石灰土配合比设计在工程中的应用

张 利 清

(山西远方路桥(集团)有限责任公司，山西 大同　037000)

石灰土结构是市政、公路中普遍使用的路面结构形式之一，在工程中普遍使用。它以工程造价低、材料来源广泛、施工方便等特点被广泛推广。石灰土是将石灰、土、水按照一定的比例混合后经过压实形成的具有一定承载力的工程实体。在技术指标上，石灰土的无侧限抗压强度、最大干密度、最佳含水量三个指标是设计的关键，也是施工控制的重要依据。

1　原材料的控制

石灰土的原材料是石灰和土质、水三部分组成。对于塑性指数的范围一般选择在0～26之间，塑性指数超过26的土质颗粒较大难以施工。土质的种类是优先选用塑性指数在12～20之间的粉质粘土和粘质粉土。塑性指数偏低的土质成型的石灰土7 d无侧限抗压强度达不到0.8 MPa,需要改变为水泥稳定类结构。塑性指数较高的土质进行“砂化”处理，进行二次拌和，工序相对复杂一些。选取塑性指数小于4的碎石土需要掺加一定粘土进行处理。路拌情况下采用宝马拌和机时需2遍～3遍，采用旋耕犁拌和时需5遍～6遍。在施工过程中上土时，尽量避免塑性指数较高的粘土。

选取土质的另一个原则就是土质的矿物质越多，石灰土的强度越容易增长。粘性土灰土的无侧限抗压强度大于粉性土和砂性土的无侧限抗压强度。了解土质的情况可以在配合比设计过程中做到有的放矢，具有更强的针对性。

石灰的质量分为三个等级，高等级的路面一般采用二级及以上石灰，一般为钙质石灰。石灰的主要指标是活性氧化物含量，它直接决定石灰土的强度。白云石石灰的质量要优于方解石石灰。生石灰进行陈伏以后，石灰颗粒完全消解可以有效的与土质形成板结强度。石灰的细度越大与土质结合越充分，利于石灰土离子交换和凝胶作用、碳酸化反应。

石灰的剂量用量在3%～5%时对土质起到改良和稳定的作用，石灰和土不能充分的反应，土的密实度和强度得到改善。一般石灰土的剂量在6%～18%，石灰与土能够充分反应，土的强度和稳定性都得到较大的提高。超过18%以后石灰土的强度反而下降，石灰破坏了土的间距，自由灰的存在导致强度降低。

水：饮用水包含牲畜饮用的水，都可以应用到工程中去。

2　石灰土配合比设计

石灰土配合比设计的强度与石灰的有效钙镁含量、石灰剂量、压实度都有一定的关系。了解以上原则在进行设计的过程中可以根据曲线的特性确定一些利于施工的关键数据，更有效的指导施工。

2.1　石灰的有效钙镁含量与石灰土的强度

室内进行石灰的有效钙镁含量与石灰土的强度的试验。石灰∶土=12∶88，最佳含水量15.6%，采用石灰的有效钙镁含量分别为86.2%,81.4%,73.3%的三种石灰进行室内试验，观测它们与石灰土强度之间的关系，见表1。

表1　石灰的有效钙镁含量与强度统计表

设计石灰土配合比时，生石灰的质量是按照二级石灰设计，在施工过程中，材料存在一定的波动，通过对不同钙镁含量的石灰土设计，可以清晰的看出石灰土质量下限，可以及时调整配合比保证石灰土的质量。

2.2　石灰剂量与石灰土的强度

石灰土的强度在一定范围内随着石灰的剂量增加而增加，达到一定剂量以后密度不再增加。在室内对不同的石灰剂量进行无侧限抗压强度试验，得到如表2所示数据。

表2　不同的石灰剂量的7 d无侧限抗压强度统计表

在一定范围内增加调整石灰剂量对石灰土的强度影响最快，在选取石灰剂量的时候考虑强度增长趋势，尽量选在强度变缓的区段，是对石灰土的质量和成本的统一。

2.3　压实度对石灰土强度的影响

进行石灰土配合比设计时，考虑压实度对石灰土强度的影响。在路面工程中，石灰土试件成型重量时乘以压实度作为试件成型的重量，在室内模拟压实度与路面强度的关系，见表3。

表3　12%的石灰土强度与压实度统计表

从表3中可以看出提高路面的压实度对石灰土的无侧限抗压强度有一定的影响，每增加1%的压实度，石灰土强度增加3%～5%。增加压实度是提高石灰土的颗粒之间的物理性能，石灰土的最大干密度提高石灰土的无侧限强度随之提高[1]。在实际施工的过程中适当提高路面的压实度可以有效地提高路面的强度，在路面检测石灰的剂量略低的情况下，可以适当的弥补路面压实度保证路面的质量。

2.4　温度对石灰土强度的影响

温度对石灰土的强度影响较大，在湿度一定的情况下，温度越高石灰与土质之间的反应越充分形成板结强度。在室内进行无侧限抗压强度试验时环境温度要求在20 ℃，但是在石灰土施工的温度环境是变化的。施工期间可以查询当地的天气温度，对石灰土强度进行温度修正，在符合规范要求的前提下适当调整石灰剂量。同时建立温度与强度的函数曲线关系，建立自然养护与强度的回归方程，科学的指导生产。

3　石灰土配合比在施工过程中的控制

石灰土在施工过程中主要是控制石灰的剂量、含水量和压实度。石灰的剂量通过石灰码方和EDTA方法来检测可以保证石灰剂量的准确性。含水量的控制采用就地拌和的方式，进行拌和的第一遍时现场测试石灰土的含水量，在设计最佳含水量的基础上添加1%～2%的用水量进行控制。补洒用水量以后进行焖料、稳压保证石灰土的含水量均匀一致。进行第二遍拌和时后续的稳压、刮平尽量避开高温时间，主要是防止石灰土表面起皮干裂的现象发生，施工过程中局部出现翻浆的地方及时换填处理。

压实度的控制按照制定的技术方案进行施工，施工过程中将松铺系数与现场压实度建立相关系数，通过测量石灰土的松铺系数快速推断出压实度合格率，最后通过现场实测的压实度确认施工质量。长期积累数据形成一整套相关的系数，为后续工程管理提供方便。

4　结语

通过对石灰土的材料、配合比设计、施工过程的控制三个方面分析了石灰土配合比在工程中的应用。将工程实体以设计的参数为准绳进行质量控制。对原材料的控制进行要点分析，对石灰土强度的设计控制从石灰的钙镁含量、石灰剂量、压实度、天气温度四个方面进行量化控制。在施工过程中对石灰剂量、含水量、压实度进行有效的控制。将配合比设计的参数贯穿到施工中去，起到良好的作用。

参考文献：

[1]邓永忠.石灰土有效钙镁含量与强度关系的试验研究[D].南京：南京林业大学硕士学位论文，2007.

[2]孙建华.低液限粉土地区二灰类半刚性材料施工配合比与施工技术研究[D].济南：山东大学硕士学位论文,2006：27.