简论土路石灰改良膨胀土路基施工学位

摘要：在路基施工中，膨胀土不能直接作为路基填料，需要采取有关技术措施对其进行处理，已达到提高路基强度和稳定性的目的，满足路基的使用要求。用石灰改良膨胀土修筑路基技术已被广泛应用，但要使施工质量达到规定要求，并最大限度缩短工期和节约成本，还必须根据实际情况，采取合理施工工艺和科学的检测方法。本人在石灰改良膨胀土路基施工积累一定实践经验，先归纳整理如下：
关键词：路基；膨胀土；石灰改良；施工
Abstract: In the constr

摘自：本科毕业论文致谢词www.udooo.com

uction of Subgrade of expansive soil, cannot be directly used as subgrade filling, need to take technical measures for its treatment, to improve the strength and stability of subgrade to meet the use requirements, subgrade. Lime improved expansive soil roadbed construction technology has been widely used, but to make the construction quality meets the requirements, and to minimize the time and cost sings, but also must be based on the actual situation, the detection method of reasonable construction technology and science. I am in lime improved expansive soil subgrade construction accumulated certain experience, first summarized as follows:
Key words: subgrade; expansive soil; lime; construction
2095-2104（2013）
引言：在路基施工中膨胀土的危害是十分严重的，有“逢堑必滑，无堤不塌”之说。因其具有经受干、湿循环，土体重复收缩、膨胀的性质，造成土体强度急剧衰减，对路基稳定性产生较大影响，导致路面开裂、松散脱落、路基下沉、边坡沉塌、滑坡等病害问题。为此膨胀土不能直接作为路基填料，必须经过改良处理，改变其物理、化学性质，达到降低膨胀土膨胀潜势，增加强度和提高水稳性的目的，有效防止土体变形，保证路基稳定、耐久。蚌淮高速公路淮南段，地域属江淮波状平原区是安徽省境内膨胀土分布区域之一，区域内土体普遍具弱—中度膨胀性。经设计单位的调查研究，该段路基使用石灰改良膨胀土的方法进行填筑。 1 石灰改良膨胀土的机理
生石灰的化学成分主要是CaO，加入土中后，会发生相应的物理变化和化学反应，致使石灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。其作用机理一般有以下四种：
① 阳离子交换作用：石灰同膨胀土参合后，土中将产生过量的Ca2+，它能置换土中其它低价离子。
② 絮凝或团聚作用：主要是使土中的小团粒变成大的团块。
③ 碳化作用：土中的石灰同空气中的二氧化碳发生作用，可形成CaCO3晶体。
④ 胶结作用：适量的石灰和水可同土中大量存在的硅、铝或两者同时作用而产生较强的粘结物质，在这种高碱性的环境中，主要产生氢氧化钙铝。
在以上因素的综合作用下，土的结构也发生了较大变化。

2 灰改良膨胀土的性质

消除膨胀土的破坏性膨胀是膨胀土施工的关键环节，膨胀土中加入石灰后，二者发生物理和化学作用，包括离子交换、Ca(OH)2结晶、碳酸化和火山灰反应。Ca(OH)2离解后的Ca2+与粘土胶体反粒子层上的K+、Na+进行交换，胶体吸附层减薄，胶体颗粒发生聚结；Ca(OH)2与水作用形成的含水晶体将粘土颗粒胶结成整体，以及形成CaCO3过程的碳酸化反应和形成硅酸钙、铝酸钙过程的火山灰反应均改变了膨胀土的力学性质，其强度和水稳定性大大提高，胀缩性也得到控制。

3 石灰改良膨胀土路基施工

石灰改良膨胀土的施工方法比一般路基施工增加了石灰掺入的过程，即使含水量合适的膨胀土与掺入的石灰充分混合接触，并产生物理化学反应，一达到降低或消除膨胀土膨胀性，增加其水稳性和耐久性的目的。石灰改良膨胀土的施工质量控制主要包括压实度、混合料含水量和石灰剂量的检测和控制。石灰改良膨胀土路基填筑采用路拌法，按“三阶段、六区段、十流程”的施工工艺组织施工。具体为三阶段：准备阶段、施工阶段、竣工阶段；六区段：填土区段、拌合区段、水灰检测区段、平整区段、碾压区段、压实检测区段；十流程：施工准备、基底处理、分层填筑、初压平整、布灰拌合、洒水晾晒、填料整平、碾压夯实、检测记录、整修养生。

石灰改良土路基填筑施工工艺流程图
下面按施工过程分别介绍：

3.1施工准备

施工前的准备工作极为重要，它是组织施工的第一步，是保证路基施工的基本工作顺利完成的前提条件。石灰的质量要按规范要求进行控制，对生石灰必须进行取样检验，目的是检测有效CaO+MgO的含量≥70%。
在施工准备中，除了要做一些常规的准备外，还要做好石灰加工的准备工作，根据设计要求，如果使用熟石灰改良膨胀土，应该选择避风近水的场所进行石灰的消解、过筛，并把消解残余物集中堆放，并及时清除，做好相应的环境保护工作。

3.2基底处理

为降低路基本体水位，沿路基两侧开挖临时排水沟，引流至附近沟渠，降低路基基底范围的地下水位和含水量，并在施工的过程中，随时保持临时排水系统的畅通。按照施工互不干扰的原则，划分作业区段，区段长度宜在100-200m之间；水位降低后利用推土机推除表层20cm种植土，装运至弃土场。线路范围之内的杂草及不良土质全部清除干净后，对基底土进行翻松30cm晾晒，然后稳压布灰，对基底4%石灰土采20t以上的压路机振动碾压，并利用轻型动力触探仪或K30进行基底试验，经检验路基基底的压实度大于90%时，方可进行填土。

3.3分层填筑

按横断面全宽纵向水平分层填筑方法，采用自卸车卸土。在用自卸车装填料前，营应将树根等杂质清除干净，并根据车容量和松铺厚度计算堆土间距，以便平整时保证松铺厚度的均匀。为保证边坡的压实质量，填筑时在路基两侧各加宽50cm左右。

3.4摊铺初平

摊铺后用履带式推土机推平并将大块料碾碎，控制填土层的松铺厚度，用路拌机将大粒径土打碎一遍，然后用平地机进行平整，个别不平处用人工配合找平，避免出现压实后土体厚度不均现象，确保层间接触良好。

3.5布灰拌和

当平整好后，用石灰画出3m见方的纵横向方格网，根据含灰率，确定每个方格内石灰用量，并以石灰干密度折合成体积的高度为标准确定挂线高度，然后用计量过的袋装灰堆放在方格网内，人工解袋，并用木板耙均匀的把灰分布在方格网内。布灰人员应穿上防护服，戴好口罩，做好安全保护。当风力大于4级时，不宜安排布灰作业。石灰布好后，用路拌机进行拌和。拌和深度应侵入下承层1-2cm。路拌机轮迹搭接宽度不小于50cm。设专人跟随拌和机，随时检查拌和搭接宽度和深度。发现与规定不符时，及时配合路拌机操作员进行调整。并注意对混合料含水量、颗粒细度，含灰率均匀度的检测。