固化劑改良土在道路工程中的應(yīng)用

程云

中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司

固化劑改良土在道路工程中的應(yīng)用

程云

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固化劑也就是人們常說的土壤固化劑，是一種可以在常溫狀態(tài)下直接和土粒狀的粘土礦物成分或膠結(jié)土粒的表面發(fā)生物理反應(yīng)，最終形成膠結(jié)物質(zhì)的一種改良劑，可使土壤的性能提高。根據(jù)用途不同，可將固化劑分為三種：離子類固化劑、膠體類固化劑、生物酶類固化劑。用于道路工程中的固化劑，通常為第一種。

道路；固化劑；改良；應(yīng)用

1 固化劑的施工工藝

固化劑有一定的水溶性，因?yàn)樗慕M成成分中含有一部分的水。在道路施工之前，可先加入一些水，將固化劑溶解之后再將它的水溶液通過水的方式進(jìn)行折算，使之成為最理想的含水量，并且再加入一些水同時(shí)投入施工，而且施工操作簡單，具體操作如下。

1.1 施工前的準(zhǔn)備工作

①根據(jù)施工方案來進(jìn)行灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線、原材料、強(qiáng)度、混合料配合比、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)等各種試驗(yàn)；②土壤在施工現(xiàn)場采集，要求土壤塑性指數(shù)為8～26；③使用生石灰之前，提前9天左右將其徹底消解，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)含水量，然后用直徑為1cm的篩子將生石灰里的殘?jiān)Y除干凈；④計(jì)算土壤的含水量是否與固化劑混合料的標(biāo)準(zhǔn)含水量相符；⑤固化劑與石灰的使用量需結(jié)合其配合比以及道路的寬與長、最大干密度、路基厚度來確定，水和固化劑的稀釋比例為150～200:1。

1.2 道路施工的放樣

布設(shè)道路路基的中線，標(biāo)樁在直線段上每隔15m～20m左右設(shè)置，平曲線段每隔10m～15m設(shè)置，同時(shí)在兩旁的路肩邊緣設(shè)置標(biāo)樁并且標(biāo)記樁號(hào)，之后將相應(yīng)樁號(hào)的路基邊緣設(shè)計(jì)標(biāo)高測量出來。石灰的攤鋪厚度需要根據(jù)其配合比、固化劑石灰土的最大干密度、厚度計(jì)算，之后人工攤鋪，再測算出石灰鋪筑的厚度，保證石灰合適的使用量。

1.3 石灰、素土的拌和

石灰土使用路拌機(jī)拌和均勻，標(biāo)準(zhǔn)是拌和后的顏色與石灰土的顏色一致，路拌機(jī)速度＜3km/h，不能出現(xiàn)沒有拌和完全的素土夾層，人工處理邊邊角角，需拌和兩次，之間的寬度相互重疊20米。

1.4 固化劑稀釋后的溶液噴灑

在灑水車上裝好水，之后倒入固化劑的濃縮液，根據(jù)天然含水量來確定稀釋濃度，如果素土的含水量低，那么稀釋后濃度的取值就要低，反之亦然。結(jié)合施工日的氣溫，把固化劑的稀釋液噴灑在石灰土上，要求噴灑均勻；保證固化劑的量均勻且合適，同時(shí)混合料的含水量要高出標(biāo)準(zhǔn)含水量的1%～2%。當(dāng)?shù)缆返目v坡超過20%的時(shí)候，需要密切配合，以防固化劑濃縮液流失，導(dǎo)致配合地不均勻。

1.5 濕拌和路基的整形

使用路拌機(jī)濕拌石灰土，要求同上，且必須在1天之內(nèi)碾壓完成混入固化劑的石灰土。把混合料充分拌和之后，使用推土機(jī)來回推壓兩次，之后再使用平地機(jī)將石灰土刮平整。如果道路處于平曲線段，刮平的時(shí)候應(yīng)從里到外，如果道路處于直線段，刮平的時(shí)候則應(yīng)從兩旁向中心。路基的整形過程，工作人員需要使用水準(zhǔn)儀來控制不平整地段的濕鋪標(biāo)高，禁止在道路較低處做薄層補(bǔ)貼。

1.6 碾壓

當(dāng)混合料的路基整形完成后，在其最理想的含水量的時(shí)間內(nèi)壓實(shí)路基，如果路基的表層含水量不夠，應(yīng)該先灑水，再壓實(shí)。第一遍使用三輪壓路機(jī)靜壓，需180kN以上，第二遍使用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。碾壓過程中重疊的部分是1/2的輪寬，至少重復(fù)碾壓四次，直至后輪超過兩段的接縫位置，再使用三輪壓路機(jī)將其壓實(shí)成光面，嚴(yán)格控制壓路機(jī)，使之速度低于3km/h，道路沒有碾壓成型時(shí)，禁止做急剎車或調(diào)頭的動(dòng)作，直至符合壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)為止，即碾壓的路基表面沒有明顯的車輪痕跡。

1.7 養(yǎng)護(hù)

當(dāng)路基碾壓結(jié)束后，應(yīng)在第一時(shí)間內(nèi)使用固化劑的水溶液進(jìn)行噴灑封層，要求噴灑地均勻且沒有遺漏處，之后至少養(yǎng)護(hù)一周，期間持續(xù)不斷地進(jìn)行灑水。

2 道路工程中應(yīng)用固化劑的注意事項(xiàng)

(1)比如路拌法中使用灑水車進(jìn)行實(shí)地噴灑時(shí)，如果均勻度不足，而且噴灑過程中泄露較多，全部用旋耕犁或者圓盤犁來拌料很難大面積地?cái)嚢杈鶆?，以至于是施工時(shí)出現(xiàn)軟漿問題，最終路面干燥之后固化地不夠均勻。根據(jù)室內(nèi)和工地試驗(yàn)結(jié)果來分析原因，最好在條件合適的情況下通過場拌法來解決，如果不得不使用路拌法的時(shí)候，則應(yīng)該輔以刮平機(jī)來大面積地拌和。

(2)土壤中的天然含水量并非一成不變，拌和的過程中的用水量可稍高于理想含水量的2%～3%，以此控制土壤含水量。

(3)使用固化劑加固土壤，必須滿足道路性能的各項(xiàng)使用要求，比如承載能力、抗壓強(qiáng)度以及回彈模量等，摻入量越多，物理力學(xué)的指標(biāo)就應(yīng)越大。若固化劑的摻入量超過了8%，但在12%以內(nèi)，應(yīng)在保證土質(zhì)的同時(shí)，盡可能降低道路工程的造價(jià)。若將石灰加入了固化劑中，為提高道路的使用性能，最好的混合比例是1/10的石灰與1/10的固化劑。

(4)現(xiàn)有的土壤固化劑早已廣泛用于各種路基填筑施工，且效益極佳。比如產(chǎn)于美國的Soilrock，EN-1,top-seal、產(chǎn)自日本的Aughtset系列固化劑、產(chǎn)于澳大利亞的Roadbond（r），Roadpacker（r）、產(chǎn)于南非的CON-AD與ISS固化劑等。另有學(xué)者提出使用粉煤灰、混凝土粉末、火山灰土、紙漿渣對(duì)有機(jī)質(zhì)與含水量較高的土壤進(jìn)行固化；另有學(xué)者使用石灰與粉煤灰對(duì)石灰質(zhì)的膨脹性粘土進(jìn)行固化。如果基層土的加固用固化劑將水泥取而代之，可直接就地取材，不需要更換土壤。

3 結(jié)束語

作為一種加固土壤的材料，固化劑的性能非常好，而且穩(wěn)定性強(qiáng)，固化后的土壤力學(xué)性能與抗?jié)B性均比較滿意，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面看，也十分合理。本文分別論述了固化劑加固土壤的施工流程以及相關(guān)的注意事宜，可見使用固化劑加固土壤，不僅可以變廢為寶環(huán)保經(jīng)濟(jì)，還能提高土壤的性能，采用改良土施工的道路無論是強(qiáng)度還是道路的使用性能，都可滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。所以土壤固化劑應(yīng)該在道路工程、堤防工程、建筑工程中推廣使用，發(fā)揮其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。

[1] 姜利,邢志強(qiáng).路邦EN-1固化劑穩(wěn)定土路用性能試驗(yàn)研究[J].公路交通科技,2010(3):54～58.

[2] 黃梅英,黃秀平.固化劑在道路工程中的應(yīng)用分析[J].科技與生活,2010,(7):145+217.