石灰改良膨胀土路堤填筑施工工艺石灰改良膨胀土是利用石灰改良对土的化学与化学－物理作用，以改变土的组织结构，从而达到改善土体结构稳定性、降低土体胀缩、提高土体强度，满足高质量的路堤填筑要求。

1 工艺特点（1）石灰改良膨胀土施工，机具设备配套成度要求较高，施工速度快，质量稳定，易于控制。

（2）石灰消解、洒布易造成环境污染。

2、适用范围（1）石灰改良膨胀土可应用于高速铁路、公路路基本体不浸水地段填筑。

（2）在A、B组填料缺乏地区，采用石灰对利用土或借土改良后作路堤填料之用。

3 工艺原理石灰改良的工作机理一般认为有：3.1 化学与物理-化学作用一是离子交换作用，即石灰中钙、镁离子置换土中钠、钾离子，或吸收作用，导致离子单位重量增加。

膨胀土与石灰接触后，这一离子交换作用立即发生，使得胶体吸附层减薄，从而使粘土胶状颗粒发生凝聚，粘胶力的亲水性减弱，细颗粒产生絮凝和凝沉，形成较大的集力或积聚体。

二是碳酸化作用，即石灰中Ca（OH）2吸收CO2形成质地坚固、水稳性好的CaCO3晶体。

这一结晶作用使得土的胶结得到加强，从而提高了石灰土的后期强度。

试验表明，碳酸化学反应只有在水的条件下才能进行，在干燥的碳酸气作用于完全干燥的石灰粉末时，碳酸反应几乎停止，说明这种作用需用水。

三是结晶作用，在石灰土中除了一部分Ca（OH）2发生碳酸化反应外，另一部分则在石灰土中自行结晶Ca（OH）2+nH2O→Ca（OH）2.nH2O由于结晶作用，Ca（OH）2胶状体逐渐变成晶体，这种晶体能互相作用与土结合成晶体，从而把土粒胶结成整体，提高了石灰土的水稳定性。

四是灰结作用，即膨胀土加灰后，使土呈碱性，在碱性环境中石灰与土中的氧化铝逐渐硬结，即：火山灰作用——活性硅产品矿物在石灰的碱性激发作用下离解，并在水的参与下Ca（OH）2反应生成含水的硅酸钙和铝酸钙，即：SiO2 +XCa（OH）2 +nH2O→XCa O·SiO2 ·nH2OAl2O3+Ca（OH）2+nH2O→Ca O·Al2O3·nH2O火山灰反应是在不断吸收水份的情况下逐渐形成的，因而其具有水硬性质。

另外，石灰本身会产生消化反应。

CaO生成Ca（OH）2后体积增大近一倍，使土固结。

3.2 土的组织结构变化的增强机理化学和物理-化学作用是粘胶粒絮凝、胶结，并使聚粒体表面形成水硬性包膜，水化能力的降低，导致土结构的疏松，胀缩作用也因土的结构疏松而在结构内部消化。

当化学和物理-化学作用充分，土的结构基本稳定，其胀缩性随之消失，同时也增强了土的强度。

石灰改良膨胀土主要体现在膨胀土塑性指标下降，以及粘粒含量降低。

但是，在一定石灰掺入量条件下，改良膨胀土的性质随着石灰计量而变优。

而当石灰计量超过某一值后，石灰稳定土的力学指标和水稳定性反而有所下降。

正是这一稳定机制的复杂性，石灰稳定膨胀土的石灰掺入计量，易通过试验对比后确定。

4 工艺流程4.1 厂拌施工工艺流程厂拌施工工艺流程见图1。

图1 厂拌施工工艺流程4.2 路拌施工工艺流程路拌施工工艺流程见图2。

5 操作要点改良土的拌和按设计要求、路堤不同部位采用在拌和厂集中厂拌或填筑现场路拌机路拌的方法。

两种方法主要是拌和工艺不同。

5.1 施工准备（1）施工前按设计提供的配合比进行室内试验，确定施工配合比。

改良土的配合比应保证混合料的无侧限抗压强度能达到设计要求。

（2）厂拌设备安装调试。

计量设备标定后，必须先调试所用的厂拌设备，调整好出料口单位时间出料量与标定时基本一致，使进入拌和设备内的各种料必须符合配合比要求，排除出料口堵塞等不正常情况。

调试完成后进行试拌，在拌和设备内拌制改良土混合料时，需拌和均匀，混合料中不应含有大于 10mm 的土块和未消解石灰颗粒；并应使混合料的组成和含水率（要根据天气情况调整拌和时的含水率与碾压时最佳含水率的关系）达到规定的要求。

（3）验收下承层。

填筑前应检查基底几何尺寸，核对压实标准（进行相关工序的检测与验收），不符合标准的基底应进行处理，使其达到验收标准。

（4）测量放样。

根据初选的摊铺、拌和、碾压机械及试生产出的改良土填料，选取长度不小于 100m 的地段进行填筑压实工艺试验，并报监理单位确认。

施工区段应按填筑四区段、八流程进行划分，一般宜划分为底层准备区段、拌和摊铺区段、碾压整型区段、检测报验区段。

在施工现场附近引临时水准点，严格控制标高；在路基上采用方格网控制填料量，方格网纵向桩距不宜大于10m ，横向应分别在路基两侧及路基中心设方格网桩。

在两侧路肩边缘外设指示桩,在方格网内用白灰点控制自卸车倒土密度，以此控制每层的摊铺厚度及控制布灰量。

1）厂拌法分层填筑压实厚度根据压实机具和试验段确定的方法进行，一般宜控制在20～28cm 。

2）路拌法分层填筑压实厚度根据路拌机搅拌深度控制，一般宜控制在10～20cm 内。

（5）改良土填料要求。

施工前对需改良的土料种类应进行核实，路堤填料种类、改良土外掺料（石灰或水泥）的种类及技术条件应符合设计要求。

填筑前对取土场填料进行取样检验；填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。

当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。

原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：1）石灰应选用符合施工规范所列的Ⅲ级以上的消解石灰或钙质生石灰，其指标应达到合格标准，石灰在使用前4～7天充分消解。

石灰应保持一定的湿度，以免过干飞扬，但也不能过湿成团。

预计图2 路拌施工工艺流程堆放时间较长时，应用彩条带或其它材料覆盖封存，大量的石灰堆放设防雨棚防护。

被改良土中硫酸盐含量应小于0.8％，有机质含量小于5％。

2）在设计规定范围内取土，取土时应清除树木、草皮以及表面腐殖土。

当土源发生变化时必须按要求重做配合比试验。

对符合要求的土质进行粉碎及过筛处理，使石灰颗粒与土颗粒尽可能小，增加其表面积，拌和均匀，能充分接触并发生反应。

冻土不能作为路基改良填料。

3）施工用水其水质应符合工程用水标准。

石灰、水泥等化学改良土外掺料的运输、使用必须有环境保护的措施，外掺料应分类堆放、与原地面架空隔离，并有防风、雨设施，防止材料受潮、变质。

5.2 厂拌施工操作要点（1）拌和。

改良土混合料采用稳定土拌和设备在拌和厂集中拌和，同时配备碎土设备消除土壤的土块。

并通过试验段的试拌、试铺总结的各种施工参数进一步调整和确定厂拌工艺参数。

改良土混合料的最佳含水量控制方案是：若土体的天然含水量距最佳含水量差距不大时，在厂拌设备拌和时将水成雾状均匀地喷入改良土中拌和均匀；若土体的天然含水量距最佳含水量差距较大时考虑在取土场分块灌水焖土。

若土体的天然含水量过大，事先进行适度的晾晒或加入适量的磨细生石灰降低含水量。

现场摊铺后混合料的颜色应均一。

（2）运输。

采用大吨位自卸车运输。

拌合好的混合料应尽快运送到铺筑现场。

混合料在运送过程中应覆盖，减少水分损失。

（3）摊铺。

在计算好的方格内卸料，先用推土机初平和平地机整形，再用压路机快速碾压l～2遍。

对于出现的坑洼应进行人工找补，并及时铲除离析混合料，补以新混合料。

混合料应全断面均匀摊铺，不得出现纵向接缝，不宜中断。

当因故中断超过2h时，应设置横向施工缝，横向接缝应采用搭接施工。

整型应按规定的坡度和路拱进行，并特别注意接缝处的整平。

在整型过程中，严禁车辆通行。

初步整型后，检查混合料的松铺厚度，必要时应进行补料或减料。

（4）碾压。

当混合料接近最佳含水率时，用重型压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度，最后一遍静压收光，碾压完成后表面应无明显的碾压轮迹。

碾压时，各区段交接处应相互重叠压实，纵向搭接长度不小于2.0m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm，上下两层填筑接头应错开不小于3.0m。

两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于2.0m。

碾压过程中，表面应始终保持湿润，严禁有“弹簧”、松散、起皮等现象产生。

碾压结束之前，应用平地机终平一次，使其纵向顺直，符合设计要求。

（5）养生。

改良土碾压完成后，如不能连续施工应进行养生，使改良土表面保湿养生不少于7天。

养生期间勿使改良土过湿，更不能忽干忽湿，应控制好交通，除洒水车外应封闭交通。

上层填土能连续施工时可不安排专门的养生期。

当改良土分层施工时，下层检验如压实度、平整度等指标符合要求后，方能进行下一层填土。

5.3 路拌施工操作要点路拌法施工膨胀土掺石灰作路基填料时，下承层的同一层土质厚度必须大于50cm。

（1）备料。

集料、焖料。

采备土料时，在路堑深度范围内自上而下采集料，不宜分层采集，不应将不合格材料采集在一起。

在路堑整平一块场地，用推土机、装载机与挖掘机配合将土料分层堆放在一起，计算该堆土料的方数，掺加2%的生石灰，用两台挖掘机反复翻动几遍，掺和均匀，焖料2～3天。

装入自卸车，将土料运到施工现场。

料中的超尺寸颗粒应予筛除。

（2）材料用量。

当集料含水量较大时，石灰可采用两次掺加法，在土场先加2%的生石灰，焖料2～3天，即可上路。

根据路堑挖方集料的含水量和运料车辆的吨位，计算每车料的堆放距离。

土料在路基摊铺均匀后，再掺加2%～3%的消解石灰。

按照试验段采用的松铺厚度，路基铺筑宽度，压实度，计算该段需要的石灰量。

根据石灰土层的厚度和预定的干容重及2%～3%的石灰剂量，计算每平方米石灰土需用的石灰重量，并计算每车石灰的摊铺面积，如使用袋装生石灰粉，则计算每袋石灰的摊铺面积。

计算每车石灰的卸放位置，即纵向和横向间距，或计算每袋石灰的纵横间距。

（3）运输及摊铺、拌和。

1）土料运输、布料。

松铺厚度宜薄不宜厚，一般为20～25cm，压实厚度为15～20cm。

采用薄层快填工艺能够提高一次合格率，不返工，进度快，是一项灰土路基施工的成功经验。

运料时要注意：在堆料摊铺前一天对下承层进行洒水，使其湿润，但不应过分潮湿而造成泥泞；用自卸车装运土料，每台车容量应基本相等；用石灰播洒出每车填土的方格网，卸土应在方格网之内。

2）土方平整。

上土完成后，应及时摊铺,土料在路基上的堆置时间不应过长。

分别在每个断面两侧和中心布下高程控制点。

松铺厚度可按25cm控制。

先用一台推土机进行粗平，超出或不足用人工配合平地机刮平。

在路基边缘挂线控制铺层厚度，每个断面再挂线检查铺层厚度。

反复检查几次，直到合格为止。

表面应力求平整，并按规定设置路拱。

摊铺过程中，应注意将土块、超尺寸颗粒及其它杂物拣除。

如集料中有较多土块，亦应进行粉碎；检验松铺材料层的厚度，看其是否符合预计要求（松铺厚度=压实厚度×松铺系数）。

必要时，应进行减料或补料工作。

3）摊铺消解石灰。

摊铺石灰时，如土料过干，应事先洒水闷料，使土的含水量略小于最佳值。

挖方段为细粒土,宜闷料一夜；中粒土和粗粒土，视细土含量的多少，可闷1～2h。