论石灰稳定粉质土与黏质土的稳定性

武 丽

(中铁十七局集团第五工程有限公司，山西 太原 030032)



论石灰稳定粉质土与黏质土的稳定性

武 丽

(中铁十七局集团第五工程有限公司，山西 太原 030032)

介绍了石灰稳定土的机理，通过试验，分析了高液限黏土与高液限粉土两种不同土质和石灰的适应性，并对比研究了石灰稳定高液限黏土及石灰稳定高液限粉土的施工情况，指出石灰更加适合与黏性土质结合进行路基填筑。

石灰，稳定土，高液限粉土，高液限黏土，路基

0 引言

随着全国工程建设的快速发展，土的应用也越来也广泛，用土填筑路基相较级配碎石具有较低的成本。途经湖北省黄石市的某高速土建工程，该段工程路基填方量大，需要大量符合标准规范的土，而该地区多数土质大致可分为两种，根据JTG E40—2007公路工程土工试验规程，一种是红色黏聚性土，定名为高液限黏土；另一种是黄色非黏聚性土，定名为高液限粉土。两种土均不符合路基填筑标准，因此拟对这两种土掺入一定量的石灰进行改良，以达到96区路基的填筑标准。

1 稳定土机理

将消石灰粉掺入土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰稳定土。查阅有关文献资料得知，其原理是土中活性硅、铝物质与石灰提供的游离钙之间的化学反应，使稳定土在结构上发生变化，强度增高，因此，石灰稳定土强度形成一般有以下几个方面:

1)离子置换，石灰消解后会在水中存在大量的Ca2+，与土拌合后Ca2+会与土中游离的K+，Na+发生置换反应，使土颗粒表面被Ca2+包裹，2价离子化学键强于1价离子，形成更加稳定的结构体。

2)水化反应，石灰与土中的活性物质如SiO2，Al2O3发生化学反应，生成硅酸钙和铝酸钙晶体，它们是构成稳定土早期强度的重要因素。

3)碳酸化作用，石灰会与空气中的CO2发生反应，生成碳酸钙结晶体，其具有较高的强度和稳定性，使土得到加固。

影响石灰稳定土强度的因素也包括诸多方面，比如石灰的掺量、土的含水率、土质、压实情况等等，下面讨论不同的土质与石灰适应性。

2 实验步骤

实验采用的石灰为消石灰，依据JTJ E51—2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程对该消石灰进行检测，测得有效钙镁含量为79.8%，游离水含量为1.7%。

将消石灰分别与两种土按三七灰土的比例掺配，按照JTG E40—2007公路工程土工试验规程进行重型击实试验与CBR试验，建立干密度与相对应的CBR坐标系，得出干密度—CBR的关系曲线，相关的试验结果见图1～图4。

3 稳定土施工

通过重型击实试验得出稳定土的最大干密度和最佳含水率(见表1)，进而将两种稳定土分别进行EDTA滴定试验，并建立EDTA消耗曲线。通过表1，可以发现两种土掺结合料后其最大干密度较之素土略有下降，最佳含水率较之素土变大，但两种土的CBR明显增大，并且符合96区填筑土的CBR要求(≥8%)。

表1 稳定土的最大干密度和最佳含水率

在路基上选择两段分别进行两种稳定土的试验段，碾压完毕后，利用贝克曼梁弯沉仪对两试验段路基进行弯沉试验，其结果符合图纸及相关规范要求。

表2 石灰稳定高液限黏土试验段贝克曼梁法弯沉检测数据

试验段采用路拌法施工，整个过程由布土、布灰、拌和、整平、

碾压、养护工序组成，施工过程中随机取土样做EDTA试验，控制灰剂量，保证石灰均匀分布，对碾压机械、碾压遍数、碾压速率及振动方法等进行记录，待压实后层厚不超规范要求，采用灌砂法进行压实度试验，测得压实度均大于96%，待达到96区顶后，进行贝克曼梁弯沉试验，测得试验结果见表2，表3。

表3 石灰稳定高液限粉土试验段贝克曼梁法弯沉检测数据

从弯沉数据可以发现，两种稳定土虽然都符合JTG F80/1—2004公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程中土方路基及设计要求的规定，但在两种土采用灌砂法测得压实度达到标准后，路基试验段弯沉结果具有较大差异，石灰稳定高液限粉土弯沉值明显大于石灰稳定高液限黏土。

4 结语

从其形成强度的机理来看，高液限黏土中含有较多活性物质与石灰发生一系列的物理化学反应，从而能增加土体强度，而且该土本身具有粘聚特征，使压路机在震压过程中不容易破坏新形成的稳定结构，使路基在压过后能满足标准要求；粉土中则不具备大量的活性物质，不能与石灰有效结合，掺入石灰虽然能使粉土具有一定的粘结力，但粉土本身稳定性较差，其内部新形成的结构很容易被破坏，导致了虽其CBR值满足要求，但弯沉数值偏大。因此，可以推断，在实际施工过程中，石灰稳定粉土的稳定性小于石灰稳定黏土的稳定性，即石灰更加适合与黏性土质的土结合，进行路基填筑。

[1] 李锋利,赵献霞.二灰土强度形成机理及施工方法研究[J].城市建设理论研究，2012(7)：70-71.

[2] JTG E40—2007，公路土工试验规程[S].

[3] JTG F10—2006，公路路基施工技术规范[S].

[4] JTJ E51—2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

[5] JTG E60—2008，公路路基路面现场测试规程[S].

[6] JTG F80/1—2004，公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程[S].

Stability analysis on lime stabilized silty soil and clayey soil

Wu Li

(ChinaRailway17thBureauGroup5thEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030032,China)

The paper introduces the mechanism of lime stabilized soil, analyzes the adaptability of two kinds of soil and lime of high-liquid limit silt and high-liquid limit clay, comparatively studies the construction conditions of lime stabilized high-liquid limit clay and lime stabilized high-liquid silt, and finally points out that: comparing to other soil, the integrity of lime and clay is mort suitable for subgrade filling.

lime, stabilized soil, high-liquid limit silt, high-liquid limit clay, subgrade

1009-6825(2017)10-0086-02

2017-01-14

武 丽(1985- )，女，工程师

TU435

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