一、引言
随着我国公路网进入大规模养护改造期,旧路拆除产生的废旧石灰土数量急剧增加。废旧石灰土的处理成为困扰工程界的现实问题:外运弃方占用土地、增加运输碳排放;换填优质填料则消耗矿山资源、抬高工程造价。废旧石灰土中仍含有一定量的残余活性氧化钙,这一“沉睡”的化学活性为再稳定利用提供了物质基础。
石灰再稳定废旧石灰土技术(LRWLS)的核心思路是:将拆除的废旧石灰土破碎、筛分、去除大粒径钙质结核后,补充少量新石灰进行二次稳定,使其重新满足路基填料性能要求。这一技术不仅能解决废旧石灰土的处置难题,还能减少石灰消耗、避免运输转移、降低碳排放,实现旧路改造工程的绿色化。

二、废旧石灰土的残余活性特征
废旧石灰土的工程性能首先取决于其残余活性氧化钙含量。对国道312句容段改造工程中拆除的废旧石灰土进行检测发现,其残余活性氧化钙含量在0.8%至1.5%之间。这一残余活性虽然不足以使废旧石灰土直接满足路基填料要求,但意味着其仍具备与新增石灰发生二次反应的潜力。
废旧石灰土的级配特征同样关键。拆除后的废旧石灰土中常含有部分未破碎的大粒径钙质结核,这些结核会恶化再生混合料的颗粒级配,需在回收前筛除。去除钙质结核后的废旧石灰土级配良好,可作为再稳定的基础材料。

废旧石灰土的压实特性也值得关注。随着新增石灰剂量的增加,再生混合料的最大干密度呈线性下降趋势,而最佳含水量则相应增大。这一规律与普通石灰土一致,反映了石灰掺入后颗粒凝聚、比表面积增大的物理效应。
三、石灰再稳定的性能提升机理
石灰再稳定废旧石灰土的性能提升通过多重化学机制实现。新增石灰首先通过离子交换作用,Ca²⁺置换黏土颗粒表面的交换性阳离子,减薄双电层,促使颗粒凝聚。扫描电镜观察表明,再生混合料在早期养护阶段即表现出明显的团聚特征。
火山灰反应和碳酸化反应在中长期持续贡献强度增长。随着养护时间的延长,碳酸盐凝胶填充孔隙,形成致密的网络结构。这种致密结构是再生混合料力学性能提升的微观基础。
力学性能的提升幅度显著。试验数据表明,仅新增2%石灰,LRWLS的无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度即可提升至废旧石灰土的约3倍。石灰剂量的增加显著提升了内摩擦角,但对黏聚力的影响相对有限;膨胀率随石灰剂量的增加而显著降低,CBR值则明显提高。
四、工程验证与长期可靠性
国道312句容段改造工程的现场验证为石灰再稳定技术提供了实践支撑。现场压实的LRWLS(新增石灰剂量2%)在压实度和弯沉值方面均满足工程路基的设计性能要求。虽然现场芯样的无侧限抗压强度增长率慢于室内养护样品,但其浸水后的软化系数相对较高,表明现场施工的再生路基具有更好的水稳性。
长期可靠性方面,LRWLS在干湿循环和冻融循环下的损伤演化可用双指数损伤模型表征,且干湿循环比冻融循环更容易导致承载力损失。这一发现提示,在多雨地区的再生石灰土路基设计中,排水和隔水措施的重要性不亚于强度指标本身。
五、结语
石灰再稳定废旧石灰土技术为旧路改造工程提供了一条“变废为宝”的技术路径。废旧石灰土中残余的0.8%至1.5%活性氧化钙是二次稳定的化学基础,新增少量石灰即可实现性能的显著跃升。国道312句容段工程的实践表明,该技术在压实度和弯沉值方面均满足设计要求,干湿循环和冻融循环下的耐久性也具备可预测性。在公路养护改造规模持续扩大的背景下,石灰再稳定废旧石灰土技术兼具经济效益与环境效益,值得在适宜条件下推广应用。