1、淺析影響石灰穩定土強度的因素    關鍵詞：石灰穩定土 強度 質量 1.引言 穩定土結構是指將具有活性物質的材料與粉碎的土摻拌均勻，在最佳含水量時碾壓密實，具有較高的板體強度和良好的水穩定性能而介于剛性和柔性之間的一種半剛性結構。按照所用結合料的不同，穩定土類有石灰穩定土，水泥穩定土，石灰水泥穩定土。在公路工程建設中，石灰穩定土以其施工方便、水穩定性能好、強度高、造價低廉以及有利于就地取材等優點，常被用于高等級公路路面底基層及低等級路面的基層，以及潮濕路段路基的處理和溝塘回填等實際工程中，并在應用過程中取得了良好的效果。 2.石灰穩定土強度的形成 石灰穩

2、定土的化學形成過程包括：熟石灰的結晶作用、碳酸化作用、硅酸化作用和鈉離子、鉀離子、氫離子與鈣離子的交換作用等，下面分別對其進行分析。 2.1結晶作用 在石灰穩定土中，熟石灰氫氧化鈣與土和空氣中一定的水分結合后，形成晶狀體結構，化學方程式為： Ca(OH)2 n·H2O=Ca(OH)2·nH2O 另外，還有一少部分的熟石灰氫氧化鈣與活性的二氧化硅發生化學反應，生成含水硅酸鈣結晶體： Ca(OH)2 SiO2 n·H2O=CaSiO3·(n 1)H2O 這些結晶體屬于膠凝物質，具有水硬性，可以在固體和水兩相環境下發生硬化。膠凝物質在土的微小顆粒或顆粒團的外圍

3、形成一層穩定的保護膜，或者填充到顆粒之間的空隙，使得顆粒間產生了凝固力而結合成一體，減少了土的空隙率和透水性能，從而提高了密實度。 這是石灰穩定土強度和水穩定性形成的基本因素，在這種結晶作用下強度形成的比較緩慢。 2.2碳酸化作用 碳酸化作用是石灰穩定土后期強度形成的主要因素。其主要過程是：石灰穩定土中的一部分熟石灰氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳CO2發生化學反應，從而產生了堅硬的碳酸鈣結晶體，然后和其他結晶體，填充于土粒之間，將土粒膠結成一個整體，從而大大地提高了石灰穩定土的強度和穩定性。其化學反應方程式如下： Ca(OH)2 CO2= CaCO3 H2O 2.3硅酸化作用 石灰是由巖石燒制而成

4、的，含有火山灰質巖的活性物質在堿性物質的激發作用下具有水硬性，即具有一部分水泥的性能，能在空氣和水中硬化，從而縮小了土粒間的距離，減薄土粒周圍的水膜的厚度，形成一層保護層。 2.4離子交換作用 土粒的微小顆粒具有一定的膠體性質，它們一般都帶負電荷，其表面吸附有一定數量的氫離子、鈉離子、鉀離子等陽離子，這些離子使得土遇到水后軟化；而熟石灰是一種強電解質，在土中加入水和熟石灰后，熟石灰在溶液中電離出的鈣離子，與土中的鈉離子、鉀離子等產生離子交換作用，在土粒表面吸附著的陽離子由一價的鈉離子、價離子，變成了二價的鈣離子，所以減少了土粒表面吸附水薄膜的厚度，有資料表明：通過電滲試驗，同樣的粘性土，經一價

5、鈉離子飽和時，其定向水膜的厚度大約為100A0（1A010-8厘米），大約是3540個水分子層；而經二價的鈣離子飽和后的粘性土，其定向水膜的厚度只有15A0，大約為6個水分子層。這樣，土粒之間距離減小，分子引力增加，許多土粒聚結成為小的土團，在外力作用下，形成一個更加穩定的結構，即石灰穩定土結構。 經過上述作用后，石灰穩定土土粒間的距離逐漸縮小，土粒周圍的水分因參與化學反應和蒸發散失等而減少，土粒周圍的水膜減薄，并在土粒周圍逐漸形成一層保護層，隨著時間的推移，保護層越來越厚，使得石灰穩定土的強度逐漸形成并越來越高。 3.影響石灰穩定土強度的因素 在石灰穩定土強度形成的過程中，影響其強度的外因包

6、括時間、濕度、機械碾壓和行車作用等，內因包括材料（土、石灰）的質量、石灰劑量、含水量及密實度等。 3.1土的質量 對石灰穩定土來說，一般取用中塑限粘土最好，其顆粒易于粉碎，拌和碾壓易于成形；高塑限粘土不易粉碎，容易產生收縮裂縫；而采用粉性土，初期碾壓成形較困難，容易起皮、松散，且早期強度低。在施工中，為保證石灰穩定土質量，應根據不同的土質情況，采用合理的施工方法，比如：對粉性土，先采用輪胎式壓路機碾壓，然后用鋼輪壓路機；同時既要考慮石灰穩定土強度要求，還要考慮到便于施工等因素。對腐殖質含量超過10的土和硫酸鹽含量超過0.8的土，不宜直接采用。 3.2石灰的質量 石灰質量的好壞，對石灰穩定土的強

7、度影響較大，等級低于三級的石灰，不宜采用，如特殊情況下必須采用，要加大石灰的劑量，使其活性氧化鈣含量達到設計要求，這種方法容易增加成本；另外，石灰隨存放時間的增長，其活性氧化鈣含量會有明顯降低而失效，因此，石灰存放時間不宜超過三個月，尤其是生石灰粉，容易自行結晶，因此，其放置時間越短越好。 施工中使用生石灰粉時，要注意控制好悶料的時間。石灰穩定土混合料經機械拌和后，生石灰粉在混合料中進行消解，釋放出大量的水化熱，使石灰穩定土發生膨脹，同時也會促進石灰與土之間的各種反應。        3.3石灰劑量 石灰劑量的大小

8、，是影響石灰穩定土強度的主要因素，低劑量的石灰（施工中一般用量小于6），基本不能形成強度，只能起到改善土質或穩定土的作用，即減少土的塑性膨脹，降低含水量，使得土密實。在一定劑量范圍內，石灰穩定土的強度隨著石灰劑量的增長而顯著增長，其水穩定性和抗冰凍性能也變化顯著。對不同的結構層次，不同塑性指數的土，所采用石灰的最佳劑量不同，應通過試驗確定。 3.4含水量 在石灰穩定土的施工中，水參與石灰和土的物理化學反應，適宜的含水量有利于穩定土的成形、便于施工。水在石灰穩定土中的作用主要為：（1）促使石灰和土發生物理化學反應，以滿足石灰穩定土形成強度的需要；（2）使石灰穩定土在壓實時有一定的塑性，便于碾壓到

9、要求的強度；（3）使石灰穩定土在養生時具有一定的濕度，有利于強度的增長。 3.5壓實度 石灰穩定土的強度隨著壓實度的增長而增長，試驗表明，壓實度每增減1，石灰穩定土的強度可以增減5-8，根據有關資料，石灰穩定土壓實度從95增加到100，其抗壓強度可從0.7Mpa增加到1.1Mpa。因此，使石灰穩定土達到要求的壓實度，是保證石灰穩定土強度的關鍵。 3.6石灰穩定土的齡期 石灰穩定土的強度具有隨齡期增長而增長的特性，一般前期增長比后期要快一些，大約90天以前的增長較為顯著，以后較為緩慢。 由于初期石灰穩定土的強度較低，遇雨容易被破壞，所以，施工結束不足一個月的石灰穩定土，不宜開放交通，對于有霜凍的

10、地區，要求至少有一個月的凍前齡期；凍前齡期越長，強度形成越好，耐水性和抗凍融的性能越好；也有利于使石灰穩定土表面不容易出現溫縮。 3.7石灰穩定土的養生 石灰穩定土的養生主要包括溫度和濕度兩個方面，其對石灰穩定土的強度的影響具有重要作用。 3.7.1溫度 石灰穩定土在成形階段要有一定的養生條件，不同的養生條件，其強度不同；氣溫高時，物理化學作用比較徹底，硬化快，強度增長的也快；反之，強度增長緩慢，在溫度低于零度時，強度基本不增長，甚至會造成損壞。 一般上半年或春夏季節施工的石灰穩定土，其質量比較好，強度較高，而且很少被破壞，而秋季尤其是接近冬季施工的石灰穩定土，質量較難保證。 3.7.2濕度對

11、石灰穩定土強度的影響 養生的濕度條件對石灰穩定土強度也有很大的影響。潮濕條件下比在一般空氣中，強度形成的快而高；不同養生條件下石灰穩定土強度變化的見表3。 因此，石灰穩定土養生時，必須保持一定的濕度。根據實踐經驗，石灰穩定土壓實后，覆蓋一層1015厘米的素土養護效果較好；使用灑水養護時，在溫度較高、有風或干燥的天氣，難以保證石灰穩定土表面的濕度，而且容易沖刷掉表層的石灰穩定土；若在成形期灑水不均勻或水分蒸發，容易形成干縮裂縫。 另外，在施工過程中，石灰和土的粉碎程度和拌和的均勻程度，也對石灰穩定土的強度有一定的影響，所以，一定要嚴格按照施工規范和機械操作規程施工，選用合適的施工設備，制定合理的施工方案，加強現場的施工管理，以保證石灰穩定土的形成和強度滿足實際工程的需要。 4.結束語 當前，在我國公路建設中，石灰穩定土結構被廣泛采用，而在施工中如何保證石灰穩定土的各項指標達到工程的要求，以確保施工質量，保證公路的正常使用壽命十分重要。針對石灰穩定土的，要控制好進場的原材料質量及施工配合比，制定合理的施工方案，嚴格按照規范要求，做好施工和養護工作以及檢測工作，從根本上提高石灰穩定土結構的施工質量。 參考文獻： 1沙慶林.公路壓實和壓實標準J.人民交通出版社 2公路瀝青路面