穩(wěn)定低塑性指數(shù)粉砂土底基層方案比選研究

1、穩(wěn)定低塑性指數(shù)粉砂土底基層方案比選研究郭靜1 權勤展2（1、銅山縣公路管理站 徐州 221009 2徐州市公路管理處 徐州 221002）摘要：本文通過室內試驗，進行了低塑性指數(shù)粉砂土應用于底基層四大類穩(wěn)定方案比選研究，即石灰穩(wěn)定類、水泥穩(wěn)定類、石灰水泥綜合穩(wěn)定類、石灰水泥粉煤灰綜合穩(wěn)定類（簡稱三灰土），探討了不同劑量對無側限抗壓強度的影響趨勢，并結合實驗路的鋪筑驗證應用效果，提出對此類土應用于底基層的推薦方案，對類似工程具有很強的參考價值。關鍵詞：底基層；塑性指數(shù)；粉砂土；無側限抗壓強度；研究0 前言國家土地政策調整后，加大了土地征用管理，審批難易程度增大，補償標準增加，對于新建交通基礎設施

2、來說，公路路基用土土源日益緊張，嚴重缺土的問題困擾建設單位，加大了綜合優(yōu)化研究，主要做法有兩方面，一方面加大方案比選，合理選擇路線走向，合理控制路堤填土高度；另一方面，加大路面結構優(yōu)化設計，合理選擇路面底基層,充分利用現(xiàn)有資源。省道254、322改線豐縣繞城段，全長11.7KM。地處黃河沖擊平原，土質以砂土、粉砂土為主，比較適宜瓜果的生長。沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)欠發(fā)達，農業(yè)是各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經濟命脈，主要種植蘋果、梨、蔬菜等經濟作物。為此該路段在設計過程中采用了較低的路堤，全線約需土方41萬立方米。為了充分利用資源、減少占用耕地，所有土方來自于溝塘、河堤，這些深層土以粉沙土為主，路堤土方經過加石灰或水泥處理達到

3、了相應的壓實度要求，原設計的12%石灰土底基層經過多次平行實驗，7天無側限抗壓強度遠遠達不到設計的要求，為此進行了多種穩(wěn)定土方案的前期實驗研究，為領導科學決策、底基層設計變更奠定了堅實的基礎?，F(xiàn)將經驗教訓全面總結，以供同行門參考。1、原材料性質分析1.1 土 土樣來源于挖塘河堤土，經過實驗液限為27.5，塑限為19.6，塑性指數(shù)為7.9，判定為低液限粉砂土。1.2水泥淮海水泥廠生產的32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥細度篩余為 2.1%，安定性為 1MM，標準稠度用水量為 30%，初凝時間為3H45 Min，終凝時間為6H12Min，28天抗折強度為6.2MPa，抗壓強度為34MPa。1.3石灰石

4、灰產地為山東家祥，消石灰氧化鈣和氧化鎂含量為58%，是三級消石灰。1.4粉煤灰試驗所用的粉煤灰產于徐州茅村發(fā)電廠，都是濕排灰，主要化學成分及顆粒組成見表1-1和表1-2，從試驗結果可以看出本研究所用的地產粉煤灰顆粒偏粗，比表面積較小，屬三級粉煤灰。表1-1 粉煤灰的主要化學成分和含量(%)燒失量SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3TiO2細度9.1448.723.4528.983.040.960.012.4048.64表1-2 粉煤灰的顆粒組成 篩孔尺寸通過率材料名稱4.752.361.180.60.30.150.075粉煤灰10010010010099.896.881.42、試驗研

5、究 鑒于節(jié)約土地的原則，本項目只能用低塑性指數(shù)的粉砂土作為底基層，根據(jù)公路路面基層施工技術規(guī)范不適宜做二灰土，室內試驗安排了四大類12組不同配比穩(wěn)定土實驗，即石灰穩(wěn)定類、水泥穩(wěn)定類、水泥與石灰綜合穩(wěn)定類、三灰（石灰、水泥、粉煤灰）綜合穩(wěn)定類，試驗結果見下表1-3。 對比分析表1-3的實驗結果可以看出，針對低塑性指數(shù)、低液限的粉砂土應用于底基層來說，可以得出以下結論； 石灰穩(wěn)定類7天無側限抗壓強度較低，遇水就散，不適宜用于底基層； 石灰水泥綜合穩(wěn)定類遇水雖不散，但無側限抗壓強度偏低，不適宜用于高速、一級公路的底基層，宜用于其他等級公路的底基層； 石灰水泥綜合穩(wěn)定類再用粉煤灰等量替代土后無側限抗壓

6、強度明顯提高，水泥劑量達到一定比例后無側限抗壓強度滿足規(guī)范要求，適宜用于底基層； 水泥穩(wěn)定類，無側限抗壓強度不滿足高速、一級公路底基層規(guī)范要求，不適宜用于高速、一級公路的底基層，宜用于其他等級公路的底基層。表1-3 試驗結果匯總類別配比最大干密度g/cm3最佳含水量（%）強度（MPa）石灰穩(wěn)定類（石灰:土）12:1001.65180.2614:1001.63180.28水泥穩(wěn)定類（水泥:土）5:1001.70150.756:1001.72150.97:1001.74141.138:1001.76141.22水泥、石灰綜合穩(wěn)定類（石灰:水泥:土）2:12:861.68160.492:10:881

7、.71160.44三灰綜合穩(wěn)定類（水泥:石灰:粉煤灰:土）2:10:20:681.53190.562:12:24:621.50190.522.5:12:24:61.51.53190.753:12:24:611.54190.833、實驗段鋪筑 根據(jù)室內試驗結果，在繞城段安排了一段長度為200米實驗段。采用三灰綜合穩(wěn)定低塑性指數(shù)土，水泥、石灰粉煤灰、土比例采用2.5：12：24：61.5，施工季節(jié)在7月份，麻袋覆蓋養(yǎng)生14天，然后鋪筑路面基層水泥穩(wěn)定碎石。 實驗段均能在水泥初凝前碾壓結束，強度較高，都能取出完整的芯樣。三灰土成型效果較好，表面不起皮，不松散；而水泥土表面12cm成型效果差，起皮現(xiàn)象

8、時有發(fā)生。究其原因主要是在碾壓過程中表面一直處于剪切力作用下，不易壓實，主要靠早期強度；而三灰土除了具有早期強度外，其中的石灰和粉煤灰中的有效成分還會發(fā)生氣硬性反應，形成后期強度，彌補了表面強度的不足。 三灰土施工采用穩(wěn)定土拌合機路拌法施工，按配合比計算土方、消石灰、粉煤灰的松鋪厚度，首先，上土方，翻耙、粗平，檢查土方量；其次，布石灰，檢查石灰量；再次，上粉煤灰，檢查粉煤灰量；第四，將土、石灰、粉煤灰采用穩(wěn)定土拌合機拌合均勻，粗平后按一袋水泥重量打方格，撒布水泥；第五，再次采用穩(wěn)定土拌合機拌合均勻，精平、碾壓。精平前注意檢查混合料的含水量，確保含水量稍高于最佳含水量；同時，注意掌握從加水泥到碾壓結束時間即延遲時間不宜超過34個小時。4、結束語 綜合室內試驗和實驗段的鋪筑，對于低塑性指數(shù)的粉砂土用作底基層，推薦采用三灰穩(wěn)定，即水泥、石灰、粉煤灰綜合穩(wěn)定，成型效果較理想。目前我市其他干線公路類似低塑性指數(shù)土用做底基層都采用三