第３６卷第２９期 西 建 筑 Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．２９ ・２６４・ ２ ０ １ ０年ｌ ０月 山 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＩ Ｏｃｔ． ２０１０ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０）２９—０２６４—０２ 石灰土在道路路基中的设计及应用 卫晓英 摘要：分析了石灰土强度形成机理，并结合长风东街道路工程，研究了石灰土在道路路基中的设计及应用，具体阐述了 路基填料如何确定及石灰土施工时应注意的问题，以指导同类工程。 关键词：石灰土，膨胀量，承载比，最佳含水率 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标识码：Ａ 在土中掺入适当的石灰，形成石灰改良土。石灰土整体性 Ｃａ（０Ｈ）２。石灰根据有效ＣａＯ，ＭｇＯ的含量分级。工程沿线的土 强、承载力高，具有较高的强度以及良好的水稳性，在道路路基工 主要为新、老黄土，含一定粉土。土中主要矿物成分为长石、石 程中是重要的填筑材料，对于软土及湿陷性黄土等不良土质作用 英、云母等。 明显，大大提高了道路工程的质量。 石灰掺入到有一定含水量的土中拌和、碾压后， （０Ｈ）２与 在长风东街道路路基中，填料全部采用石灰改良土。根据地 土中矿物质发生化学反应如下： 质勘测结果，该地区土质主要为新、老黄土，并含有一定量的粉 与钙长石的反应： 土。黄土自身强度及稳定性较差，局部具有湿陷性，存在一定的 Ｃａ（Ａ】２Ｓｉ２０ｂ）＋２Ｃａ（ＯＨ）２——２ＣａＳｉＯ３＋ＣａＲ１２０４＋２Ｈ２Ｏ 安全隐患。而石灰土造价低廉，可就地取材。本文结合长风东街 与云母的化学反应： 道路路基工程，对道路路基中石灰改良土的设计及应用进行探 Ｋｋｌ２（Ａ１Ｓｉ３Ｏ１ｏ）（ＯＨ，Ｆ）＋９Ｃａ（０Ｈ）２——６ＣａＳ ＋３ＣａＡ１２Ｏ４ 讨。 ＋２ＫＦ＋１０Ｈ２Ｏ １石灰土强度形成机理 与石英的化学反应： 在石灰与土之间发生相互作用的过程中，土的性质发生了根 Ｓ ＋９Ｃａ（ＯＨ）２——ＣａＳｉＯ３＋Ｈ２Ｏ 本改变。初期主要表现为土的结团，塑性降低，最佳含水量的增 从上面的反应式可以看出，石灰与土中的矿物发生反应，生 大和最大密实度的减小，后期主要表现在晶体结构的形成，从而 成硅酸钙和铝酸钙，土中的部分水分子和反应生成的水分子化为 提高其整体板性、强度和稳定性。 结晶３被吸入它们的结晶骨架中。硅酸钙和铝酸钙是水稳性良 分析石灰土强度形成机理，应该研究石灰和土各自的化学成 好的胶结材料，具有水硬性胶结材料性质。土颗粒表面化学反应 分。石灰的主要化学成分为ＣａＯ及ＭｇＯ，加水消解后生成 生成的硅酸钙、铝酸钙将未反应的土颗粒包裹并与相邻土粒胶合 效率高，适合于大面积地基处理。 ５ 结语 ３）强夯法。强夯法又叫动力固结法。是利用起重设备将 湿陷性黄土在工程中具有较大的危害性，是设计和施工时的 ８０ ｔ－４００ ｔ的重锤起吊到１０ ｍ～４０ ｍ高处，然后使重锤自由落 研究重点。应该根据试验测定湿陷性黄土的参数并确定等级，综 下，对黄土地基进行强力夯击，以消除其湿陷性，降低压缩变形， 合考虑经济方面的因素，从而选择合理有效的处理方式，为提高 提高地基强度。 工程质量打下坚实基础。 强夯法适用对地下水位以上饱和度Ｓ，≤６０％的湿陷性黄土 参考文献： 地基进行局部或整片处理，可处理的深度在３ ｍ～１２ ｍ。具有效 ［１］ 胡彦春，和 燕．湿陷性黄土地基的处理方法评述［Ｊ］．四川 果显著、设备简单、施工方便、适用范围广泛、经济易行和节省材 建筑，２００８，２８（２）：３１—３３． 料等优点。 ［２］崔志勇，李为民．灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的 ４）灰土挤密桩法。灰土挤密桩是利用打桩机或振动器将钢 应用［Ｊ］．西部探矿工程，２００８（９）：１７—１８． 套管打人地基土层并随之拔出，在土中形成桩孔，然后在桩孔中 ［３］ 郭道彪．客运专线铁路湿陷性黄土地基处理施工技术［Ｊ］． 分层填入石灰土夯实而成灰土桩。 北方交通，２００８（６）：４５—４６． 灰土挤密桩法适用于处理深度５ ｍ～１５ ｍ，地下水位以上的 ［４］ 高晋彪．浅谈公路工程不良路基的防治措施［Ｊ］．山西建筑， 湿陷性黄土、新近堆积黄土等地层。 ２００８．３４（７）：３１６—３１７． Ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ｒｏａｄｂｅｄｓ ｉｎ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ ａｒｅａｓ ＬＩＡＮＧ Ｊｕｎ－ｆｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ，ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｓｕｎ－ｉｓ ｕｐ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ，８０ ａｓ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｔｈｅ ｐｅｒｓｏｎｎｄ ｏｆ ｒｏａｄ ｄｅｓｉｇｎ ｔＯ ｓｄｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌａｐｓｉｂｉｌｉｔｙ，ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｌｉｍｅ－ｓｏｉｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｐｉｌｅ 收稿日期：２０１０—０６—１８ 作者简介：卫晓英（１９６３一），女，高级工程师，太原市市政工程设计研究院，山西太原０３０００２ 第３６卷第２９期 ２ ０ １ ０年１ ０月 卫晓英：石灰土在道路路基中的设计及应用 ・２６５・ 成一个整体，这就是石灰土强度形成的最主要原因。 显提高。试样２的承载比比试样１提高近８倍，试样３的承载比 ２路基填料的确定 石灰的剂量对石灰土的性能有重要的影响。因此，石灰剂量 相比素土，提高的程度更为明显，约为１０倍。 的确定，应综合考虑石灰土的性能及经济条件。结合以往工程经 验，并进行土工试验，选取合同段内的两处土样，掺加３％的石灰， 对石灰土及素土的力学及形变性能进行对比。试验结果见表１。 表１ 石灰土与素土试验结果对比表 最大 最佳 土基承载比 土样类别 干密度 含水率 ｇ／ｏｎ２３ ％ 压实度／％ 吸水量 ９３ ２８１．４ 饱水４ ｄ 膨胀量／％ 承载比／％ １．Ｏ５ ２．７ 丑铺憾量 一｝［ 啊．一＿１．—■＿圈 ■ ＿■—＿．曩＿ ２５２０１５ｌＯ ３ 图３ 不同土样在９４％压实度下承载比对比图 试样１ （素土） １．８４ １３ ３ ９４ ９６ ９３ ２６６．２ ２２３．６ １７５．９ ０ ９８ ０．７７ ０ ２１ ３．３ ４．８ ２３．０ 根据土工试验及分析表明，该地区的黄土掺加３％的石灰进 行改良后，形变量有明显减小，强度增加显著，综合经济方面因 素，路基填料全部采用３％石灰改良土，对于高路基段落，采用 ４％的石灰剂量，以保证路基的稳定性。 （石灰剂量３％） １．７８ 试样２ １４．８ ９４ ９６ ９３ １５８．５ １３７．９ ２２２．３ ０．１２ ０ １０ ０．２５ ２９．３ ３３ １ ３５ ７ （石灰剂量３％） １．７７ 试样３ １４．８ ９４ ９６ ２１２ ２ １６９ ２ ０．１８ ０．１２ ３８ ２ ４６．７ ３石灰土施工时注意问题 石灰土进行施工时，应该注意控制石灰土施工质量，从而保 证石灰土具有良好的性能。其中最重要的环节是“一最佳两均 匀”，即最佳含水量，灰土拌和均匀及含水量均匀。 石灰土的拌和是施工过程中一个重要的环节，多采用路拌 法。拌和时应使拌和层底部不能留有素土夹层，特别在两层灰土 之间不能有素土夹层，素土夹层不但使上下层间没有粘结，明显 减弱路基的整体稳定性，素土夹层还会由于含水量增大而变成软 夹层，造成安全隐患。 水分是石灰土的一个重要组成部分，施工中，土中水分使石 灰与土发生物理化学作用。当灰土在最佳含水量时进行碾压才 土样类别 能得到最大的密实度，含水量在拌合量的含水量可略大于最佳含 水率０．５％～１％，这样可以弥补碾压过程中水分的损失。含水量 过大，影响石灰土可能达到的密度和强度，又会增加石灰土的干 图１ 不同土样在９４％压实度下吸水量对比图 由图１可知，掺灰后的土样吸水量明显减少。土样２的吸水 量比试验１减少了约４０％，土样３减幅也达到２０％。吸水量的减 少意味着土样对外界水的抵抗能力的增强，说明掺灰后石灰土的 性能得到改善。 不同土样在９４％压实度下膨胀量对比如图２所示。 缩性。含水量过小，可能导致灰土难以压实从而松散起皮，达不 到预期的强度。 ４结语 石灰土是石灰与土中的矿物质发生一系列的物理化学反应， 从而改善了土地强度和稳定性。延（安）一吴（起）高速公路工程 中，路基为黄土，根据土工试验，综合经济方面的因素，确定路基 填料采用３％的石灰土。石灰土施工时，应该注意“一最佳两均 匀”，保证石灰土的施工质量。 参考文献： ［１］ 薛焕东．石灰土强度的形成及影响因素［Ｊ］．吉林交通科技， ２００７（１０７）：５８—６０． ［２］ 孙悦，印志斌．影响石灰土质量的因素分析及其对策［Ｊ］． 现代商贸工业，２００９（１）：２３—２４． ［３］张庆凯，任本杰．公路工程石灰土施工的质量控制［Ｊ］．工程 与建设，２００６（４）：３７—３８． Ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｉｍｅ ｓｏｉｌ ｉｎ ｒｏａｄｂｅｄ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓ ｒｏａｄ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＷＥＩ Ｘｉａｏ－ｙｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｌｉｍｅ ｓｏｉｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｍｅ ｓｏｉｌ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏａｄｂｅｄ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓ ｒｏａｄ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ ｅａｓｔ ｓｔｒｅｅｔ ｒｏａｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｗａｙｓ ｏｆ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｒｏａｄｂｅｄ ｆｉｌｌｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｍｅ ｓｏｉ１ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ．ｓｏ ａｓ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｍｅ ｓｏｉ１，ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｌａｄｉｏｎｇ ｒａｔｉｏ，ｏｐｔｉｍｕｍ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ