结合料稳定类基层专辑

掺加各种结合料，通过物理、化学作用，使各种土、碎（砾）石混合料或工业废渣的工程性质得到改善，成为具有较高强度和稳定性的路面结构层次。常用的结合料有水泥、石灰和沥青等，前两者应用广泛。

（一）水泥稳定土基（垫）层

在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入适量的水泥和水，经拌合得到的混合料在压实养生后，当其抗压强度符合规定要求时，称为水泥稳定土。水泥稳定土根据混合料中原材料的不同，可分为水泥土、水泥砂、水泥碎石（级配碎石和未筛分碎石）和水泥砂砾等。同时用水泥和石灰稳定某种土得到的混合料，称为综合稳定土。

水泥稳定土具有良好的整体性，足够的力学强度、抗水性和耐冻性。水泥稳定土可适用于各种交通类别道路的基层和底基层，但水泥土不用作高级沥青路面的基层，只能作底基层。在高速公路和一级公路上的水泥混凝土面板下，水泥土也不用作基层。

1.水泥稳定土强度形成机理

水泥掺进土中，加水拌和后即发生强烈的水解和水化反应，同时分解出氢氧化钙并生成其他水化产物。当水泥的各种水化产物生成后，有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的则与有活性的土进行反应。其主要表现有下述三方面。

（1）离子交换及团粒化作用。水泥水化后的胶体中存在的Ca（OH）2和土粒表面吸附的金属离子交换，使大量的土粒形成较大的土团。由于水泥水化生成物具有强烈的吸附活性，而使土团进一步结合形成链条状结构的水泥土，封闭土团间的空隙，形成坚固的联结，使水泥土具有较大的强度。

（2）硬凝反应。随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量钙离子，其数量超过离子交换的需要量后，则在碱性环境中使组成粘土矿物的SiO2和Al2O3的一部分或大部分同Ca2＋进行化学反应，生成铝酸、硅酸等系列的水化物而增大了土的强度。

（3）碳酸化作用。水泥水化产物中的游离Ca（OH）2不断地吸收水中的HCO－2，与空气中的CO2作用，生成碳酸钙。这种反应也能使土粒固结，提高土的强度，但比硬凝反应的作用差一些。

由此可见，水泥稳定土强度可以认为是水泥石的骨架作用与Ca（OH）2的物理化学反应共同作用的结果。物理化学作用使土粒形成稳定的团粒结构，而水泥石则把这些团粒包覆和连接成坚强的整体。但实际利用水泥稳定粘性土时，不可避免地会留下一些未被分解粉碎的各种大小的土团粒。所以，在拌制水泥土时将出现由水泥浆包裹土团粒现象，而在土团粒内部却没有水泥。只有经过长时间的扩散，土团内部才能被水泥水解物渗入，从而改变土的原有性质。

影响水泥稳定土强度的主要因素有以下几个。

（1）土质。土的类别和性质是影响水泥稳定土强度的重要因素，各类砂砾土、砂土、粉土和粘土均可利用水泥稳定，但稳定效果不同。试验和生产实践证明，用水泥稳定级配良好的碎（砾）石和砂砾效果最好，不但强度高，而且水泥用量少；其次是砂性土；再次之是粉性土和粘性土。对有机质含量较多的土、硫酸盐含量超过0.25%的土及重粘土（难于粉碎和拌和），不宜用水泥来稳定。

（2）水泥的成分和剂量。通常认为，各类水泥都可以用于稳定土。但试验研究证明，水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。对于同一种土，一般情况下硅酸盐水泥的稳定效果较好，而铝酸盐水泥的稳定效果较差。在水泥硬化条件相似，矿物成分相同时，随水泥分散度的增加，其活性程度和硬化能力也有所增大，从而使水泥土的强度提高。

水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长。但过多的水泥用量虽能获得强度的增加，在经济上却不一定合理。试验和研究证明，水泥剂量以5%～10%较为合理。

（3）含水量。含水量对水泥稳定土强度影响很大，当含水量不足时，水泥不能在混合料中完全水化和水解，不能充分发挥水泥对土的稳定作用，影响强度的形成。同时，含水量小，达不到混合料的最佳含水量也影响水泥稳定土的压实。因此，使含水量达到最佳含水量的同时，也要满足水泥完全水化和水解作用的需要。

（4）施工工艺过程。水泥、土和水拌和得均匀，且在最佳含水量下充分压实，使之干密度最大，其强度和稳定性就高。水泥稳定土从开始加水拌和到完全压实的延迟时间要尽可能最短，一般不应超过3～4h。若时间过长，则水泥凝结，在碾压时，不但达不到规定的压实度，而且也会破坏已硬化水泥的胶凝作用，反而使水泥稳定土强度下降。

水泥稳定土需湿法养生，以满足水泥水化形成强度的需要。养生温度愈高，强度增长愈快。因此，要保证水泥稳定土养生的温度和湿度条件。

2.水泥稳定土施工前的准备

（1）原材料准备：

1）土。凡是能被经济地粉碎的土，只要符合以下技术要求，都可用水泥来稳定。

①液、塑限、均匀系数。用于二级及二级以下公路时，土的均匀系数（即通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔尺寸的比值）应大于5，细粒土的液限应小于40%，塑性指数小于17。实际应用时，均匀系数宜大于10，塑性指数小于12。塑性指数大于17时，宜采用石灰稳定，或用石灰水泥综合稳定。用于高速公路和一级公路时，土的液限应小于25%，塑性指数应小于6。

②土的粒径和级配。二级及二级以下公路用水泥稳定土作基层、底基层时，集料的最大粒径不超过40、50mm（方孔筛，以下同），颗粒组成范围应符合规范要求。高速公路和一级公路用土的粒径和级配也应符合相应规范要求。作基层、底基层时，集料的最大粒径不超过30、40mm。

③集料的压碎值。作基层时，对高速公路和一级公路应不大于30%；其他不大于35%；作底基层时，可防宽至40%。

④有害杂质含量。有机质含量超过2%或硫酸盐含量超过0.25%的土不宜用水泥稳定。

2）水泥。一般水泥品种都可用于稳定土，但终凝时间应大于6h，不宜用快硬水泥、早强水泥及受潮变质的水泥。

3）石灰。质量不低于Ⅲ级。

4）水。人、蓄饮用水均可用。

表8-1　水泥稳定土的强度标准　　单位：MPa

（2）混合料组成设计。水泥稳定土混合料组成设计的任务是根据表8-1的抗压强度标准，通过试验选取最适宜于稳定的土，确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量。在需要改善土的颗粒组成时，还包括掺加料的比例。

混合料的设计步骤如下：

1）选用不同的水泥剂量，制备同一种土祥不同水泥剂量的水泥稳定土混合料，一般按下列水泥剂量配制：

作基层用：

中粒土和粗粒土：3%，4%，5%，6%，7%；

塑性指数小于12的土：5%，7%，8%，9%，11%；

其他细粒土：8%，10%，12%，14%，16%。

作底基层用：

中粒土和粗粒土：3%，4%，5%，6%，7%；

塑性指数小于12的土：4%，5%，6%，7%，9%；

其他细粒土：6%，8%，9%，10%，12%。

2）用击实试验确定各种混合料的最佳含水量和最大干（压实）密度。至少应做三个不同水泥剂量混合料功击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量，其他两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。

3）按工地预定达到的压实度，分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。

4）按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件，进行强度试验时，作为平行试验的试件数量应符合规定。如果试验结果的偏差系数大于规定值，则应重做试验，并找出原因，加以解决。如不能降低偏差系数，则应增加试验数量。

5）试件的强度试验。试件在规定的温度（冰冻地区20±2℃，非冰冻地区25±2℃）下保湿养生6d，浸水1d后，进行无侧限抗压强度试验，并计算试验结果的平均值和偏差系数。

6）选定合适的水泥剂量。此剂量试件室内试验的平均抗压强度R应符合下式的要求：

式中　Rd——设计抗压强度（见表8-1）；

　　　Cv——试样结果的偏差系数；

　　　Zα——标准正态分布中随保证率（或置信度α）而变的系数：高速公路和一级公路应取保证率95%，此时Zα＝1.645；一般公路应取保证率90%，此时Zα＝1.282。

考虑损耗及现场条件与试验室条件的差异，工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0.5%～1.0%。一般情况下，集中厂拌法施工时，可增加0.5%；路拌法施工时，增加1.0%。

3.水泥稳定土的施工

水泥稳定土施工时，必须采用流水作业法，使各工序紧密衔接，特别要缩短从拌和到碾压终了之间的延迟时间。同时应做延迟时间对水泥稳定土强度的影响的试验，以确定合适的延迟时间，保证水泥稳定土在不影响其强度的情况下碾压密实。

一般情况下，每一作业段以200m为宜，每天的第一个作业段宜稍短些。在路拌法施工时，合理的作业段长度应考虑到：水泥的终凝时间；延迟时间对混合料密实度和抗压强度的影响；施工机械和运输车辆的效率和数量；操作的熟练程度；尽量减少接缝及施工季节和气候条件等因素。工艺流程见图8-3。

图8-3　水泥稳定土的工艺流程

（1）准备下承层。水泥稳定土的下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱，没有任何松散的材料和软弱的地点。通常应对下承层进行检查验收，内容有：高程、宽度、横坡、平整度、压实度及弯沉值。

水泥稳定土的下承层一般有三种情况，一是底基层，二是老路面，三是土基。对于土基，不论是路堤还是路堑，必须用12～15t三轮压路机或等效的碾压机械进行碾压（碾压3～4遍）。在碾压过程中，如发现土过干，表面松散，应适当洒水；如土过湿，发生“弹簧”现象，应采用挖开晾晒、换土、掺石灰或水泥等措施进行处理。

对于底基层，应进行压实度检查，对于柔性底基层还应进行弯沉值测定。凡不符合设计要求的路段，必须根据具体情况，分别采用补充碾压、换填好的材料、挖开晾晒等措施，使之达到规范规定标准。

应逐个断面检查下承层标高是否符合设计要求。

（2）施工放样。包括：恢复中线；基层宽度每侧应比面层宽度增加0.3～0.6m，并在两侧路肩边缘外0.3～0.5m处设指示桩；在两侧指示桩上用明显标记（如红漆）标出水泥稳定土层边缘的设计高。

（3）备料。经过试验选定料场后，在采集前应将树干、草皮和杂土清除干净。采集的集料应进行粉碎（或已经粉碎），土块最大尺寸应小于15mm，集料中超尺寸颗粒应予筛除。在预定深度范围内采集集料，不应分层采集，也不应将不合格的集料采集在一起。对于塑性指数大于12的粘性土，可视土质和机械性能确定是否需要过筛。

所需水泥应提前运到现场，但最好不超过一个星期，并注意防雨防潮。

运输集料前，应先计算材料数量。通常先根据各路段水泥稳定土层的厚度、宽度及预定的干密度，计算各路段需要的干集料数量，然后根据集料的含水量和运料车的吨位，计算每车料的堆放距离，集料装车时，应控制每车料的数量基本相等。

每平方米水泥稳定土的水泥用量由水泥稳定土层的厚度、预定的干密度和水泥剂量计算而得。工地上一般都用袋装水泥（每袋50kg），因此要计算每袋水泥的摊铺面积，并确定摆放水泥的行数、行间距及每袋水泥的纵向间距。

在预定堆料的下承层上，堆料前应先洒水湿润。卸料时应注意：有专人负责或标志卸料距离，集料应卸在下承层的中间或上侧，料堆每隔一定距离留一缺口；集料在下承层上的堆放时间不宜过长，应尽快摊铺施工，以免淋雨积水。

表8-2　混合料松铺系数参考表

（4）摊铺集料。摊铺集料应事先通过试验确定集料的松铺系数。人工摊铺混合料时的松铺系数可参考表8-2确定。

摊铺集料应在摊铺水泥的前一天进行，摊铺长度应以日进度的需要量为度，够次日一天完成摊铺水泥、拌和、碾压成型即可。但在雨季施工，不宜提前一天将集料摊开，以免雨淋。

摊铺集料一般采用平地机或其他合适的机具，要求将集料均匀地摊铺在预定的宽度上。表面力求平整，并有规定的路拱。摊铺时，应将土块、超尺寸颗粒及其他杂物拣除。当集料中土块较多时，应进行粉碎。摊铺后要检查松铺集料层的厚度是否符合预计的厚度。

松铺厚度＝压实厚度×松铺系数

集料摊铺结束后，禁止车辆在其上通行。

摊铺后的集料如果含水量过小，应在集料层上洒水闷料。洒水量与采用的拌和机械的性能有关。采用高效率的专用拌和机（如宝马拌和机）时，拌和时间短，洒水量应使集料的含水量达到最佳含水量。若采用普通路拌机械拌和细粒土，洒水量使集料的含水量以低于最佳含水量2%～3%为宜。闷料时间：细粒土洒水后应闷料一夜；中粒土和粗料土，视其中细土含量的多少，可缩短闷料时间。洒水闷料的目的是使水分在集料层内分布均匀并透入颗粒和大小土团的内部，同时还可减少拌和过程中的洒水次数和数量，从而缩短延迟时间。

洒水时应注意：严禁洒水车在洒水段内停留和“调头”，洒水要均匀，防止出现局部水分过多现象。

为了使水泥能均匀地摊铺在集料层上，对人工摊铺的集料层整平后，用6～8t两轮压路机碾压1～2遍，使其表面平整。

然后按计算的每袋水泥摆放的纵横间距备好水泥，经检查无误后，打开水泥袋，将水泥倒在集料层表面，并按每袋水泥的摊铺面积，用刮板均匀地摊开。水泥摊铺后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的地点。

（5）拌和。目前应用较多的是轮胎式稳定土拌和机，转子的旋转方向可分为正转（转子由上向下切）和反转（转子由下向上切），拌和宽度约2m左右，最大拌和深度40～60cm。用稳定土拌和机拌和时，拌和深度应达到层底。并专人跟在拌和机后，随时检查拌和深度，如发现拌和深度不够，应及时告知拌和机操作人员调整拌和深度，严禁在拌和层底部留有“素土”夹层。拌和深度以深入下承层表面1cm左右为宜，以利上下层粘结，但也不宜过深。稳定土拌和机通常只需拌和2～3遍即能将混合料拌和均匀。要彻底消除“素土”夹层，可在最后一遍拌和之前，先用多铧犁紧贴底面翻拌—遍，再用稳定土拌和机拌和一遍。

低等级公路基层施工时，在没有专用拌和机械的情况下，也可用农用旋转耕作机与多铧犁或平地机配合进行拌和。其拌和方法是，先用多铧犁或平地机将铺好水泥的集料翻拌两遍，注意不要翻犁到底。第一遍翻犁由路中线开始，将混合料向中间翻，第二遍应是相反，从两边开始，将混合料向外侧翻。然后用旋转耕作机拌和两遍。再用多铧犁或平地机翻犁集料两遍，这次必须使稳定土层全部翻透，严禁在稳定土层与下承层之间残留“素土”夹层，同时防止翻犁过深或过多破坏下承层的表面。接着再用旋转耕作机拌和两遍。最后用多铧犁或平地机翻犁两遍。整个拌和过程可归纳为：翻犁两遍（浅翻）→拌和两遍→深翻到底两遍→拌和二遍→深翻两遍。应当注意，这种拌和效果较差，且拌和时间长，应特别掌握延迟时间。

经过上述拌和后，如混合料的含水量不足，应再补充洒水湿拌。施工时，拌和机应紧跟在洒水车后面进行拌和。在洒水及拌和过程中应用含水量快速测定仪及时检查混合料的含水量。含水量宜略大于最佳含水量（稳定中粒土和粗粒土，可较最佳含水量大0.5%～1.0%；稳定细粒土，可较最佳含水量大1.0%～2.0%）。施工时要注意：洒水要均匀，洒水车不应在当天拌和的路段上“调头”和停留。

拌和好的混合料应达到色泽一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗、细颗粒“窝”，且水分合适和均匀。

拌和结束后，应立即检查混合料中水泥的剂量。

（6）整型。混合料拌和均匀后，马上用平地机作初步整平与整型。在直线段，平地机应由两侧向中间进行刮平，在平曲线段，应由内侧向外侧进行刮平，必要时可再返回刮一遍。随后拖拉机、平地机或轮胎压路机立即在初平的路段上快速碾压一遍，以暴露潜在的不平整。再按上述步骤刮一遍，压一遍。经过两次刮平、轻压后出现的局部低洼处，应用齿耙将其表层5cm以上耙松，并用新拌的水泥混合料进行找补整平。最后用平地机再整型一次，以达到规定的路拱和坡度，并注意接缝顺适平整。

在整型过程中，不允许任何车辆通行，并配合人工消除集料的离析现象。

在低等级公路上用人工整型时，应用锹和耙先将混合料摊平，用路拱板进行初步整型。然后用拖拉机初压，确定纵横断面的标高，设置标记和挂线，再用锹耙和路拱板整型。

（7）碾压。事先应根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同，制定碾压方案，以求各部分碾压到的次数尽量相同，但路面的两侧应多压2～3遍。压路机的吨位与每层的压实厚度要一致。一般用12～15t三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过15cm；用18～20t的三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过20cm；大能量的振动压路机碾压时，每层的压实厚度也不应超过20cm；分层铺筑时，每层的最小压实厚度为10cm。

整型后，当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时，立即用12t以上的三轮压路机、重型轮胎式压路机或振动压路机在路基全宽内进行碾压。碾压应遵循先两边后中间（平曲线段先内侧后外侧）、先轻后重、先慢后快、互相搭接的原则。碾压时，后轮应重叠1/2轮宽，并在规定的时间内碾压到要求的压实度（见表8-3）。一般需碾压6～8遍。碾压速度：头两遍采用1.5～1.7km/h，以后以2～2.5km/h为宜。

表8-3　基层和底基层的压实度表

碾压过程中应注意：①严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以免破坏稳定土层的表面；②水泥稳定土表面应始终保持潮湿，如表层水分蒸发过快，应及时补洒少量水；③如发生“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和（加适量水泥）或用其他方法处理，使其达到质量要求。

碾压结束之前，用平地机再终平一次，使其纵向顺适，路拱和超高符合设计要求。终平应仔细进行，必须将局部高出部分刮除，并扫出路外。局部低洼处，不再进行补找，留待铺筑面层时处理。严禁用薄层贴补进行找平。

碾压结束后，应马上用灌砂法、水袋法检查压实度。

（8）接缝和“调头”处理。水泥稳定土基层的接缝按施工时间的不同，有两种处理方式：

1）当天施工的两作业段的接缝，采用搭接拌和方式，即把第一段已拌好的混合料留下5～8m暂不碾压，第二段施工时，将前段留下来未压部分再加部分水泥重新拌和，与第二段一起碾压。

2）一天施工终了时的接缝（工作缝）的处理。先将已压实段的接缝处，沿稳定土挖一条垂直于路中线的横贯全路宽的槽，要求槽宽约30cm，槽深达到下承层顶面，靠稳定土的一面应切成垂直面。然后将长度为水泥稳定土层宽的一半、厚度与其压厚度相同的两根方木放在槽内，并紧靠稳定土的垂直面，再用原挖出的素土回填槽内其余部分。第二天施工段摊铺水泥及湿拌后，除去方木，用混合料回填，靠近方木未能拌和的一小段，应用人工补充拌和，整平压实，并刮平接缝处。

如拌和机械或其他机械必须到已压成的水泥稳定土层上“调头”，可在准备用于“调头”的约8～10m长的稳定土层上，先覆盖一张塑料布（或油毡纸），然后在塑料布上铺上约10cm厚的一层土、砂或砂砾，以保护“调头”部分的稳定土层。结束后，用平地机将塑料布上的土除去，注意不要刮破塑料布，然后用人工除去余下的土，并收起塑料布。

（9）养生。每个作业段碾压结束，并经压实度检查合格后，马上进行保湿养生，不得使稳定土层表面干燥，也不应忽干忽湿。养生时间不宜少于7d。养生方法可采用不适水薄膜或湿砂，也可采用沥青乳液等其他方法养生。用湿砂养生时，要求湿砂层厚度为7～10cm，厚度均匀，并保持在整个养生期内砂的潮湿状态。用沥青乳液养生时，应采用沥青含量为35%左右的慢凝沥青乳液，使其能透入基层几毫米。沥青乳液的用量一般为1.2～1.4kg/m2，分两次喷洒。乳液分裂后，撒布3～8mm或5～10mm的小碎石，小碎石的覆盖面积以达到60%为宜。也可以在完成的基层上马上做下封层，利用下封层进行养生。

无上述条件时，也可用洒水车经常及时洒水进行养生，每天洒水次数视气候而定。

养生期间应封闭交通（洒水车除外）。不能封闭交通时，应在水泥稳定土层上采取覆盖措施，限制重车通行，其他车辆的车速不超过30km/h。

水泥稳定土施工应注意季节气候，一般宜在春末和气温较高的季节组织施工，施工期的最低气温应在5℃以上，并应在第一次重冰冻（－3～－5℃）到来前半个月至一个月完成。

雨季施工应特别注意气候变化，勿使水泥和混合料遭雨。降雨时应停止施工，但已经摊铺的水泥混合料，应尽快碾压密实。应考虑下承层表面的排水措施，勿使运到路上的集料过分潮湿。

（10）中心站集中厂拌法施工。中心站集中厂拌法施工与路拌法施工的主要区别在：第一，水泥稳定土混合料在中心站用强制式拌和机、双转轴浆叶式拌和机等厂拌设备进行集中拌和；第二，混合料用摊铺机进行摊铺。其特点是：配料精度高，混合料拌和质量好，缩短了延迟时间，摊铺的厚度均匀，平整度好。所以现行规范规定：高速公路和一级公路的稳定土基层，应采用集中厂拌法施工。不足之处是厂拌设备安装在固定地点作业，且装置多，整机宠大，占地面积较大。

厂拌设备一般由供料系统（包括各种料斗）、拌和系统、控制系统（包括各种计量器和操纵系统）、输送系统和成品储存系统五大部分组成（见图8-4）。

图8-4　稳定土厂拌设备主要结构简图

1—配料斗；2—皮带供料机；3—水平皮带输送机；4—小仓；5—叶轮供料器；6—螺旋送料器；7—大仓；8—垂直提升机；9—斜皮带输送机；10—控制柜；11—水箱水泵；12—拌和筒；13—混合料储仓；14—拌和筒立柱；15—溢料管；16—大输料皮带机

各种料斗均装有限制不合格料进入的筛子，料斗的下部装有皮带送料机，皮带送料机的速度和送料门大小可调整，以控制送料量。

拌和设备还装有流量计控制供水量，如需加入乳化沥青，则装有沥青流量计。叶轮供料器也是一种机械式供料器，以转速来控制供料量。

拌和筒为封闭的筒式制件，厂拌设备采用卧式拌和筒，有单轴和双轴之分。轴上装有桨叶式螺旋拌和器；可将料拌和均匀并强制送出拌和筒。

输送系统的输送机以皮带式输送机为主，也有螺旋式输送机，靠螺旋将料强制自筒内送出。操纵控制系统有控制柜和控制室，一般多采用控制室，这种控制系统的操作人员环境好，有利于安全生产和操作人员的健康。

稳定土厂拌设备拌和时，所用的无机结合料，通过皮带输送机、垂直提升机被输送到大仓中，再经螺旋输送机将其送入小仓中。此时，小仓中的无机结合料通过叶轮供料器被送到斜皮带输送机上。同时，各料斗中的其他物料经料门卸出并经皮带式输送机送至水平皮带输送机上，水平皮带输送机再将各种材料送至斜皮带输送机上，这样就通过斜皮带输送机将按设计要求的配比的各种材料送到拌和筒内，同时水箱中的水也被泵入拌和筒内。拌和筒内的螺旋搅拌器将各种料搅拌均匀后并强制送至储料仓，拌和好的成品料通过储料仓的溢流管送到堆料输送机上或直接卸到运输车上。自卸运输车将成品料送至现场。集中厂拌混合料之前，应先调试所用的厂拌设备，找出各料斗闸门的开启刻度，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。集中厂拌时必须注意：土块要粉碎，土块最大尺寸小于15mm，集料的最大粒径和级配符合要求，配料要准确，含水量要略大于最佳含水量，拌合均匀；混合料装料运输不离析。

集中厂拌法施工时的横向接缝按下述步骤处理：

1）用摊铺机摊铺混合料时，因故中断时间超过2h，应设置横向接缝，摊铺机驶离混合料末端。然后用人工将末端混合料弄整齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度应与混合料的压实厚度相同；整平紧靠方木的混合料。

2）方木的另一例用砂砾或碎石回填3m长，其高度应高出方木几厘米。

3）将混合料碾压密实。

4）在重新开始摊铺混合料之前，将砂砾或碎石和方木除去，并将下承层顶面清扫干净，摊铺机返回已压实的混合料末端，重新开始摊铺混合料。(www.xing528.com)

其他施工工序同路拌法。

（二）石灰稳定土基垫层

在粉碎或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定要求时，称为石灰稳定土。

石灰稳定土根据混合料中所用的原材料的不同，可分为石灰土、石灰碎石土和石灰砂砾土等。石灰土是指用石灰稳定细粒土得到的混合料。石灰碎石土是指用石灰稳定级配碎石（包括未筛分碎石）或天然碎石土得到的混合料。石灰砂砾土是指用石灰稳定级配砂砾（砂砾中无土）或天然砂砾土得到的混合料。

石灰稳定土具有较高的抗压强度，一定的抗弯强度和抗冻性，稳定性较好，但干缩和温缩较大。因此，石灰稳定土适用于各级公路路面的底基层，可作二级和二级以下的公路的基层，但石灰土不应用作高级路面的基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区有过分潮湿路段，不宜用石灰土作基层。如必须用石灰土作基层，应采取隔水措施，防止水分浸入石灰土层。

1.石灰稳定土强度形成机理

石灰稳定土的强度形成，主要是石灰与细粒土的相互作用的结果。石灰掺入土中加水拌和后，产生一系列的化学反应和物理化学作用，使土的性质发生根本的变化。在初期，主要表现在土的结团，塑性降低，最佳含水量增大和最大干密度减小等，后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。

这些作用主要有以下几种：

（1）离子交换作用。生石灰消解后生成的Ca（OH）2，含有Ca2＋和OH－离子。而土的胶体颗粒表面含有Na＋、H＋、K＋等金属离子。石灰掺入土中加水拌和后，随着Ca2＋浓度增大，根据质量作用定律，二价Ca2＋就能当量置换土料表面所吸附的一价金属离子。通过离子交换，土料被Ca2＋所裹覆，缩小土粒距离，并使土粒凝聚而增强了粘聚力；另一方面，土粒吸附Ca2＋的结合水膜的厚度比土粒吸附一价金属离子Na＋、K＋要薄，受外来水分的影响较小，因此提高了水稳性。由此可见，石灰的活性氧化钙含量越高，反应越强烈，稳定效果就好。

（2）碳酸化作用。碳酸化作用就是消石灰和CO2起化学反应生成碳酸钙，其化学反应式为

碳酸钙是坚硬的结晶体，它和其他生成的复杂盐类把土胶结起来，从而大大提高了土的强度和整体性。

（3）结晶作用。石灰土中深层的消石灰，由于CO2进入困难，很难发生碳酸化作用。因此，大部分消石灰吸收水分，由胶体状逐渐形成晶体。其化学反应式为

这种结晶体能够相互结合，并与土粒结合起来成为共晶体，把土粒胶结成整体。结晶作用完成的时间较长，所以是形成石灰土后期强度的重要因素。

（4）火山灰作用。土中的活性硅铝矿物在石灰的碱性激发下解离，在水的参与下与Ca（OH）2反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，这是一种水稳性良好的结合料，具有水硬性胶凝材料的性质。火山灰作用是石灰土获得强度和水稳定性的基本原因之一，但这种作用比较缓慢。

影响石灰土结构强度的主要因素有：土质、灰质（CaO＋MgO含量）、石灰剂量、含水量、压实度、环境条件（温度和湿度）、龄期等。现分述如下。

（1）土质。各种成因的各类土都可以用石灰来稳定，但生产实践说明，具有粘性的土较好，其稳定的效果显著，强度也高。但土质过粘时，不易粉碎和拌和，反而影响稳定效果，且易形成缩裂。粘性过小的土，难以碾压成型，稳定效果不显著。因此，塑性指数小于12的土不宜用石灰稳定，塑性指数大于15的粘性土更宜于水泥石灰综合稳定。硫酸盐类含量超过0.8%或有机质含量超过10%的土，不宜用石灰稳定。

（2）灰质。石灰质量应符合Ⅲ级以上，质量好的石灰，稳定效果好。如采用质量低（或存放时间过长）的石灰，为了满足石灰土的技术要求，就要适当增加石灰剂量。采用磨细的生石灰做石灰稳定土，其稳定效果优于消石灰稳定土。

（3）石灰剂量。石灰剂量是指石灰干重占干土重的百分率。石灰剂量对石灰土强度影响显著。石灰剂量较低时（小于3%～4%），石灰主要起稳定作用，使土的塑性、膨胀性、吸水量降低，具有一定的水稳性。随着石灰剂量的增加，石灰土的强度和稳定性提高，但当剂量超过一定范围，过多的石灰在空隙中以自由灰存在，将导致石灰土的强度下降。石灰土的最佳剂量随土质不同而异，土的分散度越高则最佳剂量越大。准确剂量应根据结构层的强度要求，进行混合料设计来确定。

（4）含水量。水是石灰土的重要组成部分。水促使石灰土发生一系列物理化学变化，形成强度；施工有水，便于土的粉碎拌和与压实，且有利于养生。石灰稳定土的含水量以达到最佳含水量为好。

（5）密实度。石灰稳定土的强度随密实度的增加而增长。实践证明，石灰土的密实度每增减1%，强度约增减4%。而且密实的灰土，其抗冻性、水稳性也好，缩裂现象也少。

（6）石灰土的龄期。石灰土强度具有随龄期增长的特点。一般石灰土初期强度低，前期（1～2个月）增长速率较后期为快，强度随龄期的增长大致符合指数规律。

（7）养生条件（温度和湿度）。高温和适当的湿度对石灰土强度的形成有利。这是因为温度高，物理化学反应强，硬化快，强度增长快；适当的湿度为Ca（OH）2结晶和火山灰作用提供了必要的结晶水。反之，温度低，强度增长慢，在负温条件下甚至不增长；湿度过大会影响新的生成物的胶凝结晶硬化，从而影响石灰土强度的形成，同样湿度过小，不能满足化学反应和结晶所需的水分而影响石灰土的强度。

2.施工前的准备

（1）原材料准备：

1）土。用于石灰稳定土的土有粘性土、级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣等，它们应符合下列技术要求：

①塑性指数。选择塑性指数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。对于不含粘性土或无塑性指数的级配砂砾、级配碎石和未筛分碎石，应添加15%左右的粘性土。塑性指数偏大的粘性土要加以粉碎，土块的最大尺寸应小于15mm。施工时可采用两次拌和法，第一次加部分石灰拌和后闷放1～2天，再加入其余石灰，进行第二次拌和。塑性指数小于12的亚砂土和砂土，难于碾压成型。塑性指数大于15的粘性土，更适宜于用石灰和水泥综合稳定。

②土的粒径和级配。石灰稳定土作底基层时，颗粒的最大粒径应不大于50mm，作基层时，颗粒的最大粒径应不大于40mm。石灰土集料混合料中，集料的含量应大于80%，应具有良好的级配。

③集料的压碎值。石灰稳定土中碎石或砾石的抗压碎能力应符合下列要求：用于一般公路的底基层，集料压碎值应小于40%；用于高速公路和一级公路的底基层、二级以下公路的基层，集料压碎值应小于35%；用于二级公路的基层，集料压碎值应小于30%。

④有害杂质。硫酸盐含量超过0.8%的土和有机质含量超过10%的土，不宜用石灰稳定。

2）石灰。石灰质量应符合Ⅲ级以上（包括Ⅲ级）的生石灰或消石灰的技术指标，要尽量缩短石灰的存放时间，以免石灰有效成分的降低。当石灰在野外堆放时间较长时，必须妥善覆盖保管，不应遭日晒雨淋。等外石灰、贝壳石灰、珊瑚石灰等，通过试验，只要石灰土混合料的强度符合要求，也可使用。对于高速公路和一级公路，宜采用磨细生石灰。

表8-4　石灰稳定土的强度标准　单位：MPa

注1.在低塑性土（塑性指数小于7）地区，石灰稳定砂砾土和碎石土的7d浸水抗压强度应大于0.5MPa。
2.低限用于塑性指数小于7的粘性土，高限用于塑性指数大于7的粘性土。

3）水。凡是人或牲畜的饮用水均可用于石灰稳定土的施工。遇有可疑水源时，应进行试验鉴定。

（2）混合料组成设计。石灰稳定土混合料组成设计的任务是：根据7d饱水抗压强度标准（见表8-4），通过试验选取最适宜于石灰稳定的土，确定必须的最佳石灰剂量和混合料的最佳含水量。必要时，还应考虑掺加料的比例。

混合料的设计步骤与水泥稳定土的相同，所不同的是在材料组成设计时，根据土质和层位的不同，按的石灰剂量进行配制（见表8-5）。

表8-5　石灰剂量参考值

有时候，能满足设计要求的石灰剂量不止一个，此时，应全面综合考虑材料费用、施工费用和拌和机具等条件来作最后决定。

对于石灰稳定不含粘性土的级配碎石、未筛分碎石和级配砂砾，应添加部分粘性土。此时，石灰土与碎石（砂砾）的重量比宜为1∶4。

3.石灰稳定土的施工

石灰稳定土路拌法施工的工艺流程与水泥稳定土施工的工艺流程基本相同（见图8-5）。

图8-5　石灰稳定土的工艺流程

（1）备料。备料包括备土、备灰和计算材料用量。

备土要求与水泥稳定土基本相同。

石灰宜选在公路两侧宽敞而临近水源，且地势较高的场地集中堆放，预计堆放时间较长时，应用土、塑料布或其他材料覆盖封存。石灰堆放在集中拌和场地时，宜搭雨棚保护。生石灰应在使用前7～10d充分消解，以免使用后，未消解的石灰吸水后继续消解，引起局部胀松鼓包，影响稳定土层的强度和平整度。每吨生石灰消解需用水量约为500～800kg。消解后的石灰应保持一定的湿度（含水量约30%），以免过于飞扬。工地上消解石灰的方法有花管射水消解法和坑槽注水消解法。

使用前，应筛除粒径1mm以上的未消解的生石灰及石灰石块。

运输集料前，应先计算材料的数量。其方法通常是先根据各路段石灰稳定土层的厚度、宽度及预定的干密度，计算各路段需要的干集料数量，然后根据集料的含水量和运料车的吨位，计算每车料的堆放间距。集料装车时，应控制每车的数量基本相同。

每平方米石灰稳定土中石灰用量，由石灰稳定土层的厚度和预定的干密度及石灰剂量计算而得，并计算每车石灰的摊铺面积。如果使用袋装生石灰粉，则要计算每袋石灰的摊铺面积。然后计算每车石灰的卸料位置，或每袋石灰的纵横间距。

配料准确十分重要，若灰剂量不足，在重交通路段或水文地质不良路段，会因混合料强度不足而导致基层破坏。因此，现规范规定，石灰稳定土路拌法施工时的石灰剂量，应比室内试验确定的剂量增加1%。

表8-6　混和料松铺系数参考表

（2）摊铺集料和石灰。按前述计算材料用量及事先通过试验段确定的集料的松铺系数摊铺集料和石灰。人工摊铺混合料时，其松铺系数可参考表8-6中的值。

摊铺集料应在摊铺石灰的前一天进行，摊铺长度以日进度的需要量为度。但在不能封闭交通的路段及雨季施工，宜当天摊铺集料、石灰，当天拌和、碾压成型。

摊铺机械常用平地机或其他合适的机具，集料应均匀地摊铺在预定的宽度上，表面力求平整，并有规定的路拱。摊铺过程中，应拣除超尺寸颗粒、土块及杂物。当土块较多时，应进行粉碎。集料摊铺后，要检验材料层的松铺厚度：

松铺厚度＝压实厚度×松铺系数

如不符合要求，应作适当减料或补料工作。

如摊铺的土含水量过小，应洒水闷料，使土的含水量接近最佳含水量。通常细粒土宜闷一夜；中粒土和粗粒土，视细土含量的多少，可缩短闷料时间。

对于人工摊铺的集料层，为使石灰能摊铺均匀，应先用6～8t两轮压路机轻压1～2遍，使其表面平整。

然后，按计算的石灰用量将石灰运到集料层上，卸料位置应事先做好标记或由专人负责。接着用刮板将石灰均匀地摊开。石灰摊铺后表面应没有空白位置，并测量石灰的松铺厚度，根据石灰的含水量和松密度，校核石灰用量是否合适。

（3）接缝和“调头”处的处理。石灰稳定土的接缝处理采用对接形式，即在前一段拌和后，留下5～8m不作碾压，后一段施工时，将前段留下来未压部分与新铺的混合料一起再进行拌和，压实即可。

当拌和机械及其他施工机械必须在已压成的石灰稳定土层上“调头”时，可在“调头”处覆盖一层10cm厚的砂或砂砾，保护“调头”部分的石灰稳定土表层不受破坏。结束后，将砂（或砂砾）除去。

其余施工工序与水泥稳定土施工的工序相同。

4.石灰土的主要质量问题及处理措施

石灰土施工中出现的主要质量问题是缩裂，它包括干缩和温缩。因此，石灰土基层易在冬季发生开裂。土的塑性指数愈大或石灰剂量愈高，出现的裂缝愈多愈宽。当其上铺筑的沥青面层较薄时，易形成反射裂缝，使雨水通过裂缝渗入土基，使土基软化，造成路面强度大为降低，严重影响路面的使用性能。为了提高石灰土基层的抗裂性能，减少裂缝，应从材料的配合比设计和施工两方面采取措施。这些措施归纳起来有以下几条：

（1）控制压实含水量，石灰土因含水量过多产生的干缩裂缝显著，因而压实时含水量一定不要大于最佳含水量，通常以小于最佳含水量1%～2%为好。

（2）严格控制压实标准。实践证明，压实度小时产生的干缩要比压实度大时严重。

（3）温缩的最不利季节是温度在0～10℃时。因此施工要在当地气温进入0℃前一个月结束，以防在不利季节产生严重温缩。

（4）干缩的最不利情况是在石灰土成型初期。因此要重视初期养护，保证石灰土表面处于潮湿状态，严禁干晒。

（5）石灰土施工结束后及早铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大的变化，以减轻干缩裂缝。

（6）在石灰土中掺加集料（如砂砾、碎石等），集料含量使混合料满足最佳组成要求，一般为70%左右。这不但可提高基层的强度和稳定性，而且使基层的抗裂性有较大的改善。

（7）在石灰土基层上铺筑厚度大于15cm的碎石过渡层或设置沥青碎石（或沥青贯入式）联结层，可减轻或防止反射裂缝的出现。

（三）石灰工业废渣基垫层

一定数量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣与其他集料相配合，加入适量的水（通常为最佳含水量），经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为石灰工业废渣稳定土。

石灰工业废渣可分为两大类，一类是石灰粉煤灰类（石灰和粉煤灰简称二灰），可分为二灰土、二灰砂砾、二灰碎石、二灰矿渣。其中砂砾、碎石、矿渣和煤矸石等同中粒土或粗粒土，统称为集料。另一类是石灰煤渣等废渣类。

工业废渣，特别是粉煤灰和煤渣中，含有较多的氧化硅、氧化钙、氧化铝等活性物质。用石灰稳定工业废渣，石灰的作用一方面是作为胶结材料，另一方面是作为激发剂，使废渣中的活性物质在Ca（OH）2溶液中产生火山灰反应，生成具有胶凝作用的水化硅酸钙和水化铝酸钙，将颗粒材料胶结在一起。并随水化产物的不断产生而结晶硬化，具有水硬性。因此，用二灰稳定砂性土等低塑性土的效果要比石灰好得多。由于混合料中火山灰反应相当缓慢，使得石灰工业废渣的早期强度低，但随着龄期的增长幅度大。温度较高时，强度增长也较快。在二灰土中加入早强的化学添加剂或少量水泥可提高其早期强度。

石灰工业废渣，特别是石灰粉煤灰类材料，具有良好的力学性能、板体性、水稳性和一定的抗冻性。其抗冻性比石灰土高很多。抗裂性能比石灰稳定土和水泥稳定土都好。因而适用于各级公路的基层与底基层，但二灰土不应作高级沥青路面的基层。在高速公路和一级公路上的水泥混凝土面板下，二灰土也不应作基层。

1.施工准备

（1）原材料。石灰的质量要求同石灰稳定土中石灰的要求。

粉煤灰中活性成分SiO2、Al2O3和Fe2O3的总量应大于70%。粉煤灰中CaO的含量一般在2%～6%，这种粉煤灰称为硅铝粉煤灰。粉煤灰的烧失量不应超过20%。细度：比表面积应大于2500cm2/g。干粉煤灰和湿粉煤灰都可使用。干粉煤灰堆放时，表面应洒水以防飞扬。湿粉煤灰的含水量应小于35%。

煤渣主要成分是SiO2和Al2O3。要求松干密度为700～1100kg/m3，煤渣最大粒径不大于30mm，颗粒组成宜有一定的级配，且不含杂质。

细粒土的塑性指数宜为12～20，且土块的最大尺寸应小于15mm。中粒土和粗粒土应少含或不含有塑性指数的土。

集料的最大粒径和级配符合相关技术规范，压碎值（包括碎石和砾石）：二级及二级以下公路不大于35%，底基层时可放宽至40%，高速公路和一级公路不大于30%。

有机质含量超过10%的细粒土不宜选用。

表8-7　二灰混合料的强度标准　单位：MPa

凡是人或牲畜可饮用的水，均可使用。

（2）混合料组成设计。石灰工业废渣混合料的组成设计是依据混合料的强度标准（见表8-7），通过试验选取最适宜于稳定的土；确定石灰与粉煤灰或者石灰与煤渣的比例；确定石灰粉煤灰或石灰煤渣与土（包括各种集料）的重量比；确定混合料的最佳含水量。

混合料组成设计的步骤与石灰稳定土完全相同，每种土样制备4～5个不同的配比，通常可参照表8-8选用。当二灰混合料的7d浸水抗压强度小于规定值时，可外加1%～2%的水泥，以提高混合料的强度。

二灰集料的组成设计，可先对二灰进行组成设计，确定二灰的配比后，再在二灰中掺入一定比例的集料（见表8-8）。

2.石灰工业废渣层的施工

表8-8　石灰工业废渣混合料参考配比　　单位：%，重量比

石灰工业废渣路拌法施工工艺流程如图8-6所示。石灰工业废渣基层的施工与石灰稳定土基层的施工基本相同，下面介绍其不同的地方及注意事项。

图8-6　石灰工业废渣路拌法施工工艺流程图

（1）备料。经过试验，将质量合格的粉煤灰运到路上、路旁或厂内场地后，通常露天堆放，因此必须使粉煤灰含有足够的水分（含水量15%～20%），以防飞扬。尤其在干燥和多风季节，必须使料场表面湿润。使用时，部分结块的粉煤灰应予打碎。

粉煤灰运到集中拌和厂场地上堆放时，宜搭雨棚保护，避免雨淋后过分潮湿。

备土、备石灰及计算材料用量同石灰稳定土的要求。

（2）运输和摊铺集料。根据计算的材料用量装运集料，要求每车料的数量基本相等。卸料时，应在堆料的下承层上先洒水使其湿润。卸料的位置（通常是在路面中间或上侧）应作好标记或由专人负责，料堆不要连成连续的“土埂”。

运料的顺序：采用二灰混合料时，先运粉煤灰；采用二灰土时，先运土，然后运粉煤灰，最后运石灰；采用二灰集料时，先运集料。

按事先通过试验确定的各种材料及混合料的松铺系数摊铺集料（见表8-9）。采用机械拌和时，应采用层铺法，即将先运到路上的材料摊铺均匀后，用二轮压路机轻压1～2遍，然后往路上运送第二种材料，将第二种材料摊铺均匀，同样用二轮压路机轻压1～2遍，再运送摊铺第三种材料。这样使各种材料分布比较均匀，从而保证混合料的配比。

摊铺机具应将材料均匀地摊铺在预定的宽度上，表面力求整齐，并具有规定的路拱。摊铺时集料表面应较湿润，如过干，应先洒少量水。

（3）接缝与“调头”处的处理。接缝与“调头”处的处理基本与前述方法相同。

（4）养生。石灰工业废渣层应在碾压完成后的第二天或第三天开始养生。养生时间一般为7d。养生方法，常用洒水养生法，也可用沥青乳液和沥青下封层进行养生。

表8-9　石灰工业废渣混合料松铺系数

养生时应注意，要保湿，表层不得干燥。养生期间，除洒水车外，应封闭交通。

养生期一结束，应立即喷洒透层沥青或做下封层，并在5～10d内铺筑沥青面层。在喷洒透层沥青后，再撒布3～8mm或5～10mm的小石或小砾石，小碎石约撒布60%的面积（不完全覆盖，但均匀覆盖60%的面积，露黑）。如为水泥混凝土面层，也不应让基层长期曝晒开裂。

3.中心站集中厂拌法施工

石灰工业废渣基层集中厂拌法施工的方法和要求与石灰稳定土基层集中厂拌法相同。