道路石灰对土壤的稳定化处理，并非简单的物理混合，而是一系列复杂的物理化学反应过程，这些过程从根本上重塑了土壤的微观结构和宏观工程性质。深入理解这些改性机理，对于优化配合比设计、指导施工实践具有至关重要的意义。

首先，从物理改良的层面看，其核心在于改变土壤的颗粒间相互作用力。对于高塑性的粘土而言，其颗粒表面通常带有负电荷，会吸附极性水分子和阳离子（如Na⁺、K⁺），形成一层较厚的结合水膜。这层水膜在土颗粒之间起到了润滑作用，使得颗粒在受力时易于相对滑移，宏观上表现为高塑性、高粘性和低强度。当石灰掺入后，石灰消解生成的钙离子（Ca²⁺）因其带有的二价正电荷，具有比一价离子强得多的吸附能力。

它们会迅速置换出土颗粒表面吸附的一价阳离子，这种现象被称为“离子交换”。离子交换的结果是，土颗粒表面的双电层被压缩，结合水膜变薄，颗粒间的斥力减小，引力增大。这使得原本分散的、片状的粘土颗粒相互靠拢，凝聚成较大的、团粒状的“絮凝结构”。这一变化立即反映在土的物理指标上：土的塑性指数显著降低，液限和塑限发生变化，土壤从粘稠、难以施工的状态转变为更易于粉碎、更疏松、更具“砂性”的状态，这一过程常被称为“砂化”。这种物理改良几乎是瞬时发生的，它为后续的碾压压实创造了极为有利的条件。

然而，物理改良的效果并非一劳永逸，它可能因水分的浸入或离子的再次交换而发生部分逆转。真正赋予石灰土长期强度和稳定性的，是紧随其后的化学改良过程，其核心是“火山灰反应”。当石灰将土壤环境的pH值提高至12.4以上时，形成了一个强碱性环境。在此条件下，粘土矿物中的硅（Si）和铝（Al）的氧化物开始从稳定的晶格中被溶解出来，形成活性的硅酸和铝酸离子。这些活性的离子与溶液中的钙离子（Ca²⁺）发生化学反应，生成不溶于水的、具有胶凝性质的化合物——水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（C-A-H）。这些反应产物与水泥水化的产物类似，它们以纤维状、网状或凝胶体的形式沉淀在土颗粒的接触点周围和孔隙之中。

这一过程可以从微观和宏观两个维度来理解其强化效应。在微观上，新生成的胶凝物质如同在土颗粒之间架设了无数座“纳米桥梁”，将它们牢固地粘结在一起，极大地增强了颗粒间的联结力。在宏观上，这些胶凝物质不断填充土壤原有的孔隙，使土体的结构从原先的松散絮凝状，逐渐转变为更加密实的、整体化的空间网格结构。这个结构的形成是一个渐进的过程，其强度随着时间（养生期）的延长而持续增长。因此，石灰土的强度由两部分构成：初期由离子交换和絮凝结构形成的“初始强度”，以及后期由火山灰反应形成的、不断增长的“长期强度”。后者是石灰土作为道路基层材料能够承受重覆交通荷载和环境影响（干湿、冻融）的根本原因。

综上所述，道路石灰对土壤的改性是一个由表及里、由瞬时到长期的复合过程。物理改良（离子交换与絮凝）为化学改良（火山灰反应）提供了良好的初始结构和反应基础，而化学改良则巩固和深化了物理改良的成果，并赋予了材料持久的工程性能。认识到这两种机理的时序性和协同性，是科学应用道路石灰技术的关键。