改良后的高液限粘土在高速公路施工中的應用漫談

1、改進后的高液限粘土在高速公路施工中的應用漫談 改進后的高液限粘土在高速公路施工中的應用漫談 摘要：高速公路隨著社會的開展，其根底建設地位的重要性日益提升。本文通過論述高液限粘土有關知識及為適應施工應用而進行的改進方法，來討論如何改善高速公路施工中路基填筑用土的性能、提高路基穩(wěn)定性、保證路基的施工質(zhì)量。 關鍵詞：高液限粘土；改進；石灰；施工 高速公路的平安建設與投入使用都要求在施工中著重完善施工工藝，提出更精確的施工要點及更切實客觀的建議。很多地區(qū)在路基施工中會經(jīng)常遇到一些不良填土現(xiàn)象，主要是高液限粘土的本身特征帶來了滲透性及穩(wěn)定性差等不良影響，最終影響到施工后的路基質(zhì)量。實踐證明，對高液限粘土

2、進行改進，而后作為填料運用到路基施工中，采用合理的施工工藝、合格的粘土改進物、正確的測定方法，這樣才能降低投資，保證工程進程以及施工質(zhì)量。 一、高液限粘土概述 我國的南方地區(qū)多分布著廣泛的高液限粘土，此類粘土對水的敏感性特別強，天然含水量較大、液限高、塑性強、水穩(wěn)定性差，在低含水量的情況下可以到達較高強度，但是因其顆粒微觀勢能嚴重不平衡，容易受到地下水、地表水和自然降水的影響，甚至可以從大氣中吸收水分。吸收水分后的路基會發(fā)生膨脹、密度會減小、強度會急劇下降，土自重與行車荷載會導致工程發(fā)生不均勻沉降、橫向位移、開裂等病害。所以，高液限粘土的物理學指標無法滿足高等級公路路基填料的要求，因此在運用時

3、必須采取一定技術措施使其滿足設計要求，經(jīng)檢查合格后才能使用。至此可以說明，研究探討新的填筑技術與控制指標使得高液限粘土能夠直接填筑在路基當中，意義重大。 實踐證明，高液限粘土存在一種最正確狀態(tài)，最正確狀態(tài)下，其含水量最正確、擊室功最正確、穩(wěn)定強度最大，脹縮量較小，就滿足了標準下的最小強度要求。我們需要通過一系列試驗，找到高液限粘土滿足高速公路路基設計要求的高穩(wěn)定強度、低脹縮量的最正確狀態(tài)，合理施工嚴格把控，保證高液限粘土的最正確狀態(tài)及長期路用性能。 二、高液限粘土改進方法研究 1、高液限粘土石灰改進法 石灰改進高液限粘土主要是通過，在高液限粘土中參加石灰作為一種穩(wěn)定劑，從而改善工程路基填筑用土

4、的性能，提高路基的路床強度及穩(wěn)定性，最終實現(xiàn)保證、提高路基質(zhì)量的目標。因高液限粘土具有膨脹性，所以消除高液限粘土的破壞性膨脹是保證高液限粘土施工順利的關鍵性環(huán)節(jié)。由于石灰參加高液限粘土后會發(fā)生一系列的物理與化學反響，包括水解、分化、碳酸化、火山灰反響、離子交換和團?；饔玫取＿@些作用中較重要的是離子交換與凝聚作用、火山灰作用，這一過程會改變高液限粘土的力學性質(zhì)，高液限粘土結(jié)構(gòu)會不斷緊密，強度也逐漸提高，膨脹度得到有力控制。具體來說，是石灰參加粘土中后，大量生石灰水化，膠體產(chǎn)生，覆蓋在土顆粒外表，在外表會進行反響將土顆粒膠成團聚體，這時孔隙會增大顆粒外表變得光滑。隨時間推移，土顆粒間的膠結(jié)會加強

5、，同時會出現(xiàn)新的生成物，從膜中結(jié)晶出來形成片狀或針狀晶體，土顆粒間的柔性連接轉(zhuǎn)化為剛性連接。微結(jié)晶的“加筋作用等于在試驗物件上施加了一個水平約束作用力，阻止其產(chǎn)生側(cè)向的膨脹，土體粘聚力顯著增強，土粒間假設相對移動就需要更大的外力。 在石灰改進高液限粘土的試驗中，需要對碳酸鈣對高液限粘土的影響進行相應的分析。一定量的石灰水參加粘土，會生成具有可溶性堿的性能的氫氧化鈣，它又極容易與空氣中的二氧化碳發(fā)生反響結(jié)合生成碳酸鈣晶體，然后結(jié)成硬塊。在膨脹土中摻拌碳酸鈣這種非膨脹性礦物質(zhì)，這些碳酸鈣晶體不管能否形成連續(xù)性網(wǎng)狀格架，都能提高膨脹土的強度、減小膨脹土的膨脹性。 另外，也應對石灰對土粒外表結(jié)合水膜的

6、影響給予關注。土粒結(jié)合水膜的厚度變化是能夠影響工程性質(zhì)的主要因素，結(jié)合水膜厚，粒間粘結(jié)力就會變小，土的抗剪強度低，膨脹性高。反之，結(jié)合水膜薄，粒間粘結(jié)力就越大，土的抗剪強度就大，膨脹性小。因此可以利用離子交換促使水化膜通過變化來改善性能。膨脹土粒度成分主要以粘土為主，粘土的礦物成分又以蒙脫石及伊利石為主，這些粘土物質(zhì)之間可以吸收水分子。所以結(jié)晶構(gòu)架活潑、親水?？傊?，膨脹土中摻上石灰會使土粒間的結(jié)合水膜變薄，強度變高，膨脹性減小，最終能夠改善土的工程性質(zhì)。 最后，土粒與土粒之間的結(jié)合形式也受到石灰的影響。高液限粘土摻入一定石灰，反響后生成具有一定可溶性的碳酸鈣，碳酸鈣遇水后發(fā)生分解使得顆粒外表帶

7、有正電荷，而一般情況下，土粒外表是帶有負電荷的。按照異性電荷相吸原理，相鄰的兩種帶相反電荷的顆粒不需要再通過公共的水化膜的作用，它們之間就能夠直接相互吸引繼而形成集合體?？梢宰C明，靜電引力的作用可以增強土粒間的凝聚力，可以減少粘土礦物質(zhì)的親水性，最終使得高液限粘土的膨脹性實現(xiàn)減小。 2、高液限粘土粉煤灰改進法 進行粉煤灰改進試驗后，說明經(jīng)過粉煤灰改進后的高液限粘土塑性指數(shù)與液限均有大幅度的下降，但CBR強度的改善并不明顯，并且粉煤灰摻量增加，CBR的強度會下降。但粉煤灰的摻量在一定比例時，比方百分之三十五，改進土的塑性指數(shù)、液限和CBR強度都有大幅度提高，能夠滿足筑路的根本需要，這可能是由粉煤

8、渣里的粗顆粒成分導致的。粉煤灰在沒有其他的試劑存在的情況下，很難激化它的活性，即便它本身就具有活性，粉煤灰在與高液限粘土發(fā)生作用時，水解、分化及離子交換等并不強烈，因此粉煤灰改進高液限粘土的方法并不十分推崇。 3、高液限粘土石灰粉煤灰聯(lián)合改進法 試驗前七天應將試驗用的生石灰進行消解，要先將石灰與粉煤灰均勻攪拌，再一起參加高液限粘土，與土干拌均勻，石灰、粉煤灰、土的比例要依據(jù)一定規(guī)定，而后加水悶料，測算出混合料的最大干密度及最正確含水量后進行CBR試驗。試驗物件要經(jīng)過保濕養(yǎng)生和泡水養(yǎng)生，試驗結(jié)束后烘干、碾碎、悶料后進行液限試驗。試驗證明，由于石灰能夠激活粉煤灰的活性，繼而可以發(fā)生強大的水解、水化

9、及離子交換和團?；饔?，因此石灰與粉煤灰二者聯(lián)合對高液限粘土進行改革，可以使各項指標都能大程度的改善，最終使其可作為公路的路基填料。 三、改進后高液限粘土的運用 改進后的高液限粘土在高速公路中的施工，需要嚴格把關，逐步進行。首先要做好施工準備，這包括施工前的技術交底與施工人員的平安文明施工的相應培訓；包括控制石灰土壓實質(zhì)量的標準擊實試驗，確定土的擊實標準；包括在施工前對路槽進行嚴格的驗收、準備好下承層；包括合理備料，運用的石灰土必須符合要求，且施工前要有較長的時間進行土場挖運、儲藏、曬晾等過程。其次，要按照每平米的松土量及每車運土量標注出卸土位置，進行鋪土工作，還要經(jīng)常進行合理翻曬。第三，高液限粘土翻曬后會結(jié)塊，要使用適宜型號的拖拉機進行破碎土塊。繼而使用壓路機碾壓松土，保證備灰工作的運行。第四，采用振動式壓路機和三輪靜態(tài)壓路機配合完成碾壓工作。最后，成型當日進行檢驗，檢驗不合格要求要采取措施予以處理。 結(jié)語： 有關人員對進行高液限粘土進行改進持否認態(tài)度，認為大大增加了路基建設的支出，但其在適當增加投資的情況下?lián)Q來了緊縮工期、高效實施路基填土工程的優(yōu)勢。本文相關論述對高液限粘土路基施工有一定借鑒作用，但在具體改進施