摘要: 道路石灰(主要成分为氧化钙或氢氧化钙)作为一种经济高效的土壤稳定剂,在道路基层和底基层处理中发挥着不可替代的作用。本文旨在探讨石灰稳定土壤的化学与物理机理,并阐述其在提升道路工程性能方面的核心价值。

关键词: 道路石灰;土壤稳定;离子交换;火山灰反应;工程性能

正文:
在道路工程建设中,经常会遇到高塑性粘土、膨胀土等不良土质。这些土壤含水量敏感,强度低,变形大,直接用作路基将严重影响道路质量与寿命。道路石灰的引入,从根本上改变了这些不良土质的工程特性。
其稳定机理主要包含两个层面:
化学改良: 石灰(CaO)遇水发生消解反应,生成氢氧化钙(Ca(OH)₂),释放大量热量。此过程迅速降低了土壤的天然含水量,并提高了土壤的pH值。在高碱环境下,土壤中的硅、铝矿物被溶解,与石灰中的钙离子发生火山灰反应,生成具有胶凝性的水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H)。这些凝胶物质如同“土壤水泥”,将土颗粒牢固地粘结在一起,形成稳定的空间网状结构。

物理改良: 石灰中的钙离子(Ca²⁺)通过离子交换作用,置换出粘土颗粒表面吸附的钠离子(Na⁺)或钾离子(K⁺)。这使得原本因同号电荷排斥而分散的片状粘土颗粒相互凝聚、絮凝,从而显著降低了土壤的塑性和膨胀性,增加了土体的内聚力和整体稳定性。

通过上述复合作用,经石灰稳定后的土壤实现了“四大提升”:强度提升、刚度提升、水稳性提升、耐久性提升。这不仅为沥青面层提供了一个坚实、不变形的支承平台,更有效减少了因基层破坏导致的道路病害,如车辙、裂缝和坑槽,是实现“强基薄面”现代道路设计理念的关键技术之一。
