土壤固化劑在遼濱景觀道路路基工程中的應(yīng)用

宋寶軍 陳保鋼

摘 要：文章結(jié)合遼濱景觀道路工程土壤固化劑固化土路基的施工實(shí)際，通過(guò)固化石灰土和水泥石灰穩(wěn)定土的室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、承載比以及現(xiàn)場(chǎng)彎沉、壓實(shí)度的試驗(yàn)對(duì)比檢測(cè)，分析了土壤固化劑的固化原理、力學(xué)性能及工程適應(yīng)性，了解固化劑土路基的工程性能，為營(yíng)口地區(qū)推廣應(yīng)用土壤固化劑提供技術(shù)和實(shí)踐支持。

關(guān)鍵詞：土壤固化劑；鹽漬土路基；擊實(shí)；無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度；承載比（CBR）

地處遼河北岸的營(yíng)口遼濱景觀道路工程中，由于原狀土質(zhì)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土的堅(jiān)固系數(shù)低，氯化鈉鹽份含量超過(guò)1%，這樣的鹽漬土路基易受水的侵害，導(dǎo)致路基的處理成為難以攻克的問(wèn)題。以往在營(yíng)口沿海產(chǎn)業(yè)基地修建的道路雖然采用1米粒料石灰土換填層的方法，但在工程造價(jià)和工程材料方面無(wú)疑是一項(xiàng)重大的消耗。為了同時(shí)兼顧增強(qiáng)路基強(qiáng)度和節(jié)約造價(jià)兩方面的問(wèn)題，采用新型材料無(wú)疑是最佳選擇。本試驗(yàn)采用的土壤固化劑是經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐應(yīng)用的土壤固化材料，通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和承載比試驗(yàn)、彎沉與壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所獲得的數(shù)據(jù)證明，這一材料完全可以應(yīng)用于此項(xiàng)工程。

1 原材料分析

1.1 土壤固化劑

土壤固化劑是一種離子型類(lèi)固化劑，是一種高濃縮的酸性有機(jī)溶液，具有很強(qiáng)的氧化、溶解能力，可將土壤中的礦物質(zhì)和土壤分子分解，使其重新結(jié)晶形成金屬鹽，產(chǎn)生新的化學(xué)鍵，保持土壤持久穩(wěn)定。利用固化劑的強(qiáng)離子交換促使土壤具有活性，來(lái)破壞土壤顆粒表面的雙電層結(jié)構(gòu)，減弱土壤表面與水的化學(xué)作用力，破壞土壤毛細(xì)結(jié)構(gòu)，脫出土壤顆粒表面水，使之成為自由水。通過(guò)碾壓排掉水分子，使土壤由親水性變?yōu)槌馑?。土壤顆粒表面的相互作用增強(qiáng)，含水率下降，路面壓得更為密實(shí)，形成堅(jiān)實(shí)的板塊，從而提高路基的水穩(wěn)定性。

本試驗(yàn)采用的土壤固化劑為路邦EN-1型濃縮液，酸基化合物，硫酸含量>1% （wl），單位體積含硫量1mg/m3，比重為1.70/25 ℃，PH值1.05；密度1.70g/cm3，完全溶于水，蒸汽壓0.133pa，形態(tài)氣味為黑色、透明、粘狀液體，具有較強(qiáng)硫酸氣味。

1.2 原狀土

土質(zhì)類(lèi)型為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；氯化鈉鹽份含量超過(guò)1%；堅(jiān)固系數(shù)為0.6；土的液限為37%，塑性指數(shù)為13，土壤顆粒粒徑≤15mm，有機(jī)質(zhì)含量≤15%。

1.3 生石灰

采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的Ⅲ級(jí)鈣質(zhì)生石灰，有效氧化鈣和氧化鎂含量72.1%，未消解殘?jiān)w粒含量11.3%，氧化鈣和氧化鎂分類(lèi)界限3.9%。

1.4 水泥

水泥為營(yíng)口金地球水泥有限公司生產(chǎn)的P·S·A32.5級(jí)礦渣硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間為210min，終凝時(shí)間為375min，3d抗壓強(qiáng)度為4.2Mpa，3d抗折強(qiáng)度為16.6Mpa。

1.5 水

試驗(yàn)采用清潔的自來(lái)水，PH值為7.3。

2 土壤固化劑穩(wěn)定土試驗(yàn)

本試驗(yàn)選取兩組試樣進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢驗(yàn)，配合比例分別為：石灰：土=5：95；水泥：石灰：土=2：3：95。兩組試樣均摻加劑量為0.014%的路邦土壤固化劑。

2.1 擊實(shí)試驗(yàn)與無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)JTG E51-2009《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》中的T0804-2009重型擊實(shí)試驗(yàn)甲法，得到兩組相應(yīng)的最大干密度和最佳含水量，根據(jù)T0805-1994無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，得到兩組試樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果，以上結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 固化土擊實(shí)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表1的結(jié)果顯示，7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果代表值大于設(shè)計(jì)值，符合JTG D50-2006《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》石灰穩(wěn)定類(lèi)作為基層或底基層關(guān)于7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的要求。

2.2 承載比（CBR）試驗(yàn)

根據(jù)JTG E40-2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中的承載比試驗(yàn)，得到兩組試樣的固化土承載比結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 固化土承載比（CBR）試驗(yàn)結(jié)果

表2中所得的承載比CBR值均大于9%，符合JTG F10-2006《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)CBR值的要求。

2.3 試驗(yàn)段與對(duì)比段彎沉現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

對(duì)比段鋪筑20cm厚10%石灰土，固化土試驗(yàn)段鋪筑5%固化土，養(yǎng)生3d后，根據(jù)JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》中的0951-2008彎沉現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程，得到固化土路基試驗(yàn)段與對(duì)比段的彎沉結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 固化土試驗(yàn)段與對(duì)比段彎沉現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果（5：95石灰土路基）

對(duì)比段鋪筑20cm厚水泥：石灰：土=2：3：95的水泥石灰穩(wěn)定土，固化土試驗(yàn)段鋪筑20cm厚水泥：石灰：土=2：3：95的固化土，養(yǎng)生7d后，根據(jù)JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》中的0951-2008彎沉現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程，得到固化土路基試驗(yàn)段與對(duì)比段的彎沉結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 固化土試驗(yàn)段與對(duì)比段彎沉現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

（2：3：95水泥石灰土路基）

從以上彎沉值的對(duì)比中可以看到，固化土路基的彎沉值明顯低于石灰土和水泥石灰土路基，即摻加了固化劑的固化土路基強(qiáng)度高于石灰土和水泥石灰土路基。

2.4 試驗(yàn)段壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

根據(jù)JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》中的0921-2008壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程，得到固化土路基試驗(yàn)段的壓實(shí)度結(jié)果（單位為%）分別為：（石灰：土=5：95）96.2、96.9、97.3、96.7、97.8；（水泥：石灰：土=2：3：95）98.1、97.3、98.5、97.6、97.4。

以上兩種配合比的固化土路基壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)符合CJJ1-2008《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

從以上各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)果中可以看到，摻加了0.014%土壤固化劑的固化土路基在7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、承載比的技術(shù)指標(biāo)上，達(dá)到了路基施工的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，在現(xiàn)場(chǎng)彎沉、壓實(shí)度的檢測(cè)中，其技術(shù)指標(biāo)也能夠達(dá)到相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，并且明顯優(yōu)于未摻加固化劑的對(duì)比段結(jié)構(gòu)層。由此可見(jiàn)，土壤固化劑完全能夠應(yīng)用于營(yíng)口遼濱景觀道路工程的路基乃至底基層的施工，并且建議在營(yíng)口地區(qū)有選擇的使用，以利地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG E40-2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》.

[2]JTG E51-2009《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》.

[3]〕JTG D50-2006《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[4]JTG F10-2006《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》.

[5]JTG E60-2008《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》.