淺談對路基灰土施工灰劑量的控制

摘要：在公路工程施工中，路基填料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到道路交通的使用壽命.由石灰、土按一定的比例組成的石灰土作路基填料，其強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，而灰土中石灰含量的多少，又是直接影響路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，所以合理而有效地控制灰土中的石灰含量成為灰土施工中一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié).結(jié)合工程特點(diǎn)及實(shí)際情況，論述了在灰土路基施工過程中幾種控制石灰含量的方法，對于指導(dǎo)路基施工有一定的參考價值.

關(guān)鍵詞：灰劑量

一、工程概況

我標(biāo)段路基長度共9850米，共39個斷面。上路堤（0.8-1.5）設(shè)計(jì)是4%的灰土，下路床（0.4-0.8）設(shè)計(jì)是6%的灰土，上路床（0-0.4）設(shè)計(jì)是8%的灰土。目前93、94區(qū)已經(jīng)全部完成，其中96頂驗(yàn)收完4588米，剩余5262米基本接近96頂，現(xiàn)在大面積施工，計(jì)劃2014年12月中旬全部完成路基施工。

二、灰劑量控制

2.1原材料控制

石灰：本標(biāo)段設(shè)計(jì)使用的石灰等級為二級灰，鈣質(zhì)生石灰有效鈣鎂含量≥80%，鈣質(zhì)消石灰有效鈣鎂含量≥60%，進(jìn)場的石灰以200t為一批，石灰進(jìn)場必須經(jīng)項(xiàng)目部試驗(yàn)室自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師抽檢，抽檢合格方可使用，石灰消解必須在取土場內(nèi)進(jìn)行，嚴(yán)禁在路基范圍內(nèi)消解，使用前7-10天充分消解，用水量為500-800kg/t，避免過干飛揚(yáng)，過濕成團(tuán)，并盡快使用，使用前必須過10mm篩，進(jìn)場的石灰要與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時用灰級別一致，要有防風(fēng)避雨措施，防止石灰失效。

2.2配置試劑

配置試劑是一項(xiàng)非常頻繁而又很重要的工作，它直接關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以我們一定要認(rèn)真準(zhǔn)確的對待。下面是常用的幾種試劑配置方法及注意事項(xiàng)：

2.2.1 0.1mol/m3乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（簡稱EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液）：準(zhǔn)確稱取EDTA二鈉（分析純）37.23g，用40-50℃的無二氧化碳蒸餾水溶解，待全部溶解并冷卻至室溫后，定容至1000ml。

2.2.2 10%的氯化銨溶液：將500g氯化銨（分析純）放在10L的聚乙烯桶內(nèi)，加蒸餾水4500mL，充分震蕩，使氯化銨完全溶解。這里需要注意的是：盡管氯化銨標(biāo)裝為一瓶500g，但在使用過程中氯化銨必須用電子稱稱量，不可用一瓶就當(dāng)做500g，瓶裝蒸餾水也是必須過量筒。配置的氯化銨溶液最好當(dāng)天用完，不要放置過久，以免影響試驗(yàn)精度。

2.2.3 1.8%氫氧化鈉（內(nèi)含三乙醇胺）溶液：稱取18g氫氧化鈉（分析純）放入潔凈干燥的1000mL燒杯中，加入1000mL蒸餾水使其全部溶解，待溶液冷卻至室溫后加入2mL三乙醇胺（分析純），攪拌均勻后儲于塑料桶中。

2.2.4鈣紅指示劑：將0.2g鈣試劑羧酸鈉與20g預(yù)先在105℃烘箱中烘1h的硫酸鉀混合，一起放入研缽中，研成極細(xì)粉末，儲于密閉瓶中，以防吸潮。因?yàn)殁}試劑羧酸鈉和鈣紅指示劑吸潮很快，必須放在密閉的容器中，用完后必須密封，鈣試劑羧酸鈉吸潮后很難攪開，鈣紅指示劑吸潮后溶液滴定顏色不明顯、不鮮艷，難以判斷滴定終點(diǎn)，必須從新配置。

2.3繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

取工地用石灰和土，風(fēng)干后用烘干法測定含水率，根據(jù)最佳含水率和濕混合料質(zhì)量（300g）計(jì)算出干混合料質(zhì)量、干土質(zhì)量、干石灰質(zhì)量、濕土質(zhì)量、濕石灰質(zhì)量和石灰土中應(yīng)加入的水的質(zhì)量。準(zhǔn)備5種試樣，每種兩個樣品，細(xì)粒土300g，5種混合料石灰劑量應(yīng)為：設(shè)計(jì)灰劑量、設(shè)計(jì)灰劑量±2%、±4%，以4%灰土為例：準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線的石灰劑量可為0%、2%、4%、6%、8%，應(yīng)保證工地實(shí)際所用的石灰劑量位于標(biāo)準(zhǔn)曲線所用劑量的中間，每種劑量取兩個試樣，共10個試樣。將300g試樣放入1000mL的搪瓷杯中，加入600mL氯化銨溶液，攪拌3min（每分鐘攪110-120次），沉淀10min后將上部清液轉(zhuǎn)移到300mL三角瓶內(nèi)，加入50mL1.8%氫氧化鈉溶液，然后加入鈣紅指示劑（質(zhì)量約0.2g，大約黃豆大?。u勻，溶液呈玫瑰紅色。紀(jì)錄滴定管中EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1，邊滴定邊搖勻，并仔細(xì)觀察溶液顏色的變化，當(dāng)溶液變?yōu)樽仙珪r，放慢滴定速度并搖勻，直到純藍(lán)色為終點(diǎn)，紀(jì)錄滴定管中EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V2，讀數(shù)至0.1mL，V1- V2即為EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量。對其他幾個試樣用同樣的方法進(jìn)行試驗(yàn)，并紀(jì)錄各自的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量。以同一石灰劑量的試樣消耗的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液平均值為縱坐標(biāo)，以石灰劑量為橫坐標(biāo)制圖，兩者的關(guān)系應(yīng)該為一條順滑的曲線，當(dāng)素土或石灰發(fā)生改變，必須重做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.4現(xiàn)場上土、布灰控制

上土：嚴(yán)格實(shí)行“劃格上土，掛線施工，平地機(jī)整平”施工工藝。根據(jù)運(yùn)土車的噸位，計(jì)算每車土的堆放距離。上土?xí)r，每車裝土數(shù)量應(yīng)基本相同。在同一取土場供土的路段內(nèi)，由遠(yuǎn)到近將土按上述計(jì)算距離卸置于下承層方格中。試驗(yàn)段施工時運(yùn)輸車每車按9m3控制，9m×10.7m格每格上兩車?，F(xiàn)場配有專人（穿反光背心、帶安全帽）指揮卸土，做好卸土距離的控制，避免出現(xiàn)上土不均勻的現(xiàn)象。用推土機(jī)將土均勻推開，表面應(yīng)求平整，并有規(guī)定路拱。沿路線縱向每隔25米用鐵鍬和測厚鋼釬隨機(jī)抽查斷面初平后松鋪厚度是否達(dá)到控制要求。對取土場中土料含水率大的在推平后及時進(jìn)行翻曬處理，翻曬時先用鏵犁由兩邊至中深翻一遍，在表層土質(zhì)“泛白”后小型破碎拌合機(jī)隨后進(jìn)行粉碎，晾曬2-4小時（根據(jù)氣溫控制）后小型破碎拌合機(jī)再度翻拌；以盡快降低含水率。土顆粒破碎在布灰之前盡可能達(dá)到細(xì)度要求。

布灰：在土料含水率大于最佳含水率4～5個百分點(diǎn)以內(nèi)時方可進(jìn)行布灰作業(yè)。用平地機(jī)整平素土，避免局部素土不均勻，然后恢復(fù)中線，邊線，因每車運(yùn)輸車裝灰量約8T，根據(jù)石灰用量（6%），每車全寬可布設(shè)4個方格（9m×10.7m），派專人負(fù)責(zé)指揮按白灰方格布灰并人工布灰。采用路拌法進(jìn)行石灰土施工時，不少施工單位對布灰的均勻性重視不夠，工人進(jìn)行布灰時隨意性很大，造成灰劑量有很大偏差，這將導(dǎo)致布灰少的地方壓實(shí)度過高甚至超百，而布灰太多的地方又將出現(xiàn)壓實(shí)度不夠的現(xiàn)象。出現(xiàn)“二次布灰”的情況主要是已經(jīng)布好灰或者灰土拌好后還沒來得及整平、碾壓就突然降雨，連續(xù)好多天都無法施工，造成石灰有效鈣鎂流失較多，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)降低，為了保證石灰土的強(qiáng)度能夠滿足要求，不得不再次加灰，但隨著灰劑量的增加，施工層實(shí)際干密度相對變小，這時候如果再用原來的標(biāo)準(zhǔn)密度就可能造成壓實(shí)度不夠的現(xiàn)象。

2.5拌合

對拌合作業(yè)采用2臺大型穩(wěn)定土拌和機(jī)拌合。每臺拌和機(jī)后安排1人隨時檢測拌合深度（一般10m左右挖坑檢查一次），嚴(yán)防素土夾層。檢查情況及時告知拌和機(jī)操作手以便更好的控制拌和深度。拌合機(jī)拌合深度應(yīng)侵入下承層2-3cm，有利于上下層粘結(jié)及防止夾層的出現(xiàn)。拌合機(jī)拌合的速度應(yīng)均勻，拌合遍數(shù)不宜小于2遍，以保證其最大粒徑不超過15mm；在最后一遍拌和前，宜用多鏵犁緊貼底層翻犁一遍，確保石灰拌合均勻。

2.6現(xiàn)場取樣試驗(yàn)

取樣：我們自檢頻率是雙車道每200米4個點(diǎn)，采取現(xiàn)場隨機(jī)取樣的方法抽取試樣，取樣時因從上挖到下一層，把挖出的灰土拌勻，從中抽取有代表性試樣1000g左右?，F(xiàn)場為了加強(qiáng)過程質(zhì)量控制，從灰拌機(jī)拌完第一道我們就開始取樣試驗(yàn)，檢查石灰劑量和拌和深度及均勻性，發(fā)現(xiàn)問題及時處理糾正。應(yīng)及時對拌和均勻的混合料進(jìn)行質(zhì)量檢測，布灰盡可能一次布灰到位。

試驗(yàn)：試驗(yàn)方法是用EDTA滴定法，其原理是先用10%的氯化銨弱酸溶出石灰土中的Ca2+，然后用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液奪取Ca2+，EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量與相應(yīng)的石灰劑量存在近似線性關(guān)系。在試驗(yàn)過程中，每個樣品攪拌的時間、速度和方式應(yīng)力求相同，以減小試驗(yàn)誤差。在EDTA滴定過程中，溶液的顏色有明顯的變化過程，從玫瑰紅色變?yōu)樽仙?，最后變成純藍(lán)色。因此要把握好滴定的臨界點(diǎn)，切不可直接將溶液滴到純藍(lán)色，因?yàn)樵诘味ㄟ^量時，溶液的顏色始終保持純藍(lán)色，沒有經(jīng)過臨界點(diǎn)則可能已經(jīng)過量很多，一般來說在溶液變?yōu)樽仙?，如石灰劑量較低，1-2滴就能徹底變藍(lán)，如石灰劑量較高，可能需要再多些。因此，此時的滴定速度務(wù)必放慢，逐滴滴入，并保持搖勻，以免滴定過量。滴完后記得一定要用清水清洗滴定管，不然等下次滴定的時候滴定管閥門就會卡死，也可以在滴定管閥門處涂些凡士林，這樣就可以保證溶液不會漏，閥門也不會卡死，剛開始不知道被弄壞了好幾根滴定管。

三.總結(jié)

灰劑量作為影響路基和路面底基層質(zhì)量的一大因素，越來越受到施工人員的重視，只要我們從標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，原材料質(zhì)量，施工工藝，計(jì)劃安排等方面嚴(yán)格把關(guān)，減少施工中灰劑量的損失，建立正確的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，確保原材料質(zhì)量優(yōu)良，則在保證工程質(zhì)量的前提下，會大大降低工程成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路路基施工技術(shù)規(guī)范

[2]公路無機(jī)結(jié)合料試驗(yàn)規(guī)程

作者簡介：

丁雙，中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司。