ISS固化土的路用性能試驗(yàn)

鄭 毅

(黑龍江省交通科學(xué)研究所)

1 ISS固化土水穩(wěn)定性檢驗(yàn)

在進(jìn)行固化土(砂性土和粘性土)強(qiáng)度試驗(yàn)的同時(shí)，課題組按照交通部的試驗(yàn)規(guī)范對(duì)固化土的水穩(wěn)定性進(jìn)行了檢驗(yàn)，方法是將成型7 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件浸入水中，試件浸水后松散、開裂。14 d、28 d的試件具有同樣結(jié)果。目前固化劑產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，不能完全采用現(xiàn)有規(guī)范的方法?？紤]到室內(nèi)試驗(yàn)條件與公路實(shí)際工程之間的情況差異很大，實(shí)際工程中路面基層只是受到部分水侵害，很少象室內(nèi)試驗(yàn)中完全浸泡在大量的水中(受洪水侵襲除外);并且國(guó)外對(duì)于ISS固化劑已經(jīng)有了成功應(yīng)用的先例，因此，室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果并不一定表明ISS固化土的水穩(wěn)定性不好，還必須通過實(shí)際應(yīng)用做進(jìn)一步檢驗(yàn)。ISS固化土是通常在一年后達(dá)到較好效果，隨后課題組也證明了這一點(diǎn)，采用一年后試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)樣品進(jìn)行浸水試驗(yàn)，24 h后未發(fā)現(xiàn)松散。

2 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果可以得到如下結(jié)論:

(1)當(dāng)摻量為 0.2、0.3、0.4、0.6 L/m3時(shí)，固化砂性土和粘性土的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均超過規(guī)范中石灰穩(wěn)定類基層的標(biāo)準(zhǔn)值(0.6 MPa)。

(2)當(dāng)摻量為0.3、0.4 L/m3時(shí)，固化砂性土和粘性土的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均超過規(guī)范中水泥穩(wěn)定類基層的最大標(biāo)準(zhǔn)值(3 MPa)。

(3)在不同摻量的情況下，均能使土體的強(qiáng)度提高，提高的幅度有所不同。

(4)當(dāng)摻量為0.3 L/m3時(shí)，固化土7、14、28 d的強(qiáng)度均為最高。

(5)對(duì)于采用同一劑量的固化土，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，試件強(qiáng)度逐步提高，說明固化劑能夠有效改善土體的后期強(qiáng)度，有利于提高基層材料的耐久性。

3 ISS固化土的抗凍性能試驗(yàn)

由于ISS固化劑以往都是在熱帶國(guó)家(主要是澳大利亞)應(yīng)用，而在高寒地區(qū)還沒有應(yīng)用先例。為了掌握ISS固化土的抗凍性，課題組開展了凍融試驗(yàn)。

試驗(yàn)時(shí)選用強(qiáng)度較好的兩組、摻量為0.3 L/m3和0.4 L/m3固化土7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件，凍融周期為12 h，溫度為-25℃，凍融循環(huán)次數(shù)為12次。

凍融試驗(yàn)所得結(jié)果如表1～表4所示。

表1 ISS固化土(0.3 L/m3)抗凍性試驗(yàn)結(jié)果

表2 ISS固化土(0.4 L/m3)抗凍性試驗(yàn)結(jié)果

表3 ISS固化土凍融質(zhì)量損失

表4 ISS固化土凍融強(qiáng)度損失

根據(jù)ISS固化土凍融試驗(yàn)的結(jié)果，摻量為0.3、0.4 L/m3質(zhì)量損失分別為0.5%、0.8%，凍融穩(wěn)定系數(shù)為0.81、0.79，表明該材料的抗凍性較好，屬于耐凍材料(標(biāo)準(zhǔn)凍融系數(shù)為0.75)。

4 ISS固化土的收縮性能試驗(yàn)

課題組開展了ISS固化土的溫度收縮和干縮試驗(yàn)，并與10%白灰土進(jìn)行了比較。試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明摻量為0.3和0.4 L/m3的ISS固化土溫度收縮系數(shù)、干縮系數(shù)均小于10%白灰土。其原因在于，經(jīng)過ISS固化后的土體，只發(fā)生結(jié)晶作用，體積變化很小，固收縮系數(shù)較小。較小的溫度收縮系數(shù)能夠減少基層低溫裂縫的發(fā)生，有利于降低路面開裂。而水泥、白灰屬于水硬或氣硬性材料，反映時(shí)吸收土體中的水分，導(dǎo)致體積發(fā)生變化，故收縮系數(shù)較大，易產(chǎn)生低溫裂縫。

表5 固化土收縮試驗(yàn)結(jié)果

5 ISS固化土的室內(nèi)回彈模量試驗(yàn)

為了確定ISS固化土的回彈模量值，課題組采用最佳用量(0.3 L/m3)固化土材料，開展了回彈模量試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 ISS固化砂性土室內(nèi)回彈模量試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，ISS固化砂性土和固化粘性土的回彈模量值分別為420 MPa和510 MPa。