石灰土底基层施工方案

107国道安新高速公路石灰土底基层机械化施工张树爵河南省安阳至新乡高速公路是国道107线北京至珠海高速公路通过中原的重要一段，历经3年多时间，于1997年11月建成通车。

其中与河南省连接的第一标段由交通部第二公路工程局第四工程处承建。

现将路面结构层中石灰土底基层的机械化施工作一介绍。

1 路面工程概况安阳至新乡第一标段正线全长35.3km，另设4个收费站为双向立交式匝道。

路面结构为，正线：4cm厚中粒式沥青混凝土+5cm厚粗粒式沥青混凝土+7cm厚热拌沥青碎石+透油层1道(不计厚度)+20cm 厚水泥稳定碎石基层+40cm厚石灰土底基层；匝道：4cm厚中粒式沥青混凝土+6cm厚热拌沥青碎石+透层油1道(不计厚度)+15cm厚水泥稳定碎石基层+35cm厚石灰土底基层。

设计石灰稳定土中石灰含量为12%，计算石灰土总量压实方约40万立方米。

2 石灰土底基层工程特点及要求(1) 该合同段地质属第四系沉积层亚粘土。

从采集的土样看，最大特点是天然含水偏高，达16%～22%，且枯水季节仍维持偏高。

过湿土壤对压实极为不利。

(2) 气象资料表明：年降水量为617～674mm，其中6～9月间降水量可达全年总降水量的65%～80%。

每年11月至次年3月为冰冻期，最大冻深为10～20cm。

雨季和冰冻期长，缩短了年施工有效工期。

(3) 石灰土底基层施工规范规定，当底基层压实厚度小于180mm，且承包商压实机具通过试验确能达到规定的压实度时，可按单层施工；而当其厚度大于180mm时则应分两层或多层施工。

现场拌和法只允许用于下层施工。

由此，正线40cm石灰土分为上下各20cm两层施工；匝道35cm石灰土分下层15cm和上层20cm施工。

上层采用中心厂拌法。

3 石灰土底基层施工方案选择3.1 选择生石灰粉为结合料在粉碎或原来松散的土中，掺入一定量的石灰和水，经拌和、压实及养生，当其强度符合规定要求时，称为石灰稳定土。

得到最大压实度时的含水量称为不同土壤的最佳含水量。

亚粘土的最佳含水量为12%～15%，而第一标段亚粘土含水量为16%～22%，平均高于最佳含水量3个百分点。

用石灰作结合料稳定亚粘土，可以采用消石灰，也可采用生石灰粉。

经论证生石灰粉在稳定土中进行消解所释放出的大量热能，可吸收亚粘土的过量水分，降低其塑性指数，刚消解的石灰呈胶状Ca(OH)，其活性和溶解度较高，能够保证2石灰与粘土较好的作用。

资料表明：磨细生石灰的剂量仅为消石灰的50%，但稳定土的强度、刚度及稳定性高于消石灰稳定土。

经市场调查后决定采用袋装磨细生石灰粉，虽价格高于消石灰，但用量可以降低，省去了二次运输及消解过程和费用，避免了环境污染，解决了亚粘土含水量过大等问题。

使用中注意生石灰粉送达使用现场前，试验室应抽检有效钙+氧化镁含量，不合格品应退回或降级使用。

另外施工现场生石灰粉与土焖料2～3h拌和成型效果最好。

3.2 石灰土底基层机械化施工配套第一标段路线长、工程量大，为了消除雨季和冰冻期较长的不利影响，充分利用施工有效工期，沿线同时设置5个取土场兼作中心拌和场。

(1) 现场路拌法施工工艺及机械化配套见图1。

图1 现场路拌法施工工艺及机械配套(2) 中心厂拌法施工工艺及机械化配套见图2。

图2 中心厂拌法施工工艺及机械配套3.3 机械选型注意事项(1) 路拌机选型现场路拌法及中心厂拌法施工均需配备多台路拌机。

路拌机可在现场路拌和中心厂拌间穿插使用。

应选用拌和强度大、拌和均匀、效率高的大马力稳定土拌和机。

国产交通部新津筑路机械厂WB230B型及陕西建设机械厂WB221型路拌机可满足工程需要。

(2) 压路机选型石灰土底基层为均匀级配材料，不易压实。

用生石灰粉将亚粘土中过量水分吸收使其压实性能得到改善。

实践证明，选用大吨位光压轮，特别是凸块式振动压路机，由于能产生较大的激振力，压实效果最好。

三种压实机具组合方式可以发挥不同机型压实设备作用，满足全线多施工面同时作业需要。

其中，选用18t级自行式振动压路机简单便捷但购置费用较高。

国产铁道部二十局YZT16光面或凸块拖式振动碾，湖南江麓机械厂W1802自行式振动压路机可满足工程需要。

3.4 石灰土施工工艺介绍3.4.1 现场路拌法施工(1) 准备下承层根据验收规范的要求，对已完成路基进行检查，确认合格后即可进行下道工序。

检查中任何不合格的地方均应给予处理。

(2) 施工放样首先应对所依据的导线和水准点进行校核，然后按10m一个桩，恢复路基中线，并在两侧路肩边缘外50cm设指示桩。

通过水准测量，在指示桩上用明显的标记标出该层石灰土底基层相对于该位置同一横坡上的设计标高。

指示桩作为灰点法控制标高的基准，埋设应牢固，位置应准确。

(3) 备料及摊铺在经配合比试验所确定的土场取土，根据计算的每车土的堆放距离，专人指挥均匀堆卸。

由于本标段土质天然含水量偏高，所以选用推土机摊铺晾晒，当含水量比较合适时(通常此时的含水量应比最佳含水量高2～3个百分点)，用平地机均匀摊铺。

依据试验段所确定的松铺厚度，采用灰点法进行控制，使表面力求平整并有规定的路拱。

确定每一袋石灰的摊铺面积，计算出每袋石灰的纵横间距，并在土层上做出堆放石灰的标记，同时划出摊铺石灰的边线。

人工拆袋，用刮板将石灰均匀摊开。

该工序是控制石灰剂量的关键。

(4) 拌和及补充水用铧犁将石灰翻到土层中焖料2～3h，然后用稳定土拌和。

拌和时应派专人随机检查拌和度，避免出现“素土”夹层。

及时检查含水量，保证含水量较最佳含水量高出1个百分点。

拌和完成后，及时检查混合料的石灰含量，如含量不够，应补充撒灰，重新拌和，直到达到要求。

拌和完成的标志是：混合料色泽一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细集料“窝”，且水分合适。

(5) 整型混合料拌和均匀后，用平地机开始整型和平整工作，此项工作关系到底基层成型后标高、平整度、拱度是否符合规范要求。

因此，除了配备性能先进的平地机外，机驾人员的操作水平应特别予以重视。

整个平地机的整型和平整作业将反复进行多次，每次整型后均用平地机快速碾压1～2遍，以暴露潜在的不平整，然后再进行下一次整型。

每次整平时均应采用灰点法控制松铺高度，另外，横断面方向布点的密度，通常点间距离不超过2m。

(6) 碾压整型后，当混合料含水量大于最佳含水量1%～2%时，可进行碾压。

碾压过程中，如表面水分不足应适当补充洒水。

碾压工序由下列压实机械组合完成：YZT16拖式振动碾+三轮静碾(12～15t)；CA25或YZ14+三轮静碾(18～21t)；YZ18自行振动压路机+YL16轮胎压路机。

如第一种组合，先用振动平碾(或凸块碾)碾压，待确认下层(7～9cm以下)密实后，再用三轮压路机碾压至表面没有明显轮迹。

碾压时，应按规范规定以及试验段确定的方法进行。

在碾压过程中，如有“弹簧”起皮、松散等现象，应重新翻开拌和，使其达到质量要求。

在碾压完成之前应用平地机刮平一次，将局部高出部分刮掉，并清出该段。

碾压达到规定的密实度是碾压完成的标志。

(7) 取样与实验应在全段面上对压实度、石灰含量和无侧限抗压强度按规定的频度进行检测。

如不符合要求，应检查原因，制定处理方案，必要时返工。

(8) 完工后的底基层应养生至少7天时间，养护期间底基层应保持湿润状态；养生期间，非养护车辆不得在其上行驶；养护车辆应低速且不得急刹车。

3.4.2 中心厂拌法施工采用路拌机械在场地上进行分批集中拌和。

(1) 中心厂拌拌和重点在土场。

经试验批准用于石灰土底基层施工的土场，用平地机将土场整平，根据土场土质天然含水量、天然密实度确定土层翻拌深度，该深度应和路拌机的拌和能力相适应。

翻拌深度确定后，即可根据石灰剂量、每袋石灰的质量计算出石灰的摊铺范围。

具体操作时，应先将土场用石灰粉划成若干个矩形块，一方面可以控制总的用灰量，另外给摊铺、拌和提供了作业范围。

对于每袋石灰粉则应在土层上作出卸置标记。

当石灰粉人工拆袋均匀摊铺完成后，用推土机松土器在确定的翻拌深度内，将土和灰一起翻松2遍，根据土质天然含水量的大小，确定焖灰晾晒的时间，但不应超过24h。

焖灰过程中，由于石灰和土之间的相互作用，促使土的含水量降低，塑性指数减小，土颗粒容易粉碎。

然后，用稳定土路拌机在全深度范围内按路拌法的要求进行拌和，通常拌和2遍。

确认拌和均匀后，用推土机将石灰土推起成堆，用装载机装车，运往摊铺现场。

用推土机推堆和装载机装车时，应避免推起下面的素土。

(2) 摊铺混合料根据铺筑层的厚度要求，计算每车混合料的摊铺面积，然后将混合料按每半幅两排均匀卸在下承层(路拌法)上，用平地机将混合料按松铺厚度摊铺均匀。

摊铺后石灰土的整型、碾压、养生均与路拌法相同。

4 石灰土底基层施工的质量保证措施石灰土底基层是基层的下承层，它将行车荷载由基层接受后再分布给路基，一方面使路基不致处于超应力状态，另一方面也使基层在行车作用下，不致遭受过大的弯拉应力和应变。

同时，视所用材料而定，它还可以起到排水层、隔离层的作用。

因此，保证其施工质量是保证沥青路面使用寿命的重要环节。

为此，石灰土底基层施工中要特别加强执行质量验收标准和铺筑试验段的工作。

4.1 试验段铺筑正式铺筑石灰土底基层前，必须铺筑100～200m试验段，总结出以下技术数据指导正式施工：(1) 使用材料的技术指标；(2) 石灰土施工配合比；(3) 石灰土的最佳含水量及最大干密度；(4) 松铺系数；(5) 石灰土路拌及中心厂拌工艺；(6) 整平和整型的合适机具和方法；(7) 碾压机具的组合，压实次序，碾压速度和遍数；(8) 生石灰粉供应，机械使用效率，工序衔接等因素，确定每工作段合适长度。

试验路段完成后，方案提交驻地监理工程师审批后，方可正式铺筑施工。

4.2 施工质量验收标准施工过程中严格执行质量验收标准，见表1。

表1 质量验收标准作者单位：张树爵交通部第二公路工程局第四工程处作者地址：(471013)河南省洛阳市杨文(收稿日期：1998.04.18)。