稳定低塑性指数粉砂土底基层方案比选研究

1、稳定低塑性指数粉砂土底基层方案比选研究郭静1 权勤展2（1、铜山县公路管理站 徐州 221009 2徐州市公路管理处 徐州 221002）摘要：本文通过室内试验，进行了低塑性指数粉砂土应用于底基层四大类稳定方案比选研究，即石灰稳定类、水泥稳定类、石灰水泥综合稳定类、石灰水泥粉煤灰综合稳定类（简称三灰土），探讨了不同剂量对无侧限抗压强度的影响趋势，并结合实验路的铺筑验证应用效果，提出对此类土应用于底基层的推荐方案，对类似工程具有很强的参考价值。关键词：底基层；塑性指数；粉砂土；无侧限抗压强度；研究0 前言国家土地政策调整后，加大了土地征用管理，审批难易程度增大，补偿标准增加，对于新建交通基础设施

2、来说，公路路基用土土源日益紧张，严重缺土的问题困扰建设单位，加大了综合优化研究，主要做法有两方面，一方面加大方案比选，合理选择路线走向，合理控制路堤填土高度；另一方面，加大路面结构优化设计，合理选择路面底基层,充分利用现有资源。省道254、322改线丰县绕城段，全长11.7KM。地处黄河冲击平原，土质以砂土、粉砂土为主，比较适宜瓜果的生长。沿线乡镇工业欠发达，农业是各乡镇的经济命脉，主要种植苹果、梨、蔬菜等经济作物。为此该路段在设计过程中采用了较低的路堤，全线约需土方41万立方米。为了充分利用资源、减少占用耕地，所有土方来自于沟塘、河堤，这些深层土以粉沙土为主，路堤土方经过加石灰或水泥处理达到

3、了相应的压实度要求，原设计的12%石灰土底基层经过多次平行实验，7天无侧限抗压强度远远达不到设计的要求，为此进行了多种稳定土方案的前期实验研究，为领导科学决策、底基层设计变更奠定了坚实的基础。现将经验教训全面总结，以供同行门参考。1、原材料性质分析1.1 土 土样来源于挖塘河堤土，经过实验液限为27.5，塑限为19.6，塑性指数为7.9，判定为低液限粉砂土。1.2水泥淮海水泥厂生产的32.5级普通硅酸盐水泥，水泥细度筛余为 2.1%，安定性为 1MM，标准稠度用水量为 30%，初凝时间为3H45 Min，终凝时间为6H12Min，28天抗折强度为6.2MPa，抗压强度为34MPa。1.3石灰石

4、灰产地为山东家祥，消石灰氧化钙和氧化镁含量为58%，是三级消石灰。1.4粉煤灰试验所用的粉煤灰产于徐州茅村发电厂，都是湿排灰，主要化学成分及颗粒组成见表1-1和表1-2，从试验结果可以看出本研究所用的地产粉煤灰颗粒偏粗，比表面积较小，属三级粉煤灰。表1-1 粉煤灰的主要化学成分和含量(%)烧失量SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3TiO2细度9.1448.723.4528.983.040.960.012.4048.64表1-2 粉煤灰的颗粒组成 筛孔尺寸通过率材料名称4.752.361.180.60.30.150.075粉煤灰10010010010099.896.881.42、试验研

5、究 鉴于节约土地的原则，本项目只能用低塑性指数的粉砂土作为底基层，根据公路路面基层施工技术规范不适宜做二灰土，室内试验安排了四大类12组不同配比稳定土实验，即石灰稳定类、水泥稳定类、水泥与石灰综合稳定类、三灰（石灰、水泥、粉煤灰）综合稳定类，试验结果见下表1-3。 对比分析表1-3的实验结果可以看出，针对低塑性指数、低液限的粉砂土应用于底基层来说，可以得出以下结论； 石灰稳定类7天无侧限抗压强度较低，遇水就散，不适宜用于底基层； 石灰水泥综合稳定类遇水虽不散，但无侧限抗压强度偏低，不适宜用于高速、一级公路的底基层，宜用于其他等级公路的底基层； 石灰水泥综合稳定类再用粉煤灰等量替代土后无侧限抗压

6、强度明显提高，水泥剂量达到一定比例后无侧限抗压强度满足规范要求，适宜用于底基层； 水泥稳定类，无侧限抗压强度不满足高速、一级公路底基层规范要求，不适宜用于高速、一级公路的底基层，宜用于其他等级公路的底基层。表1-3 试验结果汇总类别配比最大干密度g/cm3最佳含水量（%）强度（MPa）石灰稳定类（石灰:土）12:1001.65180.2614:1001.63180.28水泥稳定类（水泥:土）5:1001.70150.756:1001.72150.97:1001.74141.138:1001.76141.22水泥、石灰综合稳定类（石灰:水泥:土）2:12:861.68160.492:10:881

7、.71160.44三灰综合稳定类（水泥:石灰:粉煤灰:土）2:10:20:681.53190.562:12:24:621.50190.522.5:12:24:61.51.53190.753:12:24:611.54190.833、实验段铺筑 根据室内试验结果，在绕城段安排了一段长度为200米实验段。采用三灰综合稳定低塑性指数土，水泥、石灰粉煤灰、土比例采用2.5：12：24：61.5，施工季节在7月份，麻袋覆盖养生14天，然后铺筑路面基层水泥稳定碎石。 实验段均能在水泥初凝前碾压结束，强度较高，都能取出完整的芯样。三灰土成型效果较好，表面不起皮，不松散；而水泥土表面12cm成型效果差，起皮现象

8、时有发生。究其原因主要是在碾压过程中表面一直处于剪切力作用下，不易压实，主要靠早期强度；而三灰土除了具有早期强度外，其中的石灰和粉煤灰中的有效成分还会发生气硬性反应，形成后期强度，弥补了表面强度的不足。 三灰土施工采用稳定土拌合机路拌法施工，按配合比计算土方、消石灰、粉煤灰的松铺厚度，首先，上土方，翻耙、粗平，检查土方量；其次，布石灰，检查石灰量；再次，上粉煤灰，检查粉煤灰量；第四，将土、石灰、粉煤灰采用稳定土拌合机拌合均匀，粗平后按一袋水泥重量打方格，撒布水泥；第五，再次采用稳定土拌合机拌合均匀，精平、碾压。精平前注意检查混合料的含水量，确保含水量稍高于最佳含水量；同时，注意掌握从加水泥到碾压结束时间即延迟时间不宜超过34个小时。4、结束语 综合室内试验和实验段的铺筑，对于低塑性指数的粉砂土用作底基层，推荐采用三灰稳定，即水泥、石灰、粉煤灰综合稳定，成型效果较理想。目前我市其他干线公路类似低塑性指数土用做底基层都采用三