石灰稳定土的常见病害及防治措施

摘要：本文介绍了石灰稳定土性质及特点，并由此分析了石灰稳定土几种常见病害的形成机理及防治措施。 关键词：石灰稳定土、弹簧、隆起、缩裂、防治 一、石灰稳定土的性质及特点 1、性质

粉碎的土掺入石灰、水、经过拌和均匀后，石灰与土之间发生强烈的离子交换、碳酸化及结晶作用，从而使土的性质发生根本变化。由于离子交换作用，减薄了土的吸附水膜作用，促使土颗粒凝集和凝聚，形成团粒结构，从而降低土的塑性指数；石灰稳定土的最佳含水量随石灰剂量增加而增大，而最大干密度则随石灰剂量增加而减少；石灰的掺入能明显地提高土无侧限抗压强度及整体强度。 2、特点

石灰稳定土具有良好的力学性能，初期强度和水稳定性较底，后期强度和水稳定性较高。实践证明，强度形成较好石灰稳定土具有较高的抗压强度（最高能达到4~5Mpa）和一定抗拉强度，且板体性好，具有很大的刚性和荷载分布能力。因此，它是一种较好的路面基层（非高等级公路）和底基层材料。

石灰稳定土虽然有许多优点，且应用较广，但相对于其它稳定结合料仍有不少缺点，容易出病害。只有经过有效的病害机理分析并通过一定的防治措施，才能最大限度发挥石灰稳定土的性能。 二、石灰稳定土常见病害及防治

1、石灰稳定土成型时弹簧、起皮、拥包及防治

石灰稳定土碾压成型时常会出现局部弹簧、松散并有大面积起皮现象，局部含水量过大易产生弹簧现象；拌和不均或局部粗细颗粒离析现象易导致松散现象；表面过干，平地机薄层找平易造成大面积起皮；压路机碾压方式不当易产生拥包。为防止上述病害出现，在施工过程中注意以下几点因素： 1）土块要粉碎，最大尺寸不应大于15mm，且拌和要充分均匀。

2）控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量宜大于最佳含水量+1%左右，且要拌和均匀。

3）碾压过程，石灰稳定土表面应始终保持湿润。

4）严禁薄层贴补，摊铺时\"宁高勿低\"，平地机最后整平时\"宁漏勿补\"。

5）碾压时，压路机应遵从\"先轻后重\"，\"先边后中\"，\"先慢后快\"原则连续不断地碾压至规定压实度。 2、石灰稳定土成型初期隆起、开裂及防治

生石灰中常含有过火石灰。在石灰稳定土成型后，过火颗粒才逐渐消解，体积膨胀，引起成型后的石灰土层隆起，为消除这种病害，通常将生石灰提前10~12天运进施工现场，并进行充分消解；对于镁质石灰，由于难消解，则需提前12~15天进行消解，且加水速度不已过快、过急，以便于镁质石灰能够充分得以消解。

目前，我国不少厂家开始生产袋装生石灰粉（磨洗生石灰）。生石灰粉使用时可不需消解，但拌入土中后，宜闷料3~8小时成型效果最佳。因为生石灰粉在土中消解过程中会放出大量水化热，如碾压成型过早，会由于生成的水化热过多而使土体积膨胀，产生隆起现象；成型过晚，则石灰与土之间各种有利反应作用不能够充分得以利用，且难以压实。

实际施工过程中，经常会发现石灰稳定土成型1~2天出现大量裂缝现象，高温季节尤为明显。这主要由两方面原因造成的结果：一方面是石灰稳定土自身含水量过大；另一方面是保湿养生不及时；水化反应后，石灰稳定土含水量减少，产生干缩裂缝。为了减轻或消除这种病害，石灰稳定土宜在接近最佳含水量时成型，成型后必须

采取有效措施保湿养生，养生期一般为7天左右，养生期应封闭交通。 3、石灰稳定土缩裂与防治

石灰稳定土缩裂类型主要有以下三种：第一种为干缩，是由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料水分不断减少导致毛细管作用，材料矿物晶体间水化作用和碳酸化收缩作用等引起材料产生体积收缩；第二种为温缩，由于不同矿物颗粒组成的固相、液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩。第三种为反射裂缝，是由于路基因某一种因素产生的裂缝反射致石灰稳定土上层而造成裂缝。石灰稳定土缩裂不但会降低石灰土自身强度，破坏板体结构，且会映射到基层、面层，影响工程整体质量，从而大大降低公路工程整体使用年限。因此必须采取切实可行的防裂措施：

1）改善土质，石灰稳定土的缩裂性质与土的粘性有关，粘性越大，则缩裂越严重，最适宜用石灰稳定的土塑性指数为12~20。对于塑性指数大于20的土适量掺入砂性土以降低塑性指数或该用其它形式稳定结合料。 2）尽量避免在不利季节施工，最好在第一次冰冻期来临一个半月前结束施工。

3）控制含水量，碾压时控制含水量宜大于最佳含水量+1%，，能够较好地改善石灰稳定土干缩性质。 4）掺入适量粗粒料，如碎石、石屑等，不但可以减少裂缝，而且可以提高石灰稳定土强度，改善碾压时拥包推济现象。

5）施工前，对出现裂缝的路基进行返工处理，以便减少反射裂缝的出现。 三、结论

目前，我国不少地方都缺乏天然砂石材料，铺筑路面基层（非高等级公路）、底基层完全外运石料，工程造价太高，客观上难以实现。石灰稳定土在对其常见病害进行有效防治后，其刚性和分布荷载能力较传统的级配碎石高得多。因此，可以广泛推广石灰稳定土作为路面基层（非高等级公路）、底基层材料，以节约工程造价。

水泥稳定碎石基层施工技术

■ 张 静

摘 要：通过亳阜高速公路水泥稳定碎石基层施工，对施工中原材料试验、配合比设计及施工工艺控制要点等，作了详细阐述，对今后同类型路面基层施工具有一定的参考意义。 关键词：水泥稳定碎石 施工 技术

水泥稳定碎石基层，因其良好的板体性、水稳性、抗冻性，早期强度高等特点被广泛用于高速公路基层。为了保证其工程质量，从技术角度而言，关键在于试验与施工控制两个方面。亳阜高速公路全长约100km，为双向四车道全封闭式高速公路，上、下基层设计分别为17㎝和18㎝厂拌水泥稳定碎石，我办结合以往的监理工作经验，从原材料检测、选择、配合比设计、拌和、摊铺、碾压等施工工艺作以严格控制，取得了较好的效果，现详述如下： 1、试验

影响水泥稳定碎石基层强度的主要原因有：水泥质量和剂量、碎石质量、集料给配、碾压工艺、养生条件与龄期，为此在原材料方面，我们严格控制碎石的各项指标，严格杜绝不合格材料进场，并通过水泥各项指标检测水泥质量，准确标定水泥剂量及混合料最大干密度。只有以真实、正确的数据指导施工，才能从根本上保证工程质量。 1.1原材料 1.1. 1水泥

水泥是水泥稳定碎石混合料的粘合剂，它的质量尤重要。施工时要选用质量好、各项指标合格、初凝（宜3h以上）、终凝（6h以上）时间较长的水泥，经过我们对几家水泥厂进行了的考察，并抽样检测，决定采用江苏巨龙水泥有限责任公司生产的“巨龙”32.5等级普通硅酸盐水泥。 1.1.2 碎石

碎石取自淮北以及淮南，碎石的合成级配要符合规定要求，另外压碎值、含泥量指标也应要符合规定要求。

表1 “巨龙” 32.5等级矿渣硅酸盐水泥检测指标

检测项目 单位 标准要求 实测值 三氧化硫 % ≤4.0 1.92 细度 % ≤10.0 2.5 凝结时间 初凝 min ≥45 4:45 终凝 h ≤10 8:25 安定性（饼法） 无裂纹、无弯曲

抗折 3d Mpa ≥2.5 平均值4.0 28d Mpa ≥5.5 6.6 抗压 3d Mpa ≥11.0 平均值21.8 28d Mpa ≥32.5 12.0

合理的集料级配，可以明显增加混合料的强度的耐久性，并节省原材料。集料的级配对混合料质量起着决定性作用，级配的改变有时可导致混合料性能改变，影响着结构层耐久性，施工单位一定要认真对待级配问题，合理地保证集料级配在设计范围中值附近，发挥集料的骨架密实作用，提高工程质量。集料压碎值应不大于30%，集料中小于0.5颗粒含量以下细土有塑性指数时，小于0.075 ㎜的颗粒含量不应超过5%；细土无塑性指数时，小于0.075 ㎜的颗粒含量不应超过7%。含有塑性指数的土越多，其收缩性就越大，抗冲刷能力弱，易使基层产生裂缝，故对集料中塑性指数严格检查控制，切不可大意。 表2 水泥稳定碎石混合料中集料检测指标 检测项目 单位 标准值 实测值 压碎值 % 〈30 17.1 0.075 颗粒含量 % 〈5 2.9 液限 % 〈25 24.3 塑性指数 _ 〈6 4.1

1.1.3 凡饮用水皆可使用，若有可疑水源，应委托有关部门化验检定。

1.2 配合比设计

1.2.1 确定碎石掺配比例

根据周围料源调查结果,我们确定用10-30mm,10-20mm,5-10mm,0-5mm四种规格的碎石进行掺配.水泥稳定碎石粒径愈大，拌和机、摊铺机等施工机械愈容易磨损、混合料愈容易产生粗细集料离析现象、平整度愈难达到较高要求，板结性也较差，故对集料的最大粒径要加以限制，另适当增加4.75㎜筛孔以上粒径含量，以保证强度设计要求。根据级配设计要求及施工情况，决定掺配比例为35:15:14:36，经检验合格。合成级配如表3。 表3 水泥稳定碎石混合料中集料的级配范围

筛孔尺寸（㎜） 31.5 26.5 19.0 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075 通过百分率（%） 100 90 72 47 29 17 8 0 100 89 67 49 35 22 7

实测值 100 99.3 81.9 59.6 40 25.3 14.1 2.9 1.2.2 确定水泥剂量

根据《公路路面基层施工技术规范》及经验分别作3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%水泥剂量的配合比，并进行了击实试验，根据击实结果做了五种水泥剂量的无侧限抗压试件，经过6d 养生，1d浸水破型，得出了无侧限抗压强度。依据R-=（1-ZaCa）≥4.0Mpa这一标准，选取水泥剂量4.5%水泥剂量为满足强度指标要求的最小水泥用量为最佳水泥用量，则试验室配合比为水泥：集料=4.5：100，混合料的最佳含水量为5.0%，最大干密度为2.37g/㎝3，施工时压实度按98％控制。值得注意点：设计水泥稳定碎石配合比时，水泥剂量确定不宜超过6％，遵循先改善集料的级配，然后用水泥稳定的原则。其因水泥稳定碎石的干缩应力与水泥剂量有很大关系，水泥剂量越大，干缩应力也应越大，裂缝也就越多。据统计水泥剂量增加1 倍，路面的横缝增加24倍，因此，很多国家在规定水泥稳定碎石强度的同时，还规定水泥的最大剂量通常为5~6％，以减少水泥稳定碎石基层的干缩裂缝。在只能使用水泥稳定细粒土作基层时或水泥稳定集料的强度要求明显大于规定时，水泥剂量可不受此限制。

1.2.3 延迟时间与混合料强度损失试验

水泥遇到水就要开始水化作用，因此，水一旦加入水泥稳定碎石中，就应该尽快完成拌和、尽快将混合料摊铺成型，立即开始碾压，如果未立即进行碾压或湿拌时间拖长，水泥就会产生部分结硬作用。碾压时，为了破坏已经形成的水泥这种胶结作用，就要花费额外的压实功能，从而影响水泥稳定碎石的压实度，所有这两种因素都会导致水泥稳定碎石强度的损失。

在一定的压实功下，从加水拌和到碾压终了的延迟时间，对水泥稳定碎石的干密度及抗压强度有明显的影响，延迟时间愈长，混合料强度的损失愈大。延迟时间的影响程度还与所用水泥剂量有关，水泥剂量愈高，影响程度愈大。延迟时间对水泥稳定不同混合料的影响差别很大，比如延迟2h，对于中砂和矿渣的水泥稳定混合料强度没有什么影响，对水泥砂砾、砂砾土、级配好的砂、碎石、碎石混合料等材料时，可使强度降低10~25%。对水泥稳定粘土时，延迟2h可使强度降低5%，延迟时间对砾质砂影响最大，使其强度损失60%，因此，水泥稳定土施工选择水泥时，应选用终凝时间长的水泥。

国外通常规定延迟时间为2h，在我国考虑公路施工中采用路拌法的实际情况，规范规定了延迟时间为3-4h 。为了能合适地确定延迟时间，我部在施工前进行了延迟时间对混合料强度影响的试验，并通过试验确定应该控制的延迟时间为3h。总之，在实际生产施工时，应该使用拌和效率高的机械，并使拌和、效率、摊铺、碾压几道工序紧紧相接，尽可能缩短从加水到压实间隔时间。

等击实功下，延迟时间对水泥稳定碎石干密度和抗压强度的影响非常大。 1.3 检测指标 1.3.1 强度检测

强度检测以每天现场混合料取样制件，7d龄期抗压强度达到设计强度作为路面基层强度检验标准。多条已通车高速公路沥青路面的调查表明，面层的局部网裂、形变、甚至坑洞常与基层不成整体有关。多条高速公路的实践也证明：质量符合要求的水泥碎石基层养生3 d后，无论用进口或国产路面钻机都能取出完整的钻件。 1.3.2 压实度检测

进行压实度检验，应在碾压结束后1h内完成凿洞灌砂工作，一则及时反馈压实信息，二则易凿取孔洞。混合料含水量测定宜以现场快速简便的酒精燃烧法为好，若送样至室内，应提前打开恒温烘箱，使其温度升至105℃左右，不得试样取回才开始加热升温，另测定挖出混合料试样中粗集料的含量，按与粗集料含量相对应的最大干密度计算压实度。 2、施工工艺

先进的机械设备、精确地计量拌和、适宜的压实组合、压实方式、及时的养护，保证了工程质量实施，对施工中每一个环节、每一步骤都要结合具体情况进行相应调节、控制，只有这样才能提高工程质量。 2.1 设备

根据工程进度和质量要求，项目部配备了两套水稳拌和站，其生产能力达1000T/h，满足施工进度要求。该设备配有电子装置，能够准确地控制各种材料用量，确保配比准确拌和均匀，配有现代化技术含量高的ABG423摊铺机2台、进口及国产压路机5台、15T以上自卸车30辆，充分保证工程的质量要求。 2.2 拌和

拌和机动车的投料要准确，在投料运输带上定期取样检查各料仓的投料数量。拌和过程要掌握如水泥剂量、集料级配及混合料含水量、含水量略大于最佳含水量1-2%，以满足运输过程中水分的损失。含水量小则混合料易松散，不易碾压成型；含水量过大，一则易形成软弹，无法及时碾压，尽管有的不形成软弹，碾压过程中也易形成波浪而无法保证表面平整度。二则水泥稳定碎石干缩应力也越大，导致路面裂缝增多，缝宽增大。施工时要根据当时天气、温度情况确定含水量的大小，对水泥剂量和集料级配要随机检测，达到规范要求。拌出的水泥稳定碎石混合料及时运往工地摊铺、碾压，禁止大量堆存。 2.3 运输

水泥稳定碎石混合料运输采用大吨位自卸车运输，在装车时，要不停的移动位置，以防混合料离析。另外，在运输过程中，要根据运距的长短和天气情况决定是否遮盖，设专人指挥运料车卸料，并做好相应的记录。 2.4 摊铺

为了控制好基层的平整度和高程，采用两台摊铺机梯队摊铺作业，施工应注意以下几点： （1）应按松铺厚度均匀摊铺，如有离析现象，应有机械或人工进行修补。

（2）为了保证平整度，摊铺机应连续摊铺，运料车在摊铺前10-30㎝处停止，在卸料时运料车不得撞击摊铺机，挂空档靠摊铺机推动前进。

（3）摊铺过程中要注意摊铺机的速度，保持稳定速度，同时应考虑拌和设备的生产能力与摊铺机速度相匹配，保证每台摊铺机前有三辆以上运料车在等待卸料。 （4）摊铺机的振动和振捣频率要均匀一致，不要随意调整。

（5）分两层摊铺基层时，在摊铺上层前对下层表面洒水湿润，然后洒布适量水泥，保证两层板结性与强度要求。 2.5 碾压

对于水泥稳定碎石混合料碾压，应以振动压路机为主，根据试验路段结果，我们确定以下碾压方式：先用光轮压路机稳压一遍，其速度1.5-2.0km/h；再用振动压路机振动碾压三遍，其速度2.5-3.0km/h；最后用胶轮压路机碾压三遍，其速度2.5-3.0km/h。

碾压时应遵循先轻生重、先慢后快、先外侧后内侧的原则。压路机后轮重叠1/2轮宽，压路机折回不应处在同一横断面上，碾压层厚度控制在15-20㎝之间。相邻两段的接头处碾压，压路机成横向45°的碾压状，碾压速度设定在1.5km/h左右，以防拥包等不良现象，对于靠近纵缝部分，必须碾压到位。从拌和碾压到完成，一般控制在2h完成，不能延误时间，影响强度。施工过程中严禁用贴补方法找平，如局低洼，可采用翻松新鲜混合料重新碾压。

2.6 接缝处理

施工中应避免纵向工作缝或减少横向工作缝，工作缝应采用与表面垂直的平接缝，严禁采用斜接缝。

基层在养生期间不得开放交通，不能完全封闭交通时，应限制重车通行，禁止车辆在上面调头或急刹车，以免影响强度。养生结束应及时喷洒乳化沥青作封层，减少基层干缩、温

缩引起的裂缝。另养生温度对水泥稳定混合料的强度有很明显影响，养生温度越高，水泥稳定混合料强度越高，必要时，应采用覆盖草帘或塑料薄膜养生。 3、结束语与建议

为了保证工程质量，必须严格控制施工程序，首先是控制好水泥的剂量和质量。另外，集料级配和细集料的塑性指数、0.075颗粒含量及混合料的含水量，都是影响水泥剂量准确，集料级配不偏离中线，含泥量不超标，含水量适中，才能确保水泥稳定碎石混合料质量的因素。因此，施工中，一定要从严控制，做到水泥稳定碎石基层达到应有的效果。

另外，水泥的特性直接决定了该混合料受时间约束比较明显。施工时，一定要从严从紧安排工序，确保在延迟时间内（通常为2h）完成从加水拌和到碾压完毕的所有工序，碾压时，碾压遍数要足够保证压路机吨位在15T以上，养生及时，只有控制好所有工序，才能保证工程质量创优良工程。