石灰改善土灰劑量衰減曲線探索與思考
李玉生(江西交通工程監理公司南昌330008)
摘要：，提出石灰劑量隨時間呈現線性關係衰減的新概念，以便做好石灰改善土的施工時間控制，並用以指導石灰土施工的灰劑量合格與否的判定。
關鍵詞：道路工程；灰劑量測定與分析；灰劑量隨時間線性衰減新概念；灰劑量判定
0前言馬蕪高速公路是安徽省沿江城市通往江蘇、上海等發達城市地區的主要通道，是溝通我國東南沿海與中西部的大通道。設計路面寬度28m雙向4車道，設計行車速度為120km/h，地處平原微丘地帶，下臥軟土地基，周圍土質多屬高液限微膨脹土，含水量多在18%-25%，不適宜直接作路基填料，在路基95區必須經改善後才能使用，根據設計要求灰劑量分別為5%、5%、7%、、10%，按4層施工，每層層厚為20cm。
1石灰改善土的施工要求
1.1原材料
土：灰土的施工一般對土的塑性指數有一定的要求，宜在（15-20）之間，因為土的塑性指數愈大，混合料的強度也愈高，混合料愈易壓實，但粉碎土團困難，而砂性土無粉碎問題但難壓實。本工程多為含水量較大的高液限粘性土，適宜用灰土施工。
石灰：當地盛產石灰，多數能達到iii級以上，滿足石灰土施工要求，生石灰經充分消解後過5mm的篩使用。
1.2施工工藝
本工程採用路拌法灰土施工，其主要施工工藝與路基施工方案相同，只是在普通路施工方案的基礎上增加了布灰、拌和、二次精平、養生的工序。具體工藝如下：施工準備→試驗段施工→素土攤鋪、整型→布灰、拌和、整平→碾壓成型→灑水養生→檢查驗收。
1.2.1施工準備原材料備料，各種試驗和技術工作準備。
1.2.2試驗段施工按施工組織設計在現場作一試驗段，驗證施工組織和壓實裝置的配備等。
1.2.3素土攤鋪、整型用自卸汽車運土至現場，推土機或平地機攤鋪素土並初步整平，控制松鋪厚度、平整度和攤鋪寬度。
1.2.4布灰、拌和用自卸車運灰至已攤好的素土頂，採用人工布灰便於控制灰量均勻，灰厚約為3cm厚，布灰完成後，用寶馬拌和機進行拌和3-4遍，拌和過程中不斷地檢查含水量、灰劑量和均勻程度是否符合設計及規範要求，符合後用平地機精平，嚴格控制平整度和攤鋪寬度。
1.2.5碾壓成型檢查含水量是否合適，並進行調整，當混和料整型後接近最佳含水量時，採用12t以上壓路機和40t拖式振動壓路機碾壓，最後用三輪靜壓壓路機或膠輪壓路機光面。
1.2.6灑水養生養生時間須7d，期間禁止重型車輛通行。
1.2.7檢查驗收碾壓完畢，按驗收規範進行檢驗。
2對施工中經常存在問題的思考
規程[1]中明確灰劑量的測定值不受齡期（7d以內）的影響，但監理與施工單位在抽檢灰劑量時所測值與下料預控值相差較大，且在不同時間測定值偏差較大，經常出現在整型後甚至碾壓完成後灰劑量不合格而返工的現象，但加灰後處理後又出現壓實度不足的現象，為此雙方在石灰劑量衰減概念未提出前經常發生技術爭執。按照石灰與土作用的機理，初步得出石灰與土壤發生反應應遵循質量守恆定律，用edta溶液滴定法測出鈣鎂含量應是不變的，這與規程所述並不相衝突的。那到底是什麼原因讓鈣鎂含量不斷減少呢（無1次例外）？
經多次試驗、分析、研究、並查閱石灰的各項化學效能，。
為了證實該猜測，確保現場檢測的灰劑量符合實際摻灰量，以便正確反映石灰土的真實壓實度及探索路基填料在壓實後灰劑量損失的規律性，也為了更好的指導工程施工和試驗檢測工作，試驗工程師完成了灰劑量隨時間衰減的一系列試驗：灰劑量標準曲線試驗、7%和10%石灰劑量隨時間衰減試驗，得出了以下具體資料。
圖1標準曲線圖
2.1曲線說明
標準曲線以石灰劑量為橫軸，edta溶液消耗量為豎軸按線性關係繪製兩者的關係曲線圖如圖1、圖2、圖3所示。
7%、10%石灰劑量衰減曲線分為累計衰減量和逐天衰減量與時間的關係曲線，以時間為橫軸，分別以累計衰減量和逐天衰減量為豎軸。
有關試驗的幾點說明：
1、嚴格按照規程[1]t0809-94無機結合料穩定土的無側限抗壓強度試驗方法中的試件製作方法進行石灰土的備料和試樣的製作與養生。
2、混合料應按最佳含水量進行配製，拌和均勻後浸潤24h後製件；
3、製件用試模尺寸應盡量採用統計規格的試筒，一般以150mm×150mm試件較方便，這樣做出資料更為準確；
4、製件的壓實度為95％，灰土劑量分別為7％及10％；
5、試樣在浸潤和養生過程中均應放置在混凝土標養室內進行養生；
6、從混合料拌和時間開始計算，按第0d（即拌和當天）第1d（浸潤24h後成型前）、2d、4d、6d、8d、10d、12d、14d、16d、20d和27d的齡期分別從試件上採擷取樣品敲碎過篩按四分法縮樣後用edta滴定法進行灰劑量的測定；
7、7%、10%灰劑量試驗原始資料**中無edta用量的其他資料為按線性內插推算的資料，以便於繪製關係曲線。
表2石灰劑量衰減原始資料表
3結語以上資料和曲線的形狀充分說明了以下幾點：
1、灰劑量並未按規程上所說在前7d內無影響，相反在前3d的衰減非常明顯，在4d-7d衰減速度減小，7d-12d後衰減變緩，在12d後基本趨於平穩；
2、灰劑量的衰減與時間的關係呈現線性關係，試驗工程師只要在工地現場根據不同的材料要求做好該關係曲線，便可作為施工控制的依據；
3、從**中反映前2d的每天衰減量為10%-15%，3d-4d為5%左右，4d-12d為1.5%-3%，12d以後為1.5%以下，經驗數值可供參考；
4、第1d資料說明在未成型前，灰土處於鬆散狀態，土顆粒間隙大，與空氣接觸良好，氧化鈣與空氣中的co2充分作用，導致灰劑量急劇下降，因此在施工中應在最短的時間內完成碾壓成型工作，以保證灰劑量滿足設計要求，確保灰土強度。
通過以上分析，了解到要做好灰土施工除按規範要求組織施工外，還應根據實際情況作出合理的分析與調整。同時，作為技術幹部也應敢於提出問題，敢於對規範中模糊的技術提出質疑，敢於接受新觀點，敢於通過自身的努力不斷地創新工程技術和知識。
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