石灰穩(wěn)定土最大干密度與齡期關(guān)系的試驗分析

范文忠 孫海娟 唐建雄

【江蘇省蘇州市公路管理處　蘇州 215021】

摘 要：通過室內(nèi)試驗，分析石灰穩(wěn)定土最大干密度與齡期的關(guān)系，提出了不同齡期石灰穩(wěn)定土的最大干密度標準，為石灰穩(wěn)定土的TRANBBS施工、檢測、質(zhì)量評定提供指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞：石灰土　干密度　齡期　試驗

１　前言
石灰土施工目前已基本形成了一套較為成熟的施工工藝，通常的程序為“取土坑悶生石灰→降低含水量→改善土性→運至路基→二次加灰→粉碎晾曬、碾壓成型”，但石灰土的最大干密度、灰劑量隨著悶灰時間的長短而發(fā)生變化，給質(zhì)量檢測帶來了一定的難度，即如何合理地確定各種悶灰齡期石灰土的最大干密度、灰劑量標準。我們根據(jù)目前石灰土施工的通常情況，通過試驗，得到了部分石灰土的最大干密度以及灰劑量隨時間變化的關(guān)系。
２　工程實況
蘇嘉杭高速公路（江蘇段）先導(dǎo)試驗段位于吳江市，全長５公里，沿線取土坑土的部分TRANBBS技術(shù)參數(shù)見表１。
３　石灰土施工工藝簡介
石灰土施工，首先在取土坑挖方、摻３％～５％的生石灰、打堆悶料，時間一般在７～２０天左右，過濕土和石灰發(fā)生反應(yīng)，使土體顆粒松散，土的性質(zhì)改變，土的含水量、塑性指數(shù)降低，土體易于粉碎，然后悶灰土運至路基，根據(jù)灰劑量檢測，確定是否滿足TRANBBS設(shè)計灰劑量，若石灰衰減前的灰劑量小于設(shè)計劑量，則需進行第二次加灰，加灰時必須均勻地播撒，然后及時完成路基處理及成型。
４　石灰土成型機理
石灰穩(wěn)定土中的火山灰反應(yīng)是土中活性硅、鋁物質(zhì)與石灰提供的游離鈣之間的化學反應(yīng)。石灰與土的離子交換作用、絮凝團聚作用，加上石灰本身的剝離、結(jié)晶和碳化作用，使穩(wěn)定土在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了明顯的變化，土顆粒“叢生”在一起，成為顆粒較大的“聚集體”，穩(wěn)定土的密度也隨之發(fā)生了變化。
５　室內(nèi)試驗及結(jié)果分析
通常規(guī)范表述的室內(nèi)石灰土最大干密度試驗是將稱量好的石灰與土在室內(nèi)拌和并悶料處理２４小時后即進行擊實試驗，而實際施工中，石灰土從摻灰、成型至質(zhì)量檢測的時間通常是不相同的，一般有以下幾種影響因素：
　　(１)取土坑過濕土進行了悶生石灰處理。
　　(２)路基土摻灰后，沒有及時碾壓成型。
　　(３)由于氣候、土質(zhì)等的原因，摻灰土降低含水量的時間較長。
　　(４)摻灰土返工。
　　(５)質(zhì)量檢測的時間較長。
　　顯然，施工中石灰與土拌和超過一段時間后，其最大干密度與室內(nèi)試驗所標定的最大干密度存在差異，室內(nèi)干密度一般高于現(xiàn)場灰土的最大干密度，這種現(xiàn)場施工與室內(nèi)試驗的差異導(dǎo)致現(xiàn)場壓實度較難達到壓實標準。在目前尚無相關(guān)規(guī)范可遵照執(zhí)行的情況下，筆者圍繞兩方面的內(nèi)容做了一些試驗，以尋求石灰土灰劑量隨時間衰減及最大干密度隨時間降低的規(guī)律。
為了保證最大干密度隨時間降低曲線的正確性，在對各層次的土取樣后，對各層次的土樣深度按土層厚度比例摻入，比例為１：１：２，在含水量達到１４％～２０％左右摻入５％、６％、１０％的石灰悶料，按不同的悶灰天數(shù)，即１天、７天、１０天、１５天、２０天、３０天，在悶灰到期前１天，用ＥＤＴＡ滴定石灰劑量，即可得出５％灰土的灰劑量隨時間衰減的曲線，為了保證曲線的準確性，還應(yīng)做３％石灰土的衰減試驗，試驗結(jié)果見表２和圖１。在悶灰到期后，分別做標準擊實試驗，試驗結(jié)果見表３和圖２。
為了檢驗最大干密度隨時間降低的正確性，筆者針對Ｋ８３＋１５３～Ｋ８３＋４００路段（９０區(qū)）在現(xiàn)場準備了５％、６％、１０％灰土樣品進行室外露天條件下悶灰，悶灰時間為３０天，３０天后進行標準擊實，試驗結(jié)果見表４。通過對表４中兩種條件下的３０天悶灰齡期最大干密度的比較，可以看出施工現(xiàn)場悶灰３０天的石灰土?熏其最大干密度發(fā)生了一定程度的降低，即比室內(nèi)悶灰３０天的最大干密度要小。究其原因主要是由于室外自然條件下悶灰與室內(nèi)塑料簿膜悶灰相差較大，土性變化情況不盡相同。
６　質(zhì)量控制與檢測
目前，規(guī)范中通常的檢測方法是，對施工現(xiàn)場成型好的石灰土，按環(huán)刀法或灌砂法隨機抽查幾處壓實度，同時從取樣中取適量灰土，用作制備溶液，進行灰劑量測定，然后將實測結(jié)果，即干密度、灰劑量與最大干密度、設(shè)計灰劑量進行比較計算，從而判定該石灰土施工段落合格與否，其中不考慮灰土成型的周期長短和灰劑量的衰減。
本次試驗的目的是希望質(zhì)量監(jiān)督、建設(shè)、監(jiān)理、施工單位統(tǒng)一標準。建議日常檢測中，灰劑量衰減可以參考表２的結(jié)果?熏密度檢測應(yīng)根據(jù)該灰土悶灰起始日及檢測日期來確定最大干密度標準，目前，石灰土從悶灰至成型的周期長短不一，短則１０天，長則３０天左右，造成了各級檢測部門在質(zhì)量抽查時，難以掌握灰土干密度標準。從本次試驗看，一般來說，對于悶灰齡期達到１０、１５、２０、３０天的石灰土，建議其最大干密度標準應(yīng)分別降低１％、２．５％、３．７％、４．５％。對于某一悶灰齡期石灰土的灰劑量、干密度標準也可通過查圖１和圖２用內(nèi)插法確定，這在一定程度上提供了科學、合理的檢測依據(jù)。
７　小結(jié)
本次試驗結(jié)果僅代表部分路基施工路段，對于諸如砂性土或其他土質(zhì)是否適用，不能一概而論。筆者建議，若能將該類試驗交由專門檢測機構(gòu)或科研院校作專題研究或試驗，以更好地尋找規(guī)律，掌握科學準確的數(shù)據(jù)，為工程建設(shè)提供準確的指導(dǎo)意見，那無論對提高工程質(zhì)量、加快工程進度，還是控制建設(shè)費用，均將產(chǎn)生積極的影響。

參考文獻

〔１〕ＪＴＪ０３４－２０００.《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》.人民TRANBBS交通出版社
〔２〕ＪＴＪ０５１－９３.《公路土工試驗規(guī)程》.人民交通出版社