淺談公路穩(wěn)定土基層技術(shù)研究

牟衛(wèi)東

摘要：公路建設(shè)越來越受到國家重視，本文在分析我國路面技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上，對于基層穩(wěn)定方法進(jìn)行綜述分析歸納。

關(guān)鍵詞：道路 路面基層 底基層 穩(wěn)定土

1 路面技術(shù)發(fā)展

公路(道路)作為交通運(yùn)輸?shù)囊环N主要形式，作為一種重要的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著改革開放以來高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了越來越大的影響，因此公路建設(shè)越來越受到國家的重視[1]。從總體上講，公路是由路基和路面兩大部分組成。路基是在地面上按路線的平面位置和縱坡要求開挖或堆填成一定斷面形狀的土質(zhì)或石質(zhì)結(jié)構(gòu)物，它是道路這一線形建筑物的主體，又是路面的基礎(chǔ)。路基承受路面?zhèn)鬟f下來的荷載和路面的自重，為路面上行駛的各種車輛提供強(qiáng)有力的支撐。路面是由各種不同的材料，按一定厚度與寬度分層鋪筑在路基頂面上的結(jié)構(gòu)物，以供汽車直接在其表面上行駛。路面承受由輪胎傳來的各種各樣的汽車荷載，將其傳遞并分散到更大范圍的路基上，使路基上產(chǎn)生的應(yīng)力不至于超過路基材料的極限強(qiáng)度，而造成路基的損壞。故路面結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。路面同時(shí)提供恰當(dāng)?shù)钠秸群痛植诙?，以保證車輛安全而舒適的行駛。路面也應(yīng)具有一定的抗?jié)B能力，為路基提供足夠的保護(hù)，以防止路基濕陷、成泥和灰塵。另外由于路面結(jié)構(gòu)暴露在自然環(huán)境中，受到荷載和自然因素的長期作用下，路面結(jié)構(gòu)的性能也在不斷變化。因而，路面結(jié)構(gòu)還應(yīng)該具備高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、足夠的氣候穩(wěn)定性、經(jīng)久耐用[2]。

2 穩(wěn)定類型歸納分析

土壤穩(wěn)定可以分為兩大類:物理穩(wěn)定和物理化學(xué)穩(wěn)定.在進(jìn)行下面的闡述前，有一點(diǎn)必須加以說明。這里的土采用工程地質(zhì)學(xué)和土力學(xué)中所稱的土。它既可能是細(xì)顆粒的材料，同時(shí)也可能是礫石、砂、粉土和粘粒的混合物，即粗顆粒的混合物。準(zhǔn)確地說，本文所指的土是有小于60毫米的材料組成的。在最佳含水量下，對土壤進(jìn)行壓實(shí)，使其具有一定的強(qiáng)度。壓實(shí)的目的在于，通過一定壓實(shí)功的作用，使土粒及土團(tuán)粒相互靠緊，從而土體的空隙率減小、密實(shí)度增大、透水性及毛細(xì)吸水性降低、強(qiáng)度與穩(wěn)定性相應(yīng)得到提高。目前大量使用的都是物理化學(xué)的穩(wěn)定方法。這種方法實(shí)質(zhì)上就是在土壤中使用化學(xué)結(jié)合料，并經(jīng)過一定的機(jī)械力壓實(shí)作用后，通過結(jié)合料之間、結(jié)合料同土顆粒之間的反應(yīng)生成一定的膠結(jié)物，使土顆粒之間形成比較高的粘結(jié)力，同時(shí)改變土的塑性、凍敏性、水敏性，最后生成一種符合工程需要的新型建筑材料。這一類穩(wěn)定方法，根據(jù)使用主要化學(xué)結(jié)合料的不同，可以分為五類:①水泥穩(wěn)定法；②)石灰穩(wěn)定法:③石灰粉煤灰穩(wěn)定法:④瀝青穩(wěn)定法；⑤高分子化合物穩(wěn)定法。下面將分別介紹這五類穩(wěn)定方法。

2.1 水泥穩(wěn)定法可以說是使用最廣泛，而且也是使用最早的物理化學(xué)穩(wěn)定方法。一方面是由于水泥是使用最多的建筑材料，更重要的是水泥穩(wěn)定土具有許多非常優(yōu)秀的特性。水泥穩(wěn)定土的定義就是粉碎的土或粒料，水泥和水的混合物。根據(jù)這個(gè)定義混凝土和水泥砂漿似乎也應(yīng)歸入此類。但事實(shí)上是有區(qū)別的。在混凝土和水泥砂漿中，由于水泥用量較大，通常假設(shè)水泥顆粒裹覆著骨料，并使骨料連接起來，產(chǎn)生相當(dāng)大的強(qiáng)度。水泥穩(wěn)定土可以分為:水泥穩(wěn)定土，水泥改善土，塑性水泥土，水泥處治膏漿。

2.2 石灰穩(wěn)定法就是指石灰以氧化鈣(CaO)或氫氧化鈣(Ca (OH)2)的形式摻和到土中，并在最佳含水量下將混合物壓實(shí)。目前，石灰穩(wěn)定土在我國的公路路面結(jié)構(gòu)中被廣泛用作高級和次高級路面的基層、底基層或墊層。在八十年代前，石灰穩(wěn)定上是我國最主要的基層材料。石灰加入到土壤中后，將降低土的塑性，增加其強(qiáng)度和耐久性，減少吸水性和膨脹性。隨著齡期的增長，石灰穩(wěn)定土有很好的板體性。人們常利用這一點(diǎn)來防治路面翻漿。其優(yōu)點(diǎn)有，石灰穩(wěn)定土具有較高的強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度；石灰特別可以用來穩(wěn)定不適宜用其他結(jié)合料穩(wěn)定的塑性指數(shù)高的粘性土；由于石灰穩(wěn)定土是一種緩凝慢硬材料，從加水拌和到完成壓實(shí)的延遲時(shí)間(甚至達(dá)2-3天)對其壓實(shí)度和強(qiáng)度沒有明顯影響；在缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)，采用石灰穩(wěn)定土做路面的基層(高速公路除外)和底基層，經(jīng)常是比較經(jīng)濟(jì)的。

2.3 石灰粉煤灰穩(wěn)定法就是以石灰、粉煤灰為主要水硬性結(jié)合料的穩(wěn)定方法。石灰粉煤灰穩(wěn)定土(二灰土)作為路面基層，除有材料來源廣、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，同石灰穩(wěn)定土相比，具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)性和抗冰凍穩(wěn)定性好等的顯著特點(diǎn)，而且可以大量利用粉煤灰，是粉煤灰資源化的一種很好的途徑。

2.4 用瀝青穩(wěn)定土壤的技術(shù)已經(jīng)研究了半個(gè)多世紀(jì)。但室內(nèi)試驗(yàn)與工地使用經(jīng)驗(yàn)多，而理論研究少。當(dāng)采用單一的瀝青穩(wěn)定時(shí)，只有低粘性的土(亞砂土、輕亞粘土等)才能取得良好的效果。而粘性較大的土用瀝青穩(wěn)定時(shí)，由于瀝青難以分布到粘土中去，因而穩(wěn)定效果較差。通常對于粘性較大的土采用綜合加固的方法，即在摻加瀝青之前先，向土中摻加少量活化劑，可以取得顯著的效果。

2.5 各方面研究都表明高分子合成樹脂穩(wěn)定土是有前途的，在較少的劑量下達(dá)到較好的加固效果。但是由于價(jià)格較高，尚不能推廣。因此，目前只有在特殊的情況下才有使用價(jià)值，如緊急的軍事工程或搶修工程。研究較多的合成樹脂有糠醛一苯胺、脈醛樹脂、聚丙烯酸鈣等。

前三種方法穩(wěn)定后的混合料都叫做“半剛性材料”，以它們作基層的路面稱為半剛性路面。以瀝青穩(wěn)定土作基層的路面應(yīng)歸為柔性路面。至于，以高分子合成樹脂穩(wěn)定材料作基層的路面，用的少，研究也少，人們一般不將其看作柔性或剛性路面。由于半剛性材料的優(yōu)異表現(xiàn)和半剛性路面的廣泛應(yīng)用，對于前三種方法研究的比較充分，也是我們選擇穩(wěn)定方法時(shí)考慮的重點(diǎn)。

3 結(jié)語

本文公路路面技術(shù)及穩(wěn)定類型方法進(jìn)行歸納總結(jié)，但是需要注意上面所列的各種穩(wěn)定方法的特點(diǎn)都是工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和研究成果的積累，也是我們進(jìn)行選擇的依據(jù)。但是，土和水硬性材料都是離散性很大的材料，各地實(shí)際情況相差很大，我們必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)的情況確定最合適的穩(wěn)定方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]沙愛民.半剛性路面材料結(jié)構(gòu)與性能[M].人民交通出版社.1998年04月.

[2]陳杰.公路路面動(dòng)態(tài)特性分析方法[J].東北公路.2001年24卷4期.