寒冷地区路基黏性土掺灰量控制研究

年月

5 2018 3

HEILONGJIANGSCIENCE

黑龙江科学V4 9March 2018

寒冷地区路基黏性土掺灰量控制研究

丁忠平

(黑龙江畅捷桥梁隧道工程有限公司，哈尔滨150009)

摘要：针对黏性土含水量增大时，力学强度下降、无法满足设计施工需要的问题，对黏性土料堆掺拌生石灰。生石灰作为一种有效 的外掺剂，可以显著改善其物理力学性能，提高强度。研究不同石灰掺量和焖料时间对土体强度的影响，结合黑大公路建设，对素 土及不同掺灰量的改良土进行一系列物理力学试验。在此基础上！分析石灰掺量对土体物理力学性质的影响，探讨改良黏性土强 度的变化规律和主要影响因素。

关键词！路基;黏性土；掺灰改良；效益分析中图分类号：U418.6

文献标志码：A

文章编号：1674 -86(2018)05 -0116 -02

Study on control of ash content of subgrade cl^y in cold zone

DINGZhong-ping

(Heilongjiang Changjie Bridge Tunnel Engineering Co. ，Ltd. ，Harbin 150009，China)

Abstract: In order to solve the problem of tlie decrease of mechanical strengtli and the inability to meet tlie needs of design and construction when the water content of clay soil increases， the viscous soil material stock is mixed with quicklime. As an effective admixture，quicklime can significantly improve its physical and mechanical properties andincrease its strengtli. The effect of different lime dosages and time on the strength of soil was studied. In combination witli the construction of Hehe-Dalian Highway，a series of physical and mechanical tests were conducted on the plain soil and the modified soil with different ash content. On this basis， the effect of lime content on physical and mechanicalproperties of soil was analyzed，and the change lawand main influencing factors of strength of modified clay soil werediKcu Ked.

Key words ： Roadbed; Clay soil； Ash mixing improvement； Benefit analysis

我国北方寒冷地区的黏性土路基施工中，土场黏 性土天然含水量较大，土质强度低且具有强冻胀性，春 融期易形成路基冻胀翻浆病害，引起路面开裂、工后沉 降等问题，严重影响了路基整体稳定性，影响工程质 量。公路工程施工过程中，路基填料受地域局限，影响 较大。黏性土材料的天然含水量大，直接填筑达不到 规范要求的强度指标和压实指标。施工单位在进行掺 灰土施工过程中，应对黏性土的掺灰量和焖料时间等 控制要素进行技术总结和技术推广。

2黏性土掺灰施工工艺原理

掺灰土是在土中掺入石灰材料后，石灰与土之间

发生化学作用，从而使土材料的性质发生根本的改变。 开始表现为土的塑性降低、最佳含水率增大和最大密 实度减小等，随后黏土颗粒就形成粗粉粒状，从而提高 板体性、强度和稳定性。利用石灰的钙化作用增强黏 性土的土质强度。

CaO + H2O=Ca(OH)2 +. 8 KJ(热量）Ca( OH) 2 + CO2 + nH2O = CaCO3 + (n +1) H2O

1黏性土掺灰量控制研究特点

应用土壤 湿

快速 定黏性土的含水

利用生石灰的熟化作用吸水，降低黏性土的含水 量，翻拌自然蒸发失水，降低含水量。利用土壤温湿度 仪快速检测黏性土含水量和温度，合理确定掺拌生石 灰数量、翻拌和焖料时间，保证掺灰工程质量，加快掺 灰施工进度，降低掺灰施工成本。

度，可有效缩短含水量检测时间，准确确定掺生石灰数 量，这一关键技术的应用，不仅能保证掺灰质量，还能 加快施工进度、节约施工成本。通过温湿度数据，合理 确定翻拌和焖料时间，确保石灰有效消解，土、灰混合 均勻，保证灰土质量，提高路基质量。

收稿日期

3

3. 1

黏性土掺灰施工操作要点

施工准备

确定取土场数量、大小和位置，测定土场取样天然

:2018 -01 -13

作者简介:丁忠平（1984 -)，男，本科，工程师。

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含水量。临时道路必要时用砂石、废砖等材料进行硬

化，遇到沟渠预埋涵管，则要保证临时道路贯通全线。 应修建排水沟、拦水埂等防水工程，使取土场场地排水 状态良好。翻拌设备应满足翻拌能力要求，防雨苫盖 物资准备充沛，应急物品、安全劳保物品应准备妥当。 3.2材料选择

石灰采用&级以上的生石灰或消石灰，原窑灰块 状小于5 cm。进行有效CaO + MgO含量试验，有效含 量达70%以上。要尽量缩短石灰的存放时间，如露天 堆放时间较长时，要加以覆盖保管，杜绝雨淋。路基采 用天然土质塑性指数为15 ~ 20的黏性土，含有一定量 埋温湿度检测探头，要求探头埋深2 m以上，数据线要 引到灰土边安全位置，通过检测仪表每4 ~5 h跟踪检 测混合料的温度和湿度。当湿度数据相对稳定后，比

含水

， 考虑 拌、

等 工工 。

4黏性土掺灰施工技术要求

第一，测定黏土天然含水量，通常情况要求路基用

黏性土天然含水量小于25% ;原窑灰钙镁含量不低于 70%，块状结构不大于5 cm。第二，预掺拌土断面底 宽小于10 m，高度小于6 m，上顶宽不大于5 m，长度 的中粒土和粗粒土，土中不得含有树根、杂草等。3. 3 土工试验

对黏性土和生石灰进行土工试验，试验内容有:土 的液限、塑限、含水率、密度、相对密度，土的击实、土的 强度（CBR值）、生石灰的有效成分试验。掺灰土试验 主要包括最大干密度、最佳含水率、CBR值等检测。3. 4

灰土试配

在掺生石灰处理黏性土时，应采用不同含水量的 土料和不同掺量进行试配，含水量每变化2%为一个 级别，并对应一组掺量。掺量变化幅度为1 %，掺配时 按重量计量，施工时换算成材料松方体积，对掺配好的 灰土进行工作性能试验，对施工效果进行对比评价，主 要包括CBR值检测、可碾压性等。确定设计掺配计量 后，按设计掺配计量拌制灰土，进行最大干密度、最佳 含水 。 ， 应 保 的 ，综合考虑经济效益、设备利用率、工期等因素，选取最 掺拌 ，

掺拌 工。

3. 5

取土场布置

取土深度可根据用土量和取土坑面积确定。取土 场应设置纵、横向坡度和完整的排水系统。施工前在 四周设排水沟，以降低地下水位。排水沟要与农田排 水渠道连通，以利于降雨等流入。为保证雨后能正常 运输，进出土场的便道应修整平整，碾压密实，符合施 工的通行和载重要求，在施工期间定期维护。3.6掺灰施工

土 掺

拌应采用

进

行，掺拌作业前应做好存土、存灰、掺拌、存混合料的位 置和面积规划，各个区域严禁混合堆料。量测松方体

含水 ， 土堆 应含水 的设 掺配量，以固定容器量测生石灰，生石灰剂量应大于试验 计划剂量的0. 5%，将计量完成后的土料和生石灰运 至掺拌区，利用挖土机进行掺拌作业，掺拌后应进行1 ~2次的翻拌。翻拌好的混合料现场直接进行焖料， 使生石灰充分消解，一般需要焖料1 d。根据温湿度监 测数据，调整翻拌、加灰、焖料时间。

掺灰混合翻拌时，沿料堆长度方向每20 m左右预

控制在30 m。每个料堆大约1 200 ~1 500 m3。第三， 预埋温湿度监测探头每料堆大约均布5个，埋深尽量 接近土堆核心处。引线设在料堆底边缘外侧，注意安 全保护。第四，初次混料掺拌翻拌2次，焖料1 d后开 始监测温湿度。每间隔4 ~5 h读取数据一次，当所读 取的数据相对稳定后开始考虑翻拌、加灰和闷料苫盖 等 工工 。 第 ， 湿

器

湿

，

拌

合料时增加灰量。如果温升不明显，在增加灰量时考 虑上限，适度增加灰量;如果温升显著提高，在增加灰 量时适当考虑下限，降低数量。第六，温湿度仪器指示 湿度值接近最佳含水量数值，应及时采取翻拌措施，直 至石灰块状物消解彻底。第七，每次混合料进行翻拌 或加灰翻拌应进行2次，监测含水量数值。第八，混合 料技术指标不仅包括含水量指标和石灰消解程度指 标，还要兼顾其他性能指标要求。第九，根据测得的含 水量和温度，结合掺灰配合比准确计算并确定掺灰数 量，指导掺灰施工快速进行，避免因检测时间长、风干 或其他方法造成浪费，从而加快掺灰施工进度，保证掺 灰施工质量，降低掺灰施工成本。第十，严格控制进场 生石灰质量，适当延长焖料时间，避免灰量过大导致含 水量过低和消解发生不完全，出现路基病害。

5结语

通过对黏性土料堆掺拌生石灰过程有效控制，确

定掺灰量和焖料时间，改进土壤温湿度，适时快速测定 黏性土的含水

，

定掺

、 拌

焖料时间，对解决寒冷地区黏性土路基的水稳定性、冻 稳定性、掺灰施工和控制工后沉降具有实际意义。参考文献：

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