灰土施工工艺

灰土施工工艺一、灰土的机理在粉碎的土和原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，成为石灰稳定土。

1、强度形成原理在土中掺入适当的石灰，并在最佳含水量下压实后，既发生了一系列的化学与物理作用，从而使土的性质发生根本的改变。

在初期，主要表现在土的结团、塑性降低、最佳含水量的增大和最大密实度的减小等。

后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。

研究表明，石灰加入土中后，主要发生以下4个作用：（1）离子交换作用。

离子交换作用几乎是石灰同土壤接触后立即发生的。

石灰浆（氢氧化钙）中游离的钙离子同黏土矿物吸附综合体中的钠、氢离子发生交换，从而减薄吸附水膜的厚度，促使土粒凝积和凝聚，形成团粒结构。

由此，改变了土的塑性和压实性。

（2）火山灰作用。

火山灰作用是指石灰与土中活性的氧化硅和氧化铝起化学反应，生成硅酸钙化合物、铝酸钙化合物及钙铝黄长石水化物等。

它们在水分作用下能够逐渐结硬，是一种水稳性良好的结合料。

火山灰反应是构成灰土早期强度的主要原因。

（3）碳酸化作用。

碳酸化作用，就是熟石灰和碳酸其化学反应，生成坚硬的碳酸钙结晶体，它对土的胶结作用使土得到加固。

由于二氧化碳可能从混合料的空隙渗入，也可能由于土本身产生，当石灰土的表层碳酸化后则形成一层硬壳，从而阻碍二氧化碳的进一步渗入，因而氢氧化钙的碳化是一个相当长的反应过程，也是形成石灰土后期强度的主要原因之一。

（4）结晶作用。

消石灰掺入土中，由于水分比较少，只有少部分参与了化学作用，绝大部分饱和的氢氧化钙在灰土中由胶体逐渐成为晶体。

这种晶体能够互相结合，并与土粒结合起来形成整体，使石灰土的水稳定性得到提高。

2、适用范围及条件石灰稳定土具有良好的力学性能，并由较好的水稳性和一定的抗冻性，它的初期强度和水稳性较低，后期强度较高，但由于干缩、冷缩，易产生裂缝。

石灰稳定土可适用于各类路面的底基层，也可用作二级公路的基层。

石灰稳定土不能用作薄沥青混凝土面层的基层，在冰冻地区的潮湿路段，以及其他地区的过分潮湿路段，不宜采用石灰土做基层。

二、灰土施工流程灰土混合料可在拌合厂（场）集中拌和，也可沿路拌和，亦可根据现场情况采取厂拌加路拌的综合法施工。

1、铺筑试验路高速公路和一级公路或使用新技术、新材料及新工艺的灰土基层，在大面积施工前，应先铺筑一定长度的试验路。

通过试验路的铺筑，施工单位可进行施工工艺的优化，找出施工过程中存在的主要问题，去的实现成功施工的经验，为大面积基层的铺筑确定合适的施工方法，同时还可检验拌和、运输、碾压、养生等施工设备的可靠性。

根据试验路铺筑的具体情况，制订合理可行的施工组织计划，检验铺筑的灰土基层质量是否符合设计和规范要求，并提出质量控制措施。

2、厂拌法施工厂拌法施工是在中心拌合厂（场）用强制式拌和机、双转轴浆叶式拌和机等设备将原材料拌和成混合料，然后运至施工现场进行摊铺、碾压、养生等工序作业的施工方法。

无拌和设备时，也可用路拌机械或人工在现场分批集中拌和；之后，再进行其他工序的作业。

厂拌法施工的工艺流程为：下承层准备→施工测量→备料→拌和→摊铺→碾压→养生。

（1）下承层准备与施工放样灰土基层施工前应对下承层按施工质量验收标准进行检查验收，验收合格后方可进行基层施工。

下承层应平整、密实，无松散和“弹簧”等不良现象，并符合设计高程、横断面宽度等几何尺寸要求。

注意采取措施做好基层施工的临时排水工作。

施工放样主要是恢复路中线，在直线段每隔20m、曲线段每隔10~15m设一中桩，并在两侧路肩边缘设置指示桩，在指示桩上明显标记出基层的边缘设计高程及松铺厚度的位置。

（2）备料灰土基层的原材料应符合质量要求。

料场中的各种原材料应分别堆放，不得混杂。

准备使用的石灰应充分消解。

石灰过干会随风飞扬而造成污染，过湿又会成团而不便于施工，因此，应适时洒水或设遮雨棚，使之含有适宜的水分。

在潮湿多雨地区施工时，应采取有效措施使土、石灰免受雨淋。

（3）拌和与摊铺拌和时应按混合料配合比要求准确配料，使土、石灰计量等符合设计要求，并根据原材料实际含水率及时调整加入拌和机内的水量。

石灰稳定类混合料的含水率可比最佳含水率小1%~2%，这样可以获得较好的压实效果。

拌和好的混合料应尽快运到施工现场摊铺并碾压成型，以免因时间过长而使混合料强度损失过大。

运输混合料的距离较长时，应用篷布等覆盖混合料以免水分损失过大。

高速公路和一级公路的半刚性基层应采用专用稳定土摊铺机摊铺，这样可保证基层的强度及平整度、路拱横坡、高程等几何外形质量指标符合设计和施工规范要求。

应严格控制基层的厚度和高程，禁止薄层贴补的办法找平，确保基层的整体承载能力。

（4）碾压碾压是使灰土基层获得强度和稳定性的关键工序。

摊铺整平的混合料应立即用12t以上的振动压路机、三轮压路机或轮胎压路机碾压。

灰土压实厚度与压路机吨位的关系宜符合表1的要求。

必须分层碾压时，最小分层厚度不应小于10cm。

碾压时应遵循先轻后重的次序安排各型压路机，以先慢后快的方法逐步碾压密实。

在直线段由两侧向路中心碾压，在平曲线范围内由弯道内侧逐步向外侧碾压。

碾压过程中若局部出现“弹簧”、松散、起皮等不良现象时，应将这些部位的混合料翻松，重新拌和均匀再碾压密实。

半刚性基层压实厚度与压路机吨位的关系表1（5）养生与交通管制灰土基层碾压完毕，应进行保湿养生，养生期不少于7d。

养生期内应使基层表面保持湿润或潮湿，一般可洒水或用湿砂、湿麻布、湿草帘、低黏质土覆盖。

养生期间应尽量封闭交通，若必须开放交通时，应限制重型车辆通行并控制行车速度，以减少行车对基层的扰动。

3、路拌法施工路拌法施工是将土、石灰按一定顺序均匀平铺在施工作业面上，用路拌机械拌和均匀并使混合料含水率接近最佳含水率，随后进行碾压等工序的作业。

路拌法施工的流程为：下承层准备→施工测量→备料→摊铺→拌和→整形→碾压→养生。

其中，下承层准备、施工测量、碾压及养生的施工方法和要求与厂拌法施工相同。

路拌法施工时，备料在准备完毕的下承层上进行。

首先根据铺筑层的宽度、厚度及预订达到的干密度计算各施工段所需土的数量。

其次是根据灰土的配合比、原材料含水率及运输车辆的吨位计算各种原材料每车的堆放距离。

这样分层堆放的原材料经摊平、拌和后得到的灰土更容易符合规定的配合比要求。

通常先堆放土，用平地机按铺筑试验路确定的松铺系数摊铺均匀，然后按每车石灰的摊铺的面积，按一车石灰摊铺一格，仔细打好网格后堆放石灰并摊平，灰时，专人指挥一格卸一车。

铺灰时，人工使用锹铲反扣均匀铺石灰，严禁抛洒场尘，专人检查摊铺厚度、均匀性。

摊铺完毕，用稳定土拌和机、农用旋耕机或多铧犁进行拌和，拌和深度应达到稳定层底部，略扰动下承层，使基层与下承层结合良好。

在拌和过程中，应设专人跟随拌和机行进，以便随时调整拌和深度并检查拌和质量。

混合料应充分拌和均匀，严禁在拌和层底留有“素土”或夹层，否则会严重影响稳定层的强度和稳定性。

拌和时应适时检查混合料的含水率，若含水率不符合设计要求，应通过翻晒或补充洒水，使之处于最佳值，并在此拌和均匀。

拌和完成的标志是：混合料色泽一致，水分合适均匀。

混合料拌和均匀后，立即用平地机初平、整形。

在直线段，平地机由两侧向路中心刮平；在曲线段，平地机由内侧向外侧刮平。

初平后，用拖拉机、平地机或轮胎式压路机快速碾压1~2遍，使可能不平整部位暴露出来，再用平地机整形，如此反复1~2遍。

低洼处应用齿耙将距表面5cm深度范围内的灰土耙松，再用新拌和的灰土找平。

初步整形后，应检查混合料松铺厚度，并进行必要的补料和减料。

碾压作业与厂拌法施工相同。

碾压结束前，用平地机再最终找平一次，使基层纵向顺适，路拱、超高、高程等符合设计要求。

特别要将高出部分刮除并扫出路外，以保证上层路面结构的有效厚度。

4、综合法施工综合法施工结合了厂拌法施工与路拌法施工，即将石灰和土在闷灰场地进行集中掺灰和掺水，反复拌和均匀，使石灰土的灰剂量和含水量得到有效控制，预留约2%~4%剂量的石灰至施工现场用路拌机进行拌和。

5、施工中应注意的问题（1）施工季节宜在春末或夏季组织施工。

施工期间最低气温应在5℃以上；在冰冻地区，应保证在结冻前有一定成型时间，即在第一次重冰冻（-3~-5℃）到来之前的一个月到一个半月完成。

若不能达到上述要求，则碾压成型的灰土基层应采取覆盖措施，以防止冻融破坏。

多雨地区应避免在雨季施工灰土结构层。

雨季施工时应特别注意气候变化，采取措施避免结合料遭雨淋。

降雨时应停止施工，及时排除地表水，使运到路上的材料不过分潮湿。

已经摊铺的混合料应尽快碾压密实。

（2）接缝和“调头”处的处理无论用厂拌法还是路拌法施工，均应尽量减少横向接缝和纵向接缝，必须设置接缝时应妥善处理。

拌和机等施工机械不应在已碾压成型的稳定类基层上“调头”、制动或突然起动。

<1> 横向接缝处理1）用摊铺机摊铺混合料时，每天的工作缝应作出横向接缝。

摊铺机应驶离混合料末端。

2）人工将末端混合料处理整齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度与混合料的压实厚度相同，整平紧靠方木的混合料。

3）方木的另一侧用砂砾（或碎石）回填约3m长，其高度应高出方木几厘米。

4）将混合料碾压密实。

5）在重新开始摊铺混合料之前，将砂砾（或碎石）和方木除去，并将下承层顶面清扫干净和拉毛。

6）摊铺机返回到已压实层的末端，重新开始摊铺混合料。

7）如压实层末端用方木做支撑处理，在碾压后末端成一斜坡，则在第二天开始摊铺新混合料之前，应将末端斜坡挖除，并挖成一横向（与路中心线垂直）垂直向下的断面。

挖出的混合料洒水到最佳含水率拌匀后仍可使用。

<2> 纵向接缝应避免纵向接缝。

如摊铺机的摊铺宽度不够，必须分两幅摊铺时，宜采用两台摊铺机一前一后，相隔8~10m同步向前摊铺混合料，一起进行碾压。

在仅有一台摊铺机的情况下，可现在一条摊铺带上摊铺一定长度后，再开到另一条摊铺带上摊铺，然后一起进行碾压。

在不能避免纵向接缝的情况下，纵缝必须垂直相接，严禁斜接。

一般情况下纵缝可按下述方法处理。

在前一幅施工时，在靠中央一侧用方木或钢模板做支撑，方木或钢模板的高度与稳定土层的压实厚度相同。

混合料拌和结束后，靠近支撑木（或板）的一条带应人工进行补充拌和，然后进行整形和碾压。

在铺筑另一幅时，或在养生结束时，拆除支撑木（或板）。

第二幅混合料拌和结束后，靠近第一幅的一条带，应人工进行补充拌和，然后进行整形和碾压。

三、灰土施工设备机械化施工是公路工程建设的重要保证，而要进行机械化施工更应编制好机械化施工组织设计，进行机械化施工组织设计时，应掌握以下特点：1. 主导机械与配套机械相匹配主导机械的选择主要考虑施工条件、工作面参数和工作量大小。