天津市天和市政建设工程有限公司 天津 300074
摘要：无机结合料稳定土具有较高的强度和水稳性，并有一定程度的抗冻性，整体性强。在经级配改良或未改善的粘土类、亚粘土类、亚砂土类、粉土类中掺入各类稳定材料称为无机结合料稳定土。与砂石材料相比，稳定土路面具有一定的抗拉强度和良好的稳定性，但耐磨性差，一般不用作面层。
关键词：石灰稳定土；强度；原理
石灰稳定土因为取材广泛，施工成本低廉，因此在道路施工中应用广泛，含灰量低于5%时一般为改良土质，增强土质CBR强度，以满足规范对填料的要求，大于10%时，一般是利用石灰稳定土的强度、稳定性、整体性、刚性等来做低等级道路的基层或高等级道路的底基层。
1.石灰稳定土的组成
1.1土质
土的矿物成分对无机结合料稳定土性质具有重要影响。试验表明，除有机质或硫酸盐含量高的士以外，各类砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用无机结合料稳定。一般规定本变化，且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前题下，取尽可能选低剂量、低成本的稳定材料。
1.2石灰
各种化学组成的石灰均可用于稳定土。在剂量不大的情况下，钙质石灰比镁质石灰稳定土的初期强度高。镁质石灰稳定土在剂量较大时后期强度优于钙质石灰稳定土。石灰的最佳剂量，对粘性土和粉性土为占千土重的8％～16％，对秒性土为10％～18％。
1.3含水量
水分是稳定土的一个重要组成部分。水分以满足稳定土形成强度的需要，同时使稳定土在压实时具有一定的塑性，以达到所需要的压实度。水分还可使稳定土在养生时具有一定的湿度。
2.石灰土强度形成原理
在土中掺入适量的石灰，并在最佳含水量下拌匀压实，使石灰与土发生一系列的物理、化学作用而逐渐形成强度。石灰与土之间产生的化学与物理化学作用可分为四个方面：离子交换作用；结晶作用；碳酸化作用；火山灰作用。
2.1离子交换作用
在石灰土中，由于水的作用使部分熟石灰离解成Ca++和(OH)-离子，溶液呈现出弱碱性，随着Ca++浓度增大，灰土中土粒表面原来吸的Na++、K+等一价离子被石灰中的二价Ca++离子替换。原来的钠(钾)土成了钙土，减少了土粒表面吸附水膜的原度，使土粒相互之间更为接近，随着分子引力增加，许多单个土粒结成小团粒，组成一个稳定的结构。它在初期发展迅速，使土的塑性降低、最佳含水量增加和最大密实度减小。
2.2结晶作用
熟石灰掺入土中，由于水分较少，只有少部分离解，一部分Ca(OH)2进行化学作用，绝大部分饱和Ca(OH)2在灰土中自行结晶，其化学反应式如下：
Ca (OH)2+nH2O Ca(OH)2 nH2O
由于结晶作用，把土粒胶结成整体，使石灰土的整体性得到提高。
2.3碳酸化作用
灰土中的Ca(OH)2与空气中的CO2作用，生成CaCO3结晶，其化学反应式如下
Ca (OH)2+CO2 CaCO3+H20
CaCO3是坚硬的结晶体，它和其它生成复杂的盐类把土粒胶结起米，从而大大地提高了土的强度和整体性。结晶作用与碳酸化作用使石灰土后期板体性、强度和稳定性得到提高。
2.4火山灰作用
石灰中的Ca(OH)2与土中活性SiO2和活性Al2O3起化学反应，生成含水的硅酸钙和含水铝酸钙，它们在水分作用下能够逐渐结硬，其反应式为
xCa (OH)2+ Si02+(N-1)H2 xCa0Si02•nH20
xCa(OH)2+Al2O3+(n-1)H20 xCaO•Al2O3•nH20
火山灰反应是在不断吸收水分的情况下逐渐发生的，因而具有水硬性，是构成石灰土早期强度的主要原因。
3.影响石灰土强度的因素
无机结合料稳定土强度形成的因素，包括内因与外因两个方面：属于内因的有土质、石灰的质量和剂量、含水量与压实效果等；属于外因的有石灰土的龄期、养生条件(温度与湿度)等因素。
3.1土质
一般粘土颗粒的活性强，比表面积大，表面能量也较大，掺入石灰等活性稳定材料后，所形成的离子交换、结晶作用、碳酸化作用和火山灰作用都比较活跃，故石灰土强度随土的塑性指数增加而增大。粉质粘土的稳定效果最好。故规范规定一般采用塑性指数为10~20的土采用石灰进行改良。
3.2石灰的质量和剂量
石灰的等级愈高、细度愈大时稳定效果愈好。当石灰质量低于Ⅲ级标准时，石灰中的有效成分降低，石灰土强度会明显降低，不宜采用。石灰剂量对石灰土强度的影响较为显著。剂量较低时(小于3％～4％)，石灰主要起稳定的作用，即减少土的塑性、膨胀、吸水量，使土的密实度、强度得到稳定。在一定剂量范围内，石灰主要是起加固作用。
3.3含水量
在施工期间，土中水分起润滑作用，可保证土团得到最大限度的粉碎和均匀的拌和，并在最小压实功能的情况下达到最佳密实度。石灰土在养生时也需要大量水，此时的水分主要是帮助石灰土的化学反应。
3.4压实效果
石灰土强度随土的压实效果的增加面增长。一般密实度每增减1％，强度约增减4％左右。密实的灰土，其抗冻性、水稳性很好，缩裂现象也少。使石灰土达到要求的密实度是保石灰土强度的关健。
3.5石灰土的龄期
石灰土的强度随时间而增长、一般初期强度低，前期(1-2个月)增长速率较后期快，半年强度约为1个月强度的一倍以上，随时间增长强度渐趋稳定。因石灰与土相互作用缓慢，施工应在冰冻前一定时间进行。相应的规范中也规定了石灰土的施工时间。
3.6养生条件(温度与湿度)
石灰土养生条件不同，其强度也有差异。当气温高时，物理化学作用大，强度增长快。气温低时强度增长缓慢，在负温度下强度不增长。养生时的湿度对强度也有很大影响，在潮湿条件下养生比在一般空气中养生强度高。
4.结束语
在道路工程中，作为半刚性材料的石灰稳定土被广泛应用，但是在石灰稳定材料养护成型过程中受到扰动，即养护期间未封闭交通，有车辆通行，则造成表面破坏，影响了石灰稳定材料的强度增长，则对后期强度影响较大，因此施工中应做好养护管理工作。