裂縫。

2.1 表層起皮現(xiàn)象。二灰土表層起皮既影響美觀又影響路面質(zhì)量,由于這些起皮很容易形成夾層,起皮現(xiàn)象歸納起來有兩種情況:第一是由于表層過濕,碾壓時掌握不好,二灰土被壓路機(jī)輪子粘起而出現(xiàn)麻麻點點,并越積越多;第二是由于表層含水量過小,碾壓時發(fā)生推移而起皮。對于第一種情況而言,碾壓時要掌握好時間,待表層接近最佳含水量時進(jìn)行碾壓;對于第二種情況的出現(xiàn)處理起來則比較麻煩,若是整層灰土含水量均小于最佳含水量則應(yīng)重新灑水補(bǔ)充水份后再拌合。若是因表面2～3cm厚二灰土含水量不夠,則先灑水補(bǔ)充水份待表面二灰土接近最佳含水量不發(fā)生粘輪時進(jìn)行碾壓。

2.2 二灰土彈簧現(xiàn)象。二灰土彈簧現(xiàn)象有兩種情況。一是由于二灰土過干出現(xiàn)干彈簧;二是由于二灰土過濕而出現(xiàn)濕彈簧。二灰土最佳含水量比較大,一般在19%左右,隨著粉煤灰比例增加,最佳含水量也增大,因此,在二灰土拌合之后要控制好含水量,盡量減少彈簧現(xiàn)象的出現(xiàn),從而加快施工進(jìn)度。

2.3 二灰土的裂縫現(xiàn)象。二灰土由于配比、施工、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)很容易產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的根源與下列因素有直接關(guān)系。

(1)土質(zhì)問題的影響。土質(zhì)塑指越高則二灰土出現(xiàn)裂縫的機(jī)率也就越大,這是因為塑指高的土有較強(qiáng)的伸縮性,遇水發(fā)脹,烘干則收縮,因此在選擇二灰土的土質(zhì)時,應(yīng)選擇塑指在20以下的土質(zhì),但不能低于10,如果塑指太低則影響二灰土強(qiáng)度。(2)配合比的影響。二灰土3種材料里如果土的比例大,則二灰土出現(xiàn)裂縫的機(jī)率也就會增加。這是因為土對水的敏感程度要比石灰、粉煤灰大,因此,在二灰土配比時要盡量控制土的比例。(3)含水量的影響。由于二灰土中有大部分粉煤灰、石灰成份對水的敏感性相對較弱,而施工時其含水量略比最佳含水量偏大2%～3%,容易成型,不起皮,且容易壓實,但由于含水量增大,加上成型以后水份的蒸發(fā)速度快,因此,二灰土中的土產(chǎn)生激烈的收縮從而導(dǎo)致二灰土開裂,含水量越大開裂的程度就越寬、越深。

3 施工中的質(zhì)量檢測

二灰土的外形尺寸在施工時一般都能夠達(dá)到設(shè)計要求,下面僅對二灰土的內(nèi)在質(zhì)量檢測作一些簡單的介紹。

3.1 含水量。在實際施工過程中(碾壓時、成型強(qiáng)度試件時)含水量是用酒精燒干法來進(jìn)行檢測。對高塑性粘土做二灰土,這兩種含水量的檢測方法,測試結(jié)果相差較大,由于粘性土酒精不易燒透,烘干法比酒精燒干法測出的含水量大2～3個百分點。這樣計算出的壓實度也相差約2個百分點,強(qiáng)度結(jié)果也不能代表二灰土的真實強(qiáng)度。因此,必須通過試驗找出這兩者的關(guān)系,使二灰土在配合比試驗和現(xiàn)場測試時的含水量相統(tǒng)一。

3.2 灰劑量。石灰是二灰土強(qiáng)度的重要保證,實際施工過程中必須嚴(yán)格控制灰劑量。

3.3 壓實度和強(qiáng)度。用灌砂法檢測全層厚的壓實度,按規(guī)范要求的頻率進(jìn)行檢測,對短施工段落進(jìn)行評定,最少不能少于6個點。壓實度不合格的主要原因有:①施工配合比不準(zhǔn)確。這主要和粉煤灰的用量有關(guān),粉煤灰的用量多則二灰土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少則二灰土的最大干密度偏大。②含水量不均勻。二灰土的表面含水量偏小,造成二灰土表面松散。③二灰土的厚度太大,二灰土的下部碾壓不密實。

綜上所述,其實在二灰土實際的施工作業(yè)中并沒有多大的技術(shù)難題,但如果掌握不好仍可能造成上述質(zhì)量問題,因此,廣大有關(guān)工程技術(shù)人員要不斷地在實踐中去摸索,掌握一定的作業(yè)技巧,使它的施工技術(shù)形成一套科學(xué)的完整的工法,讓科學(xué)技術(shù)變成生產(chǎn)力,從而為確保工程質(zhì)量提供可靠的技術(shù)保證。