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      公路工程石灰和石灰穩(wěn)定土的應(yīng)用

      2015-05-30 02:11:15竇洪羽
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年2期
      關(guān)鍵詞:石灰公路工程應(yīng)用

      竇洪羽

      摘 要:石灰作為一種填筑材料在各等級(jí)公路、城市道路等建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由石灰形成的混合料不僅強(qiáng)度高,耐久性好,而且成本低,方便施工,質(zhì)量容易得到保證,方便就地取材,因地制宜。文章從石灰和石灰穩(wěn)定土的性質(zhì)作分析,分析了影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的因素,論述了石灰及石灰穩(wěn)定土在道路施工中的應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞:公路工程;石灰;石灰穩(wěn)定土;應(yīng)用

      1 石灰的簡(jiǎn)介

      石灰是一種經(jīng)過(guò)高溫煅燒從碳酸鹽類(lèi)巖石中分解出來(lái)的一種膠凝材料,排出碳酸鹽中的二氧化碳后,得到石灰的主要成分,即氧化鈣和氧化鎂。石灰有生石灰和熟石灰兩種,它們的化學(xué)成分不同,生石灰是氧化鈣,熟石灰是氫氧化鈣。石灰還根據(jù)氧化鎂的含量劃分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰兩種。石灰的質(zhì)量與其原材料純度和生產(chǎn)過(guò)程有著密切的關(guān)系。目前生產(chǎn)的石灰多用石灰?guī)r作為原料,采用立窯或旋窯,經(jīng)過(guò)高溫煅燒生產(chǎn)。為了使巖石得到充分的分解,煅燒溫度可達(dá)到千度左右。質(zhì)量好的生石灰顏色潔白,密度小,質(zhì)地松軟,塊狀石灰堆積密度為900kg/m3左右。生石灰加水消解后就得到消石灰或熟石灰,消解過(guò)程會(huì)放出大量熱量,消解后石灰體積增大1~2倍。石灰消解后要放置幾天使其充分消解后再使用,期間要防止發(fā)生碳化反應(yīng)。

      石灰的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1。

      表1 石灰技術(shù)指標(biāo)

      2 石灰穩(wěn)定土的作用機(jī)理

      石灰在土中發(fā)生水化、分解和結(jié)晶的作用,使得石灰穩(wěn)定土混合料可以產(chǎn)生強(qiáng)度并板結(jié)成整體,該材料在施工完初期具有柔性材料的特性,后期強(qiáng)度便慢慢提高,板結(jié)性能加大,剛性增大,形成強(qiáng)度、彈性模量介于不摻石灰的柔性材料和水泥混凝土剛性材料之間,因此常被稱(chēng)作半剛性材料。石灰穩(wěn)定土半剛性材料有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和抗凍性,可以用做高速公路和一級(jí)公路的底基層和二級(jí)公路及二級(jí)以下公路的基層。使用過(guò)程要注意其干縮特性和溫度收縮產(chǎn)生裂縫反射到路面病害的防治。在過(guò)分潮濕路段,不宜采用石灰穩(wěn)定土做基層。

      3 影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的因素分析

      石灰對(duì)土的改善主要體現(xiàn)在強(qiáng)度上,石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的影響因素有很多,如土的質(zhì)量、石灰質(zhì)量,摻灰比例,含水量和壓實(shí)度,養(yǎng)生等。

      3.1 對(duì)土質(zhì)的要求

      (1)塑性指數(shù)宜在10~15的粘土或含有一定數(shù)量粘土的中粗粒土。(2)土中的硫酸鹽含量宜小于0.8%,有機(jī)物含量宜小于10%。

      3.2 石灰質(zhì)量

      石灰中有效氧化鈣和氧化鎂是石灰粘結(jié)力的主要來(lái)源,因此它的含量直接影響石灰對(duì)土的穩(wěn)定效果,石灰等級(jí)越高,它的含量越高,質(zhì)量越好,穩(wěn)定效果也越好,因此要求石灰必須是復(fù)合石灰技術(shù)要求表中的三級(jí)以上石灰,生石灰粉可不經(jīng)消解直接使用,塊狀石灰必須經(jīng)過(guò)完全消解后,放置2-3天后使用。如果消解不完全,需將沒(méi)消解的生石灰塊過(guò)10mm的篩。盡量使用新石灰,如果存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或經(jīng)過(guò)雨期的消石灰必須重新進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)氧化鈣鎂含量重新定級(jí)再?zèng)Q定是否使用和使用方法,如果級(jí)別低于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),可考慮提高摻灰比例。

      石灰貯存時(shí)間不應(yīng)超過(guò)三個(gè)月,儲(chǔ)存時(shí)要注意:生石灰粉要存放在干燥庫(kù)房?jī)?nèi),防止雨水進(jìn)入;袋裝消石灰粉應(yīng)分類(lèi)存放,存放時(shí)間不能太長(zhǎng);需要長(zhǎng)時(shí)間存放的生石灰最好經(jīng)過(guò)消解,表面隔絕空氣,防止發(fā)生碳化。還要特別注意的是石灰具有腐蝕性,因此在使用時(shí)必須佩戴防護(hù)用品。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路,最好采用生石灰粉,生石灰在土中消解時(shí)放出大量熱量能夠促進(jìn)灰土硬化,且剛消解的石灰與土的作用會(huì)更好。但會(huì)加大施工成本。

      3.3 水的質(zhì)量

      宜使飲用水,PH值宜為6~8。

      3.4 石灰劑量

      所謂石灰劑量就是石灰質(zhì)量占全部粗細(xì)土顆粒干質(zhì)量的百分率。石灰劑量對(duì)石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響最明顯。石灰劑量在3%~4%,石灰對(duì)土主要起穩(wěn)定的作用,土的膨脹性,吸水率等減少,土的密度、強(qiáng)度得到提高,隨著石灰劑量增加,強(qiáng)度,水穩(wěn)定性,抗凍性等顯著提高,但是劑量超過(guò)一定范圍后,過(guò)多的石灰在土中就會(huì)自由存在,使得強(qiáng)度有下降趨勢(shì),因此,必須確定石灰穩(wěn)定土的最佳石灰劑量。

      3.5 含水率和壓實(shí)度

      石灰要起到改善土壤的作用,一定離不開(kāi)水。必須有足夠的水來(lái)滿足石灰和土的反應(yīng)。并且石灰穩(wěn)定土在壓實(shí)時(shí)也需要適當(dāng)?shù)暮?。因此,一定劑量的石灰穩(wěn)定土混合料存在一個(gè)可以達(dá)到最大密度,方便被最好壓實(shí)的最合適的含水率,也就是最佳含水量,這個(gè)含水量可以通過(guò)重型擊實(shí)試驗(yàn)獲得。在實(shí)際施工中,石灰穩(wěn)定土碾壓時(shí)的含水量應(yīng)該比最佳含水量提高2%左右,以滿足碾壓過(guò)程中水分蒸發(fā)造成的損失。壓實(shí)度也是影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo),提高石灰穩(wěn)定土的壓實(shí)度,不但使強(qiáng)度得到提高,而且抗凍性、水穩(wěn)性變好,縮裂現(xiàn)象可減輕。

      3.6 養(yǎng)生

      石灰穩(wěn)定土屬于凝結(jié)比較慢的材料,初期強(qiáng)度比較低,因此要特別注意養(yǎng)護(hù),才能保證后續(xù)強(qiáng)度的增長(zhǎng)。養(yǎng)護(hù)條件主要包括溫度、濕度等。實(shí)踐表明,在封閉潮濕的環(huán)境下養(yǎng)生效果要好于空氣中養(yǎng)生,且在濕度適宜的情況下,溫度越高,強(qiáng)度提高的速度越快。因此必須保證養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度和濕度適宜,最好是覆蓋養(yǎng)護(hù)。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      石灰穩(wěn)定土作為一種廉價(jià)的填筑材料,市場(chǎng)前景依然很廣闊,必須加強(qiáng)對(duì)石灰穩(wěn)定土施工質(zhì)量的控制的嚴(yán)格控制,才能在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),達(dá)到應(yīng)有的社會(huì)效益。這就要求廣大公路建設(shè)者要了解石灰和石灰穩(wěn)定土的性質(zhì),通過(guò)技術(shù)手段和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)控制石灰穩(wěn)定土的施工過(guò)程,合理科學(xué)的指導(dǎo)施工。

      參考文獻(xiàn)

      [1]JTJ034-2000.公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].

      [2]孟繁華.石灰穩(wěn)定土基層的施工及質(zhì)量控制[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊,2012(28).

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