石灰稳定土具有材源丰富、适用范围广、施工简便和造价低 等特点,广泛用于高等级公路的底基层。尤其作为地方公路路面 结构的基层取得了良好效果。但石灰稳定土抗拉强度低易产生收 缩裂缝,在基层上铺筑沥青面层后(尤其沥青面层较薄时),基层裂缝会反射到面层,使面层强度降低,路面水由裂缝渗入基层, 在车辆荷载作用下,引起裂缝处冲刷唧浆现象,导致沥青路面过 早破坏,严重影响了沥青路面的使用性能。
1、石灰稳定土的缩裂特性
1.1干缩特性
石灰稳定土经拌和压实后,石灰与土发生一系列的物理、化 学作用,其中由于水分发挥和混合料内部的水化作用,使混合料 内部水分不断减少,由此而引起的体积收缩称为石灰稳定土的干 缩特性。
1.2温缩特性
温度降低时,石灰稳定土发生收缩,当收缩被阻时产生的拉 应力超过稳定土的抗拉强度而出现的裂缝称为石灰稳定土的温缩 特性。
石灰稳定土基层的缩裂一般表现为干缩和温缩的综合作用, 基层产生收缩裂缝后,裂缝会逐渐向上扩展,通过沥青面层出现 在表面,或在某种条件下,基层裂缝促使沥青面层先开裂,并逐 渐向下扩展与基层裂缝相连,成对应裂缝,这两种裂缝都称为反 射裂缝。
2、石灰稳定土基层缩裂影响因素
一般而言,石灰稳定细粒土的干缩系数大于稳定中粒土和粗 粒土的干缩系数。在石灰稳定细粒土中,稳定塑性指数大的粘性 土混合料的干缩系数大于稳定塑性指数小的粉性土或砂性土混合 料的干缩系数。而温缩系数大致与干缩系数有如上相同的规律。规范规定,石灰适宜稳定塑性指 数为15-20的粘性土以及含有一定数量粘性土的中粒土和粗粒 土。
2.1含水量及压实度影响
石灰稳定土因含水量过多产生的干缩裂缝显着,即在大于 最佳含水量情况下压实的土具有较大的缩裂性质。若基层施工时 碾压含水量合适,并在铺筑沥青面层前未开裂,则在铺筑较厚沥 青面层后,一般情况下不会先于沥青面层开裂。但若施工时碾压 含水量偏大,即使已铺筑沥青面层,基层仍会产生干缩裂缝,同 时将沥青面层拉裂或很快反映到面层。压实度对基层的缩裂也有 明显的影响,实践证明,压实度小时,产生的干缩要比压实度大 时产生的干缩严重,密实的石灰土不但缩裂现象少,而且其强度 高,水稳性和抗冻性也好。
2.2养生条件的影响
成型初期的基层内部含水量大,如果养生不及时或养生结束后未及时铺筑沥青封层或沥青面层,则基层必然会发生由表及 里的水分蒸发而引起干燥收缩,石灰稳定土基层施工一般为高温 季节,基层的干缩裂缝会随着曝晒时间的延长而越来越严重。同 时暴露的基层会由于存在昼夜温差而产生温度收缩裂缝,基层一 旦开裂,在其上铺筑沥青面层后,就容易在沥青面层内形成反 射裂缝或对应裂缝。
3、防治石灰稳定土基层缩裂的措施
3.1改善土质
石灰土缩裂与用土粘性有关,用土愈粘则缩裂愈严重,故应采用粘性较小的土或在粘性土 中掺入砂性土、粉煤灰等,以降低土的塑性指数。石灰稳定土基 层的干缩和温缩与材料中粗颗粒含量有关,粗颗料含量比例多, 则干缩小,因此基层应使用粗粒含量多且具有一定级配的稳定 土,使其级配符合密实嵌挤原理,不但会提高基层的强度、稳定性,而且具有较高的抗裂性。
3.2控制压实度和含水量
压实时一定不要大于最佳含水量,而应略小于最佳含水 量,同时严格控制压实度,尽可能达到最大压实度。
3.3干缩最不利情况是石灰稳定土成型期,要重视初期养护,保证基层表面处于潮湿状态,防 止干晒。在石灰稳定土施工结束后,要及早铺筑面层,使基层 含水量不发生大的变化,以减轻干缩裂隙。
3.4温缩的最不利季节为温度在0-10℃时,因此施工要在当地气 温进入0℃前一个月结束,以防严重温缩。
3.5防止基层裂缝反射还可在基层与沥青面层之间设置沥青 碎石或沥青贯入式联结层,以防治裂缝反射。也可在石灰土 与沥青面层间铺筑10-20cm的碎石隔离过渡层或玻璃纤维网 格。