一、引言
我国早期修建的大量石灰稳定土基层公路已接近或超过设计使用寿命,正面临大规模改扩建。传统的翻修方式将废旧石灰稳定土(WLS)挖除后废弃堆存,不仅占用土地资源,还造成环境污染。与此同时,公路改扩建工程对路基填料的需求持续增长,天然填料日益紧缺。
将废旧石灰稳定土重新稳定后用作路基填料(Lime Re-stabilized Waste Lime Soil, LRWLS),是一条“变废为宝”的技术路径。废旧石灰稳定土中仍含有一定量的残余活性石灰,具备重新稳定的化学基础。本文基于312国道镇江句容段改扩建工程,系统研究LRWLS的配合比设计、性能演化规律与增强机理。
二、废旧石灰稳定土的基本特性
工程取样检测表明,废旧石灰稳定土中残留有部分未破碎的大尺寸石灰结核,这些结核会恶化LRWLS的颗粒级配,在再生利用前应予剔除。剔除石灰结核后,WLS的级配较为理想,其残余活性氧化钙含量为0.8%~1.5%。这一残余活性虽不足以单独提供足够的胶凝强度,但为新掺石灰的进一步反应提供了有利的化学环境。
三、再生稳定土的力学性能
击实特性:随着新掺石灰剂量的增加,LRWLS的最大干密度呈线性降低,最佳含水率相应提高。
强度特性:LRWLS的无侧限抗压强度和劈裂强度随石灰掺量的增加呈先快速上升后逐渐下降的趋势。当新掺石灰剂量为2%时,UCS和TS分别可提高到废旧料的约3倍。石灰掺量的增加显著提高了LRWLS的内摩擦角,但对黏聚力的影响有限。同时,LRWLS的膨胀率随石灰掺量增加而显著降低,CBR值大幅提升,但增长率随石灰掺量增加而逐渐减缓。
微观机理:SEM观察表明,在养护早期LRWLS已出现明显的团聚现象;随着养护龄期延长,碳酸盐凝胶填充孔隙,形成致密的网络结构。这一微观结构的演化是LRWLS性能提升的根本原因。
四、工程应用可靠性
现场验证表明,LRWLS在实际路基应用中的压实度、弯沉值和长期可靠性均表现良好。LRWLS的再生利用不仅解决了废旧料的处置难题,还减少了新石灰的消耗和运输碳排放,具有显著的环境效益。
五、结语
废旧石灰稳定土含有0.8%~1.5%的残余活性氧化钙,具备重新稳定的化学基础。2%新掺石灰剂量可使LRWLS的强度提升至废旧料的约3倍,满足路基填料的技术要求。该技术为公路改扩建工程中废旧石灰稳定土的大规模资源化利用提供了可行方案。