4石灰改良土路堤填筑().docVIP

石灰改良膨胀土路堤填筑施工工艺 石灰改良膨胀土是利用石灰改良对土的化学与化学－物理作用，以改变土的组织结构，从而达到改善土体结构稳定性、降低土体胀缩、提高土体强度，满足高质量的路堤填筑要求。 1 工艺特点 （1）石灰改良膨胀土施工，机具设备配套成度要求较高，施工速度快，质量稳定，易于控制。 （2）石灰消解、洒布易造成环境污染。 2、适用范围 （1）石灰改良膨胀土可应用于高速铁路、公路路基本体不浸水地段填筑。 （2）在A、B组填料缺乏地区，采用石灰对利用土或借土改良后作路堤填料之用。 3 工艺原理 石灰改良的工作机理一般认为有： 3.1 化学与物理-化学作用 一是离子交换作用，即石灰中钙、镁离子置换土中钠、钾离子，或吸收作用，导致离子单位重量增加。膨胀土与石灰接触后，这一离子交换作用立即发生，使得胶体吸附层减薄，从而使粘土胶状颗粒发生凝聚，粘胶力的亲水性减弱，细颗粒产生絮凝和凝沉，形成较大的集力或积聚体。 二是碳酸化作用，即石灰中Ca（OH）2吸收CO2形成质地坚固、水稳性好的CaCO3晶体。这一结晶作用使得土的胶结得到加强，从而提高了石灰土的后期强度。试验表明，碳酸化学反应只有在水的条件下才能进行，在干燥的碳酸气作用于完全干燥的石灰粉末时，碳酸反应几乎停止，说明这种作用需用水。 三是结晶作用，在石灰土中除了一部分Ca（OH）2发生碳酸化反应外，另一部分则在石灰土中自行结晶Ca（OH）2+nH2O→Ca（OH）2.nH2O 由于结晶作用，Ca（OH）2胶状体逐渐变成晶体，这种晶体能互相作用与土结合成晶体，从而把土粒胶结成整体，提高了石灰土的水稳定性。 四是灰结作用，即膨胀土加灰后，使土呈碱性，在碱性环境中石灰与土中的氧化铝逐渐硬结，即：火山灰作用——活性硅产品矿物在石灰的碱性激发作用下离解，并在水的参与下Ca（OH）2反应生成含水的硅酸钙和铝酸钙，即： SiO2?+XCa（OH）2 +nH2O→XCaO·SiO2 ·nH2O Al2O3+Ca（OH）2+nH2O→CaO·Al2O3·nH2O 火山灰反应是在不断吸收水份的情况下逐渐形成的，因而其具有水硬性质。另外，石灰本身会产生消化反应。CaO生成Ca（OH）2后体积增大近一倍，使土固结。 3.2 土的组织结构变化的增强机理 化学和物理-化学作用是粘胶粒絮凝、胶结，并使聚粒体表面形成水硬性包膜，水化能力的降低，导致土结构的疏松，胀缩作用也因土的结构疏松而在结构内部消化。当化学和物理-化学作用充分，土的结构基本稳定，其胀缩性随之消失，同时也增强了土的强度。 石灰改良膨胀土主要体现在膨胀土塑性指标下降，以及粘粒含量降低。但是，在一定石灰掺入量条件下，改良膨胀土的性质随着石灰计量而变优。而当石灰计量超过某一值后，石灰稳定土的力学指标和水稳定性反而有所下降。正是这一稳定机制的复杂性，石灰稳定膨胀土的石灰掺入计量，易通过试验对比后确定。 4 工艺流程 4.1 厂拌施工工艺流程 厂拌施工工艺流程见图1。 4.2 路拌施工工艺流程 路拌施工工艺流程见图2。 5 操作要点 改良土的拌和按设计要求、路堤不同部位采用在拌和厂集中厂拌或填筑现场路拌机路拌的方法。两种方法主要是拌和工艺不同。 5.1 施工准备 （1）施工前按设计提供的配合比进行室内试验，确定施工配合比。 改良土的配合比应保证混合料的无侧限抗压强度能达到设计要求。 （2）厂拌设备安装调试。 计量设备标定后，必须先调试所用的厂拌设备，调整好出料口单位时间出料量与标定时基本一致，使进入拌和设备内的各种料必须符合配合比要求，排除出料口堵塞等不正常情况。调试完成后进行试拌，在拌和设备内拌制改良土混合料时，需拌和均匀，混合料中不应含有大于 10mm的土块和未消解石灰颗粒；并应使混合料的组成和含水率（要根据天气情况调整拌和时的含水率与碾压时最佳含水率的关系）达到规定的要求。 （3）验收下承层。 填筑前应检查基底几何尺寸，核对压实标准（进行相关工序的检测与验收），不符合标准的基底应进行处理，使其达到验收标准。 （4）测量放样。 根据初选的摊铺、拌和、碾压机械及试生产出的改良土填料，选取长度不小于 100m的地段进行填筑压实工艺试验，并报监理单位确认。施工区段应按填筑四区段、八流程进行划分，一般宜划分为底层准备区段、拌和摊铺区段、碾压整型区段、检测报验区段。 在施工现场附近引临时水准点，严格控制标高；在路基上采用方格网控制填料量，方格网纵向桩距不宜大于10m，横向应分别在路基两侧及路基中心设方格网桩。在两侧路肩边缘外设指示桩,在方格网内用白灰点控制自卸车倒土密度，以此控制每层的摊铺厚度及控制布灰量。 1）厂拌法分层填筑压实厚度根据压实机具和试验段确定的方法进行，一般宜控制在20～28cm。 2）路拌法分层填筑压实厚度根据路拌机搅拌深度控制，一般宜控制在