二灰土底基层施工

二灰土底基层施工一、概论1、沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。2、垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。江苏高速公路设计不设置垫层，从一定意义上来说，80cm（填方路段，挖方及零填路段为30cm）厚用8%剂量掺消石灰处理的土填筑的95区路基，起着垫层的作用。3、底基层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次。底基层材料的强度指标要求，可比基层材料略低。底基层是确保基层发挥承重作用和保持稳定的主要结构层，如果底基层施工质量较差，技术指标达不到规范规定，则基层将过早损坏，整个路面不能正常使用。4、高速公路底基层的类型有：水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土、级配碎石、级配砾石、填隙碎石等。江苏高速公路底基层一般采用石灰粉煤灰稳定细粒土和水泥、石灰粉煤灰综合稳定粉砂土，压实厚度20cm，多采用路拌法施工。二、施工机械路拌机、压路机、自动找平功能的平地机，自卸汽车、装载机，挖土机、洒水车。三、认真选择原材料，做好配合比设计1、原材料规格石灰：符合III级或III级以上技术标准的石灰，使用前7~10天消介，通过1cm筛。钙质生石灰：有效钙+氧化镁含量≥70%。粉煤灰：（Sio2+AL2O3+Fe2O3）＞70%，烧失量≤20%。土：塑性指数12~20的土料，有机质含量≤10%。不符合以上规定的土用于底基层应通过专题研究，根据研究成果，经批准才能使用。2、混合料配合比设计配制五组不同比例的二灰土混合料（石灰：粉煤灰=1：2~1：4，二灰：土=30：70~40：60）→重型击实试验→求得各组混俣料最大干密度、最佳含水量→压实度95%标准，制备抗压试件（每组6个）→标准养护（温度25℃±2℃，相对湿度95%或以上）6天→浸水1天，测无侧限抗压强度→取符合强度要求的（R代≥0.6Mpa）配合比，经总监代表批准后施工。一般随石灰含量增加强度增大；但强度也不能过高，因为需多用石灰，不经济造价高，而且这种二灰土路面底基层易开裂。如果强度达不到规定要求，可用质量等级较高的石灰。四、对路基进行全面检查与验收1、外型尺寸检查。2、强度检查：碾压检查、弯沉测定。3、沉降检查：连续两个月，沉降速率＜5mm/月才可施工底基层。五、施工方法与施工程序1、上土于路槽内，按用量比例堆放土料，用推土机或平地机粗平土层，如果需要用铧梨翻土层凉晒，用轻型压路机碾压一遍，检查土层厚度是否符合配比要求。2、在层上打方格，按配比上消石灰。石灰必须充分消解过筛，消介不透的石灰会出现两个不良后果：底基层放炮和二灰土试件强度达不到要求。将灰用平地机刮平后用轻压路机碾压一遍。3、按比例上粉煤灰，仍按打方格法计量，用平地机刮平。4、用路拌机反复翻拌，混合料翻拌应达到以下两个要求：⑴土块充分打碎，土块尺寸不大于15mm。⑵混合料均匀一致，颜色均匀，无条带与花白现象，底面无粘土夹层。5、用平地机整平、整形。6、检查⑴含水量，应为最佳含水量±1%；⑵石灰剂量；⑶松铺厚度、横坡；⑷取样制备抗压试件。7、碾压密实，应达到规定的密度、平整度，表面无松散和起皮。8、洒水养生。六、试铺路段施工正式施工前应做好底基层试铺段施工，试铺要求及试铺段要决定的主要内容见《公路路面基层施工技术规范》第9.3节。试铺合格后，经监理抽查确认，施工单位应编写试铺总结，经驻地监理组审查，报总监理代表批准和总监助理确认后，即可作为申报正式开工的依据。七、施工中应特别注意事项1、石灰应充分消解过筛。2、布料比例应准确。3、拌和要均匀，土块要打碎。4、拌和均匀后铺面应及时碾压成型，不得过夜。5、确保底基层施工接缝的平整度。6、做好洒水养生、防止开裂。7、认真检查标高，超标部分按规定进行处理。8、施工中的质量管理。⑴外观检查：拌和均匀性、土块打碎情况，底面无粘土夹层、表面平整密实、无坑洼松散和弹簧现象，无碾压轮迹；⑵外形尺寸检查：平整度、纵断高程、厚度、宽度、横坡；⑶内部质量：压实度、强度、石灰剂量、含水量。其中压实度、强度、石灰剂量和质量管理的重点，必须确保满足规定要求。八、特殊土壤二灰土底基的施工特点根据《江苏省“九五”高速公路路面工程技术实施大纲专家评审意见》，“底基层采用石灰、粉煤灰稳定土为主要材料是可行的，针对中、弱膨胀土、高塑性土和粉砂土，掺加少量石灰或水泥进行综合稳定的途径是可取的，建议按规定进行配比组成试验验证，按规范规定检验各项性能指标，在合格的配比组成中，选取最佳剂量用于施工”。1、粉砂土：过去实践与研究资料表明，用石灰粉煤灰稳定粉砂土，早期强度低，不易成型，7天浸水抗满足规范要求。按路面工程技术实施大纲专家评审意见，需要加入一定数量水泥，对粉砂土实施综合稳定，以利提高早期强度。混合料组成比例，应通过试验确定。⑴粉砂土的特性：颗粗组成主要为0.074mm~0.002mm，在土壤分类塑性图上在A线以下，江苏的粉砂土液限小于50，在B线以左，故称低液限粉土，塑性指数10左右，即我们称的粉砂土。⑵混合料组成设计：由于石灰、粉煤灰稳定砂土早期（7天）抗压强度较低，故必须掺加一部分水泥，以使混合料试件7天浸水抗压强度不小于0.6Mpa的规范要求，故称水泥、石灰、粉煤灰综合稳定土，简称三灰粉砂土。根据省交通研究成果推荐，水泥（425号普通硅酸盐水泥）用量2%，粉砂土用量60~70%，消石灰：粉煤灰=1：2~1：6。按二灰土的方法制备五组不同配比混合料试件，标准养护7天测定浸水抗压强度，取符合规范要求强度的配比，按规定程序审批后施工。在强度符合要求情况下水泥不宜多用，水泥比例较大底基层易发生收缩（干缩、温度收缩）裂缝，也相应提高了工程造价。⑶三灰粉砂土底基层施工特点：采用路拌法一层摊铺施工，程序如下：于路槽中上粉砂土料用推土机和平地机粗平→检查含水量和土料松厚→用轻型压路机碾压一遍→打方格按比例上消石灰→用平地机刮平消石灰→按比例上粉煤灰→刮平粉煤灰→打方格（每包水泥用量范围）上水泥，人工用锹撒匀→立即用路拌机反复拌和，直到均匀，无粘土夹层→碾压，应采用先轻后重的压路机碾压→洒水养护。施工中应特别注意：水泥、石灰粉煤灰稳定粉砂土采用路拌法施工时，必须严密组织，采用流水作业法施工，尽可能缩短从拌和到碾压终了的延迟时间。此时间不应超过3~4小时，并应短于水泥的终凝时间。必须保湿养生，不使稳定土层表面干燥，也不应忽干忽湿。2、膨胀土⑴膨胀土特性：一般自由膨胀率大于40%，液限大于40%的粘土，可初判为膨胀土。膨胀土颗粒含量大部为＜0.005mm的颗粒，矿物成分为高岭石、伊里石、蒙脱石等，均为次生矿物。由于颗粒极细，故有较高的粘性、吸水性、可压缩性和高塑性指数；表现出工程性质是：吸水膨胀量大，失水收缩量大，土块不易打碎，施工难度增大；二灰土难于拌和均匀，土块颗粒内部未经处理的土质，吸水后仍会产生一定膨胀。专家评审意见是用于铺筑底基层时应慎重应用。⑵混合料组成设计膨胀土自由膨胀率49~60%，塑性指数25~28，液限48~52。第一步先将膨胀土掺不同数量消石灰，静置一天（24h）砂化，达到砂化改性的标准为：省交科院提出使改性后的膨胀土自由膨胀率＜40%，塑性指数降至12~20的消石灰掺量。为了砂化改性，掺灰剂量建议取4%。规范规定膨胀土改性的标准是砂化后的土测定胀缩总率，其值不大于0.7。改性后（砂化）的土掺量60~70%，消石灰：粉煤灰=1：2~1：4按前述方法制备五组不同比例的二灰土抗压试件，测定标养7天浸水抗压强度，取强度满足规范要求的配合比，供生产使用。⑶膨胀土用作二灰土底基层的施工特点原材料中，石灰与粉煤质量标准与前述一般二灰土相同；改性土在取土场掺入生石灰闷料7天或掺入消石灰闷料48小时砂化。施工程序如下：放样→上改性土，用铧犁翻拌，将土块打碎→平地机整平，检查松铺厚度→上粉煤灰、用平地机刮平→上消石灰、人工撒均匀或平地机刮匀→拌和，用路拌机反复拌和，直到混合料颜色均匀一致，土块颗粒＜15mm无粘土夹层→碾压密实→洒水养生。九、三灰综合稳定土底基层施工与监理的阶段工作程序路槽质量检验与验收→原材料的选择与报批（A~5）→监理组审批原材料→施工机械的配置与报验（A~6）→监理组审批进场机械→混合料组成设计→混合料配合比驻地监理组审查，总监代表批准→试铺开工申请（A~8）→监理组审查试铺开工申请，总监代表批准、总监助理确认→试铺施工→试铺监理与检测，合格后→施工单位编写试铺总结→监理组审查试铺总结，报总监理代表批准，总监助理确认→底基层正式施工开工申请（A~8）→监理组审查，总监代表批准、总监助理确认→底基层施工→监理底基层→自检合格后填写中间检验申请（A~10）和工程报验单（A~11）→监理抽检，签发中间检验申请和工程报验单→签发工程检验认可书（B~5）。十、对二灰土底基层一些问题的讨论1、二灰土强度和稳定性形成原理⑴离子交换石灰中两价的钙离子将土中一价的钾、钠离子置换出来，结果土粒扩散层厚度减薄，吸水性降低，水稳定性提高。⑵石灰的重结晶Ca(OH)2+H2O=Ca(OH)2.H2O石灰从无定形转成结晶状态，使石灰溶解度降低，稳定土强度提高。⑶石灰碳酸化反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3.H2O该产物具有一定强度和水不溶性，其结晶还能将土粒胶结在一起。提高了稳定土的强度和稳定性。⑷火山灰反应石灰中活性氧化钙与土中活性二氧化硅、三氧化二铝和粉煤灰中的二氧化硅、二氧化二铝生成凝胶状的含水硅酸钙和含水铝酸钙。Ca(OH)2+SiO2+(n-1)H2O=CaO.SiO2.nH2OCa(OH)2+Al2O3+(n-1)H2O=CaO.Al2O3.nH2O该产物本身具有较高强度和稳定性并能将土粒粘胶结在一起，提高了稳定土强度和水稳定性。2、为什么二灰稳定粉砂土强度低需要加入一定量的水泥？活性SiO2和Al2O3在粘粒（＜0.002mm＝土中含量较多，粉砂土的粉粒土（0.075~0.002mm）中活性SiO2和Al2O3成分较少，所以稳定粉砂土强度较低。水泥水化时生成水化硅酸钙凝胶，其产物具有较高强度并将土粒胶结起来，胶结能力高于石灰。3、二灰土底基层的收容⑴失水收缩（干缩）混合料在最佳含水量制成试件，标养7天，风干测得最大收缩应变量（省交科院试验）：二灰粉砂土（2：4：24：70）sb.m=587.5×10-6石灰粉煤灰膨胀土（6：24：70）sb.m=1287.5×10-6石灰粉煤灰高塑性土（6：24：70）sb.m=1258×10-6如果路面底基层层间结合是自由的，则20m长度内三灰粉砂土路面的干缩量：ΔL=20×100×587.5×10-6=1.18cm⑵温度收缩省交科院无二灰土温度收缩试验资料，现将有关文献资料介绍如下：在最佳含水量制备试件，标养28天后测试件温度下降收缩应变，从21℃~-10℃：石灰粉煤灰土（11：22：67）St=770×10-6⑶减少、延缓收缩裂缝的措施a、限制水泥稳定材料的强度和水泥用量：在满足规范规定的情况下，限制水泥用量。b、调整水泥稳定土底基层的施工时间：在当地平均气温以下施工（冰冻温度以下）可减少收缩裂缝。c、保持底基层表面潮湿养生，减少干缩裂缝。d、底基层施工强度碾压完后，过一天就可以铺筑基层，以减少干缩和温缩裂缝。4、无机结合料稳定细粒土使用的局限性在基层施工规范中，规定无机结合料稳定细粒土如石灰土、水泥土、石