任何技术都有其适用的边界,道路石灰技术也不例外。在充分肯定其巨大价值的同时,我们必须清醒地认识到其固有的局限性和在实际应用中可能遇到的问题。系统分析这些局限性并制定有效的应对策略,是确保工程成功、规避技术风险的必要前提。

- 对土质依赖性强及其应对:
石灰稳定并非对所有土类都有效。其效果在富含活性硅铝矿物的粘土、粉质粘土中最为显著。而对于缺乏这些活性成分的土,如纯净的砂、砾石或有机质含量高的土,石灰的稳定效果将大打折扣。对于砂砾土,石灰无法提供有效的胶结;对于有机质土,有机酸会与石灰发生反应,消耗其有效成分,并干扰正常的火山灰反应。
应对策略:
土质勘察与试验先行: 在决定采用石灰稳定前,必须进行详细的土工试验,包括土的颗粒分析、塑性指数、有机质含量、pH值以及矿物成分分析。通过试验确定该土质是否适用于石灰稳定。
采用复合稳定技术: 对于活性较低的粉土或砂土,可采用石灰-粉煤灰(二灰)稳定。粉煤灰提供了额外的活性硅铝来源,与石灰协同作用,能有效稳定这类土质。对于有机质土,若有机质含量未超过临界值,可尝试通过增加石灰剂量来中和有机酸,但需进行试验验证。
- 硫酸盐侵蚀危害及其应对:
如前所述,当土体或地下水中含有可溶性硫酸盐时,石灰稳定土有发生膨胀破坏的巨大风险。这种破坏具有延迟性,难以在施工初期发现,且一旦发生,修复极其困难且成本高昂。
应对策略:
强制性硫酸盐检测: 必须将硫酸盐含量检测列为地勘的强制性项目。明确土壤和地下水中的硫酸根离子(SO₄²⁻)浓度。
设定风险阈值与放弃标准: 根据规范,当硫酸盐含量超过一定阈值(如0.3%或0.5%以SO₄²⁻计)时,应禁止使用石灰稳定,转而考虑换填、使用低钙石灰(如氧化镁石灰)或采用其他地基处理方法。

使用添加剂抑制: 研究表明,掺入适量的工业副产品如粉煤灰或矿渣,可以改变水化产物的类型,生成更稳定的单硫型硫铝酸钙而非钙矾石,从而在一定程度上抑制膨胀。但这需要大量的试验研究作为支撑。
- 施工要求高与质量控制难及其应对:
石灰稳定土的施工工序繁多,包括布灰、拌和、含水量控制、压实和养生等,每一个环节的疏漏都可能导致最终产品的失败。拌和不均匀会造成强度不均;压实度不足直接影响强度和抗渗性;而养生不到位则会严重影响后期强度的形成。
应对策略:
推行厂拌法: 对于高等级公路,应优先采用厂拌法。厂拌生产能够精确控制石灰剂量和含水量,并确保拌和的均匀性,从源头上保证混合料的质量。
过程精细化控制: 在路拌施工中,应采用网格法精确布灰,使用高性能的拌和机进行多遍拌和,直至颜色均匀一致。采用核子密度仪等现代检测设备实时监控压实度和含水量。
强化养生环节: 将养生作为一道关键工序来管理。制定严格的养生方案,确保在规定的养生期内(通常7天)保持稳定土层表面始终湿润,或采用透层油、土工布覆盖等有效的保湿措施。
- 环境与健康影响及其应对:
石灰,特别是生石灰(氧化钙),属于强碱性物质。在运输、储存和施工过程中,石灰粉尘会对操作人员的呼吸系统和眼睛造成刺激,污染周边环境。石灰消解时释放的大量热量也存在安全风险。
应对策略:
做好个人防护(PPE): 要求所有接触石灰的人员必须佩戴防尘口罩、防护眼镜、手套和长袖工装。
优化材料形态: 优先考虑使用袋装消石灰(氢氧化钙),其粉尘和灼伤风险低于生石灰。若使用生石灰,应尽量选择熟化率高的产品。
文明施工管理: 石灰堆放区域应覆盖,拌和作业时可适当洒水抑尘,减少对周边居民和环境的影响。
综上所述,面对道路石灰技术的局限性,我们并非束手无策。通过科学的勘察、严谨的设计、精细的施工和严格的管理,完全可以将这些风险控制在可接受的范围内,使其继续安全、高效地为道路建设事业服务。