探究二灰穩(wěn)定碎石在市政道路底基層中的運用

(陜西建工機械施工集團有限公司 陜西 西安 710032)

探究二灰穩(wěn)定碎石在市政道路底基層中的運用

賈 明 和城利

(陜西建工機械施工集團有限公司 陜西 西安 710032)

通過對二灰碎石組成材料特性的分析，進而對二灰碎石基層強度、穩(wěn)定性進行分析；通過道路面層破壞實例的分析歸類，提出防止二灰碎石基層產(chǎn)生裂縫的措施。

關(guān)鍵司：二灰碎石基層強度和穩(wěn)定性預(yù)防措施

二灰碎石是由石灰、粉煤灰、碎石加水，經(jīng)拌合、碾壓和養(yǎng)生后具有一定強度的一種無機穩(wěn)定材料。二灰碎石是一種緩凝性硅酸鹽材料，在一定的溫度、濕度下，其強度隨齡期的延長而增長，后期強度高。二灰碎石基層具有良好的力學(xué)性能、板體形態(tài)、水穩(wěn)定性和抗冰凍穩(wěn)定性等特性。其缺點是早期強度低、抗變形能力小、耐磨性差，在溫度或濕度變化時易產(chǎn)生開裂。粉煤灰是一種緩凝物質(zhì)，難溶于水，因此在二灰碎石中反應(yīng)緩慢，這就是二灰碎石早期強度低、后期強度高的主要原因。

1 、影響二灰碎石基層強度和穩(wěn)定性的主要因素：

（一）原材料影響

（1）石灰的質(zhì)量和劑量。石灰的質(zhì)量按有關(guān)規(guī)范規(guī)定，應(yīng)符合三級以上生石灰或消石灰標準。要保證生石灰中氧化鈣和氧化鎂的含量大于60%；對于消石灰，其含量應(yīng)大于50%。存放時間較長的石灰，其有效鈣及氧化鎂的含量會降低，因此，石灰的存放時間不應(yīng)超過三個月。對于有效成分低的石灰，當氧化鈣和氧化鎂的含量在30%～50%時，可通過試驗按有效成分適當提高二灰碎石中的石灰劑量，但其含量不宜超過30%。石灰的劑量過小無法使粉煤灰全部激活；劑量過多，多余的石灰就會自行結(jié)晶，這兩種情況均會降低二灰碎石的強度。一般來說，二灰碎石的強度隨著石灰劑量的增加而顯著增長。當石灰：粉煤灰等于1：3時，混合料的抗壓強度最高，在年平均氣溫相對較低的地區(qū)，適當增加石灰、粉煤灰膠結(jié)料中的石灰比例，可以提高二灰碎石的早期強度，因此選用石灰、粉煤灰配合比一般為1：2～1：3。

（2）粉煤灰的燒失量和細度。用來修筑道路的粉煤灰中的三氧化二硅和三氧化二鋁的含量宜大于70%，在溫度為700℃時的燒失量不宜超過10%；燒失量過大將明顯降低二灰碎石的強度。從粉煤灰細度來看，細顆粒粉煤灰具有較好的活性， 有利于二灰碎石的加固。但它對水較為敏感，粉煤灰用量過多時，給施工帶來困難。所以市政工程大多都使用顆粒偏粗的材料。

（3）碎石質(zhì)量。碎石是二灰碎石中的骨料，可以提高二灰碎石的早期機械強度和變形能力。碎石的最大粒徑一般不超過40mm。用于快速路和主干路的碎石壓碎值不大于30%；用于次干路的碎石壓碎值不大于35%；而用于支路的壓碎值不大于40%，并且不應(yīng)含有粒徑小于0.075 mm的細粒。如果碎石中大粒徑的碎石過少而小粒徑的碎石過多，則需要的二灰量就較多，導(dǎo)致二灰碎石的收縮量較大，易發(fā)生干縮裂縫。

（二）施工工藝的影響。

（1）施工過程中的摻水量。在拌合過程中，若加水量過少，將使二灰反應(yīng)不徹底，影響強度；水量過多，易使二灰流失，降低二灰的膠結(jié)強度。因此，在施工碾壓前的含水量應(yīng)控制在最佳含量水量之內(nèi)。

（2）壓實度。二灰碎石的壓實程度對提高其強度，減少塑性變形，增加其穩(wěn)定性有極大的作用。二灰碎石在完成拌合后應(yīng)盡快進行鋪筑壓實，以使二灰碎石強度全部形成于板體結(jié)構(gòu)中，要注意碾壓不能過度，否則會在該層靠近頂部出現(xiàn)剪切面，有可能對該面出現(xiàn)早期破壞。

（3）齡期。二灰碎石的強度隨齡期延長而增長，一般六個月齡期的抗壓強度是三個月的1.6～2.1倍。施工中保證凍前齡期至關(guān)重要，一月在8月末前竣工的二灰碎石結(jié)構(gòu)層強度最好，它不但保證凍前有三個月的齡期 ，而且養(yǎng)生期間溫度較高，強度增長快。

（4）養(yǎng)生。二灰碎石在成型階段需要一定的養(yǎng)生條件。養(yǎng)生條件不同，其強度變有較大差別。氣溫高時，硬化快，強度增長快；反之，強度增長就緩慢，在負溫度下甚至不增長。工程實踐證明：熱季施工的二灰碎石一般很少損壞。所以，為保證道路基層的的施工質(zhì)量，應(yīng)盡量選擇有利的施工季節(jié)。工程盡量在第一次冰凍前的1～1.5個月完成。

2 、二灰碎石基層的破壞類型和成因分析

通過對路面破壞實例的分析，二灰碎石破壞的主要類型有如下幾種：

（一）二灰碎石基層收縮產(chǎn)生裂縫，引起瀝青混凝土面層對應(yīng)出現(xiàn)裂縫。

二灰碎石屬半剛性材料，因受干燥或冰凍等氣候環(huán)境的影響，易發(fā)生一定程度的收縮，從而產(chǎn)生收縮裂縫。使瀝青混凝土面層出現(xiàn)反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。道路工程多在夏季施工，一般在秋季或上凍前竣工，當遇到溫度大幅下降直接與大氣接觸的瀝青混凝土面層溫度下降較快，表面的溫度和面層底部的溫差，使上下面層溫縮不一致，引發(fā)基層開裂。

（二）二灰碎石基層下沉，致使瀝青混凝土面層出現(xiàn)塌陷、坑槽等破壞現(xiàn)象。如二灰碎石基層強度不足，在長期反復(fù)荷載的作用下，就會發(fā)生基層下沉，產(chǎn)生裂縫等現(xiàn)象，一旦面層出現(xiàn)開裂，雨水就會滲入基層，逐漸形成唧漿現(xiàn)象，裂縫周邊面層就會出現(xiàn)新的裂縫甚至破碎，促使面層進一步產(chǎn)生坑槽。

（三）二灰碎石基層表面形成軟弱層，致使路面出現(xiàn)龜裂、推移、破壞現(xiàn)象。

主要原因為：

（1）二灰碎石基層強度不足，使得基層表面薄弱，形成軟弱層。石灰劑量不足或質(zhì)量不好，使粉煤灰未能全部被激活；拌和不均勻，局部有未形成膠結(jié)料的二灰，使基層強度形成不好，基層壓實度不好，致使混合料未板結(jié)；施工季節(jié)較晚，環(huán)境氣溫較低，使強度上升過慢或養(yǎng)生條件不好等等，都會導(dǎo)致基層強度不足。

（2）施工措施不當。導(dǎo)致二灰碎石基層表面薄弱形成軟弱層。在鋪筑混合料過程中，粗平壓實后，進行找平，若在已壓實的低洼地處貼上一薄層，當時看來，基層表面是平整的，無脫皮現(xiàn)象，便實際上后來帖上的薄層與原先的材料不能板結(jié)成一體，開放交通后在行車荷載作用下，后帖的那層會逐漸被推動，壓碎，并與下層脫落，瀝青混凝土面層也隨之推移、脫落。另外，施工碾壓過程中基層表面碾壓過度，使基層產(chǎn)生許多薄的剪切面，越接近表面的地方，其密實度越小。在行車荷載作用下，剪切面內(nèi)的穩(wěn)定土逐漸被壓實、導(dǎo)致瀝青混凝土面層松散、推移、甚至脫落。

（四）二灰碎石基層松散，不成板體，致使面層碎裂。

主要原因是混合料在拌和、養(yǎng)生過程中含水量不足；石灰質(zhì)量較差且劑量不足，致使結(jié)合料沒有充分地進行水化作用，不能發(fā)揮其應(yīng)有的膠結(jié)作用?；蛘呤悄雺和戤吅笪醇皶r養(yǎng)護遇雨雪天氣表面受到冰凍所致。

3 、防止二灰碎石基層產(chǎn)生裂縫的措施

（一）控制養(yǎng)生時間和含量水量，盡量保持初期濕養(yǎng)時間長一些，這樣可以減少基層體積變化，初期濕養(yǎng)時間越長，干后的收縮越小。

（二）沖擊荷載作用下的試件所產(chǎn)生的收縮，明顯高于靜荷載或滾動壓實條件下試件所產(chǎn)生的收縮。所以，對于可能產(chǎn)生反射裂縫的路段，采用輪胎式壓路機進行壓實。

（三）保證二灰碎石材料的質(zhì)量和配合比，并使混合料拌和均勻；保證石灰進行充分消解，并防止石灰堆放時間長而失效；適當加大碎石用量。但也要注意不要盲目加大碎石用量，試驗表明當石灰劑量為10%時，宜采用60%～70%的碎石，若碎石含量超過70%時，其抗凍性較差。

4 、結(jié)語

市政道路工程建設(shè)的施工單位應(yīng)該給予足夠的重視，不斷的創(chuàng)新和完善二灰穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)，并保障其合理應(yīng)用，只有這樣，才能不斷提高市政道路建設(shè)的施工水平，最大程度的保障市政道路工程施工的質(zhì)量。

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1007-6344（2017）06-0053-01