抗疏力針對綿陽地區(qū)道路路面基層的應(yīng)用研究★

譚 星 唐 頌 龍 旺 蘇強盛

(西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽 621000)

·道路·鐵路·

抗疏力針對綿陽地區(qū)道路路面基層的應(yīng)用研究★

譚 星 唐 頌 龍 旺 蘇強盛

(西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽 621000)

從分析抗疏力的作用機理及其相對于傳統(tǒng)土壤固化劑的優(yōu)勢入手，選用抗疏力針對綿陽地區(qū)的土樣做室內(nèi)試驗研究，通過測試抗疏力固化后土壤的物理力學(xué)性能，確定抗疏力對提高土壤強度的效果，并由不同抗疏力摻量下土樣的室內(nèi)擊實試驗得到了針對綿陽地區(qū)抗疏力的最佳摻量，為抗疏力在綿陽地區(qū)道路工程中的應(yīng)用提供參考。

抗疏力，室內(nèi)擊實試驗，最佳摻量，土壤

近年來，隨著我國城市化的步伐不斷加快，道路建設(shè)高速發(fā)展。由于道路路基早期承載力差、雨水滲透嚴重、抗凍抗干縮性能差，導(dǎo)致道路維修周期短、耗費資源多，不但造成大量的經(jīng)濟損失，同時也阻礙了正常的公路交通，因此對公路路基的加固勢在必行。然而傳統(tǒng)的土壤固化方式存在強度不足、成本高昂和易造成環(huán)境污染等問題，需要發(fā)展新型土壤固化劑?？故枇ψ鳛橐环N無毒無害、不腐蝕不刺激的土壤固化劑，通過處理現(xiàn)場路基土，改變土壤力學(xué)特性，具有土壤強度高、抗?jié)B能力強和防霜凍等優(yōu)點。研究抗疏力針對綿陽地區(qū)土壤固化的最佳摻量，具有一定的理論意義和使用價值。

1 抗疏力技術(shù)綜述

1.1 作用機理

素土包括土顆粒、水和空氣，素土中的水包括結(jié)合水和自由水。土中水的含量、運動和溫度都會影響土的性質(zhì)，若土體含水率大，使得土體不易壓實，極大地降低了土體的強度和承載力[1]。土中水在土粒間的孔隙通道中流動，使得土體滲透變形，發(fā)生流沙、管涌。當氣溫降到負溫時，土中水結(jié)冰，體積膨脹，引起土體凍脹，危害道路安全。而抗疏力就是通過減少地表水的滲透來降低土中水的含量，利用阻斷毛細通道的方式來阻礙土中水的運動，遏制源源不斷的水移向凍土區(qū)，從而改變土體性質(zhì)。

1.2 價值分析

與傳統(tǒng)土壤固化劑相比，抗疏力土壤固化劑在材料、工藝、性能、造價和環(huán)保方面均有諸多改進，有著明顯的實用價值、經(jīng)濟價值和環(huán)境價值。

1.2.1 實用價值

抗疏力固化土承載力高，抵抗土壤滲透變形能力強，能夠有效控制寒冷地區(qū)發(fā)生土體凍脹。此外，抗疏力施工簡單、工期短，可以針對不同土質(zhì)，用于加固道路路基、水利防滲和邊坡防護等工程。綜上，抗疏力技術(shù)性能優(yōu)良，可行性強，有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

1.2.2 經(jīng)濟價值

傳統(tǒng)土壤固化劑需要進行換土，而抗疏力可以直接處理現(xiàn)場土壤，節(jié)約了換土所需要的成本；由于固化土的承載力提高，減少了基層、底基層和磨損層的厚度，大大節(jié)省材料，降低造價；工程后期不需要斷道、養(yǎng)護，進一步縮短工期，且道路維修周期長，能夠節(jié)約資源，降低成本[2]。

1.2.3 環(huán)境價值

傳統(tǒng)的換土加固路基的方式會產(chǎn)生大量煙塵，污染環(huán)境。而抗疏力為無毒環(huán)保產(chǎn)品，利用現(xiàn)場土壤，通過將其噴灑在土體表面來摻進土壤，最大限度的減少了生態(tài)和環(huán)境的破壞。

2 綿陽地區(qū)地質(zhì)情況

綿陽市位于四川盆地西北部，涪江中上游地帶，綿陽地區(qū)土質(zhì)多為土樣、砂礫卵石層狀結(jié)構(gòu)土和膨脹土等。本文是以綿陽地區(qū)的土樣為研究對象，試驗中所用的土樣為綿陽已修二環(huán)路周邊的工程棄土，深度范圍為1 m～2 m，顏色為土黃色。

2.1 土顆粒分析實驗

制備土樣時，首先需風干土樣，使土中水分蒸發(fā)，待土樣中有結(jié)塊時，研磨土樣至單獨顆粒。將土樣過孔徑為0.075 mm的篩子，用四分對角法在篩上土中選取代表性土樣。用篩析法過篩及稱量得到土的顆粒級配，土的顆粒級配和土的級配曲線圖分別見表1和圖1。

表1 土的顆粒級配

2.2 土樣的物理力學(xué)性質(zhì)指示試驗

參照JTG E40—2007公路土工試驗規(guī)程[3]采用液塑限聯(lián)合測定法進行土的界限含水率試驗，得到土的液限ωL=38.2%、塑限ωp=25.2%、塑性指數(shù)IP(IP=ωL-ωp)=13.0。由酒精燃燒法測得土樣含水率，制備含水率分別為7%，9%，11%，13%，15%的土樣。室內(nèi)擊實試驗采用輕型擊實，用環(huán)刀法測得不同含水率下土的干密度。通過繪制干密度與含水率的關(guān)系曲線，確定土樣的最佳含水率為13.9%，最大干密度為1.826 g/cm3，判定試驗土樣為低塑性粉土。最終測得的土樣的基本性質(zhì)見表2。

表2 土樣的基本性質(zhì)

液限ωL/%塑限ωp/%塑性指數(shù)IP最佳含水率/%最大干密度/g·cm-338．225．213．013．91．826

3 室內(nèi)試驗測試

3.1 擊實試驗方法

本文共選取了3組，每組各5個土樣做室內(nèi)擊實試驗，其中抗疏力摻量依次相差1%，含水量依次相差2%。實驗稱取一定質(zhì)量的風干土樣，酒精燃燒法測得其天然含水率，計算得到土樣的干土質(zhì)量。將土實驗按照實驗相對應(yīng)的比例摻加抗疏力，并使用噴壺在攤開的土料上均勻噴灑計算的水量，拌勻后裝入桶內(nèi)，在土樣上鋪一層濕布，留待第二日可使用土樣。室內(nèi)擊實實驗采用輕型擊實，選用的擊實方法為輕型 Ⅰ-1，標準擊實儀的主要參數(shù)見表3。

表3 標準擊實儀的主要參數(shù)

由表3可知，單位體積擊實功約為598.2 kJ/m3，分3層擊實，每層27擊，每組土樣擊實后稱重、測定含水量、計算土壤干密度，以含水率為橫坐標，干密度為縱坐標，繪制含水率與干密度的關(guān)系曲線，曲線峰值點對應(yīng)的橫縱坐標分別為該抗疏力摻量下的最佳含水率、最大干密度。對比分析不同抗疏力摻量下的最佳含水率和最大干密度，研究適用于綿陽地區(qū)土樣的最佳摻量。

3.2 最佳摻量研究

在土體中分別摻入抗疏力摻加量為1%，2%，3%的三種土樣做含水率分別為7%，9%，11%，13%，15%室內(nèi)擊實試驗。通過繪制三種抗疏力摻量下土樣的含水率與干密度關(guān)系曲線，得到不同摻量下固化土的最佳含水率和最大干密度，具體見表4。

表4 不同摻量下的固化土的最佳含水量和最大干密度

由表4可知，摻加抗疏力的土樣的最佳含水率均小于素土，最大干密度均大于素土，且隨著抗疏力摻量的增加，最佳含水率逐漸增大，具體表現(xiàn)在素土ωop(13.9%)>3%抗疏力固化土ωop(13.7%)>2%抗疏力固化土ωop(13.2%)>1%抗疏力固化土ωop(13.0%)。三種摻量下的固化土的最大干密度變化不大，與抗疏力摻加量多少沒有明顯規(guī)律。為了保證工程質(zhì)量，降低工程造價，節(jié)省資源和成本，最終確定抗疏力的最佳摻量為2%。

4 結(jié)語

抗疏力土壤固化劑通過降低土中水的含量和減少土中水的運動的方式來改善土體性質(zhì)，使得固化土力學(xué)性能優(yōu)良，具有承載力高，抗寒、抗?jié)B的優(yōu)點。與傳統(tǒng)改良、固化土壤的方式相比，抗疏力固化土壤施工簡單，安全環(huán)保，同時能夠節(jié)約資源，降低造價，值得大范圍推廣應(yīng)用。本文證明了采用抗疏力處理綿陽地區(qū)路基的方法是可行的，綜合分析使用抗疏力的技術(shù)性和經(jīng)濟性，得到抗疏力在綿陽地區(qū)的最佳摻量為2%，可在實際工程參考應(yīng)用。

[1] 鄒雁飛.抗疏力固化劑配合比設(shè)計研究[J].交通標準化，2012(4):7- 8.

[2] 李鋒光.抗疏力材料在道路建設(shè)中的應(yīng)用研究[N].中國企業(yè)報，2009- 08-26(12).

[3] JTG E40—2007，公路土工試驗規(guī)程[S].

Study on the application of the consolid for road pavement base in Mianyang area★

Tan Xing Tang Song Long Wang Su Qiangsheng

(CollegeofResourcesandEnvironmental,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621000,China)

On the analysis of the mechanism and hydrophobic resistance compared with the traditional advantage of soil stabilizer, choose hydrophobic resistance in Mianyang region of soil sample do indoor experimental study. Through test of hydrophobic resistance after curing soil physical and mechanical performance, determine the hydrophobic resistance to improve the effect of soil strength, and by different dosage of hydrophobic resistance affecting sample indoor compaction test was aimed at the optimum content of hydrophobic resistance in Mianyang region, for steam resistance application in road engineering to provide the reference in Mianyang region.

consolid, indoor compaction test, optimal dosage, soil

1009-6825(2015)07-0124-03

2014-12-22 ★：西南科技大學(xué)創(chuàng)新基金

譚 星(1993- )，女，在讀本科生

U416.212

A