淺談土壤固化劑在道路工程中的應(yīng)用

張慧清

（山西應(yīng)用科技學(xué)院， 山西 太原 030000）

0 引言

基于社會發(fā)展新形勢下，我國道路工程建設(shè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步。土壤固化劑在道路工程施工作業(yè)中的應(yīng)用，不僅能夠有效降低工程整體造價(jià)成本，方便道路工程施工操作，還可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)發(fā)展目標(biāo)。因此，各個(gè)道路工程施工單位要正確認(rèn)識到將土壤固化劑合理運(yùn)用在道路施工中的重要性，科學(xué)引進(jìn)應(yīng)用高質(zhì)量的土壤固化劑，幫助優(yōu)化改良道路施工現(xiàn)場的土壤環(huán)境，穩(wěn)定不同類型的土壤。常見的土壤固化劑主要包括了派酶土壤固化劑、高性能土壤改良劑、CHF 土壤固化劑、離子交換型土壤固化劑以及安定劑等，通過將這些固化劑應(yīng)用在道路施工匯總，能夠有效達(dá)到提升工程施工質(zhì)量、減少施工成本支出的目的。

1 土壤固化劑的施工特點(diǎn)和基本原理

土壤固化劑實(shí)質(zhì)是指一種由多種無機(jī)、有機(jī)材料合成的用以固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料，在道路工程施工過程中，現(xiàn)場施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場施工土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，合理加入適當(dāng)量的固化劑，然后經(jīng)過一系列的拌勻、壓實(shí)操作處理，就能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)施工要求的性能指標(biāo)，充分保障土壤良好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。當(dāng)前，土壤固化劑已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各種類型工程建設(shè)施工中，取得了不錯(cuò)的施工效果。

1.1 土壤固化劑的施工特點(diǎn)

當(dāng)?shù)缆肥┕と藛T在利用土壤固化劑進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）傳統(tǒng)土壤固化劑的主要材料為石灰和水泥，存在著一定的缺陷。而新型土壤固化劑有著操作簡單方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠以及施工效率高的特點(diǎn)。道路施工操作人員只需要根據(jù)現(xiàn)場施工土壤的相關(guān)物理和化學(xué)性質(zhì)，選擇優(yōu)質(zhì)適量的土壤固化劑，再通過攪拌與壓實(shí)等施工操作處理，就可以保障起能夠有效達(dá)到道路工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求[1]；2）土壤固化劑在道路工程施工中的應(yīng)用能夠最大程度縮減工程造價(jià)成本，降低施工單位各項(xiàng)資源的不必要損耗；3）土壤固化劑在道路工程施工中的應(yīng)用不僅不會對周圍生態(tài)環(huán)境造成危害，還能夠起到節(jié)省各項(xiàng)資源的作用，實(shí)現(xiàn)我國生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。

1.2 土壤固化劑基本工作原理

土壤固化劑的基本工作原理是根據(jù)土壤相關(guān)物理與化學(xué)性質(zhì)，對其進(jìn)行科學(xué)有效的物理化學(xué)反應(yīng)，促使土壤中絕大多數(shù)的自由水能夠向著結(jié)晶水的形狀完成轉(zhuǎn)換，同時(shí)還可以增加土壤濃度，有效讓土壤中分散的顆粒凝聚在一起。接著現(xiàn)場施工人員通過操控機(jī)械設(shè)備進(jìn)行攪拌與壓實(shí)處理加工，以便能夠完成加固土壤的良好加固?；谕寥拦袒瘎┳饔孟碌氖┕がF(xiàn)場土壤，各個(gè)方面性能都能夠得到質(zhì)的提升，比如土壤的穩(wěn)定性、強(qiáng)度性等，這樣無疑能夠最大程度延長道路的實(shí)際使用壽命，為社會發(fā)展創(chuàng)造出更多經(jīng)濟(jì)效益。

2 土壤固化劑在道路工程中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 土壤固化劑在農(nóng)村道路工程中的應(yīng)用

隨著我國新農(nóng)村建設(shè)腳步的不斷加快，通往城鎮(zhèn)的交通道路建設(shè)變得尤為重要，而資金問題一直是制約各地區(qū)農(nóng)村道路發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，為了降低道路工程施工成本，同時(shí)保障道路施工質(zhì)量，農(nóng)村道路工程施工單位可以優(yōu)先采用土壤固化劑進(jìn)行道路施工，該材料能夠幫助農(nóng)村道路工程施工提高土壤穩(wěn)定性和強(qiáng)度性，促使其使用壽命變長，并且操作簡單方便無需投入大量的人力物力，從而降低了農(nóng)村道路工程造價(jià)成本。不如，在針對某段農(nóng)村道路路面進(jìn)行施工時(shí)，施工隊(duì)伍采用土壤固化劑后的路面結(jié)構(gòu)層調(diào)設(shè)計(jì)成：路基+35cm5%石灰+26CM 路特固LPC-600+4cmAM-16 瀝青碎石。在實(shí)踐施工過程中，首先農(nóng)村道路工程施工隊(duì)伍要對現(xiàn)場路床的平整度和密實(shí)度進(jìn)驗(yàn)收工作，并就地使用機(jī)械設(shè)備推平土壤和進(jìn)行攪拌，促使施工路面土壤破碎。其中粘土的含量不能夠低于30%，并且土壤的PH 值要控制在7-7.5范圍內(nèi)；然后現(xiàn)場施工人員要在道路平整的土基上均勻攤鋪輔劑5%的石灰，并操控路拌機(jī)進(jìn)行均勻攪拌作業(yè)，之后用平地機(jī)進(jìn)行路面整平操作[2]；最后，施工人員操控灑水車在施工現(xiàn)場進(jìn)行噴灑稀釋液，利用平地機(jī)做精平。接著還需對路面進(jìn)行平攤碾壓，并進(jìn)行光碾收面，均勻噴灑透層油，在經(jīng)過兩三天后就可以進(jìn)行鋪瀝青面層了。土壤固化劑在農(nóng)村道路工程施工中的應(yīng)用要嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行，加強(qiáng)對土壤固化劑量與含水量的控制，并進(jìn)行嚴(yán)格的路面壓實(shí)與碾壓操作，確保路面壓實(shí)路能夠超過95%，這樣才能夠保證農(nóng)村道路施工質(zhì)量滿足相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2.2 土壤固化劑在公路路基工程中的應(yīng)用

針對公路路基工程的施工，施工單位采用了派酶土壤固化劑，該固化劑具有防水性好、綠色環(huán)保、造價(jià)成本低以及施工取材方便等應(yīng)用優(yōu)勢。派酶固化劑應(yīng)用下的路基所用土壤需要具備一定的黏性土質(zhì)，施工人員需要將黏性土質(zhì)含量科學(xué)控制在20%-30%范圍內(nèi)，土的塑形指數(shù)IP則要控制在5%-18%之間，含水量則控制在8%-12%范圍內(nèi)。具體施工包括了以下幾個(gè)步驟：1）下承層準(zhǔn)備。路基施工人員需要提前將下承層表面的雜物進(jìn)行全部清理，同時(shí)還需保證下承層的壓實(shí)度要超過90；2）攪拌和悶料。路基施工管理人員要想充分保障派酶土壤固化劑作用下的基層材料均勻穩(wěn)定性，就需要合理使用集中攪拌方式，促使混合料配合比能夠符合設(shè)計(jì)配合比，施工人員要將派酶基層材料的含水量有效控制在1%-2%范圍內(nèi)。此外為了確保派酶土壤固化劑能夠均勻滲透進(jìn)去，就需要在混合攪拌和好后讓其進(jìn)行整整一天的悶料[3]；3）攤鋪。派酶路基的攤鋪工作要使用推土機(jī)結(jié)合平地機(jī)的方式展開，同時(shí)加上現(xiàn)場施工人員的操作配合。在實(shí)踐攤鋪施工作業(yè)中，施工人員要嚴(yán)格按照混合料的最佳含水比（1%-2%）為標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化調(diào)整現(xiàn)場混合料中的含水量；4）碾壓?；旌狭蠑備伋尚椭?，施工人員要科學(xué)高效運(yùn)用現(xiàn)場快速法進(jìn)行對混合料含水量的測定工作，當(dāng)混合料中的含水量接近±1%時(shí)即可展開碾壓施工操作。施工人員首先要使用輕型壓路機(jī)進(jìn)行初次碾壓，接著再使用重型壓路機(jī)展開最后碾壓工作；5）后續(xù)養(yǎng)護(hù)。在派酶路基施工完成之后，施工管理人員還需對其展開養(yǎng)護(hù)工作。在該路基路段養(yǎng)護(hù)過程中，施工管理人員要進(jìn)行設(shè)置封閉交通的醒目提醒，嚴(yán)禁任何機(jī)動車輛在派酶路基上進(jìn)行來往行駛。

2.3 土壤固化劑在市政道路路基工程中的應(yīng)用

在市政道路路基工程施工中，DKASS 固化劑是一種常用的土壤固化劑，其能夠?qū)Χ喾N道路土壤產(chǎn)生良好的適應(yīng)，同時(shí)還可以有效提升土壤的抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。市政道路施工單位在確保同樣摻量基礎(chǔ)條件下，通過加入DKASS 固化劑的土壤抗壓強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水泥土的抗壓強(qiáng)度。DKASS 固化劑的應(yīng)用反應(yīng)機(jī)理是通過有效發(fā)生水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠和鈣礬石及氫氧化鈣結(jié)晶體，而水化硅酸鈣凝膠與氫氧化鈣結(jié)晶體之間會有效交錯(cuò)在一起，從而形成空間結(jié)晶網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。與普通土壤的松散凝聚結(jié)構(gòu)相比較，空間結(jié)晶網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能夠賦予固土更加高的抗壓強(qiáng)度。與此同時(shí)，DKASS 固化劑作用下產(chǎn)生的鈣礬石針狀晶體結(jié)構(gòu)還能夠有效形成晶體骨架結(jié)構(gòu)，當(dāng)該晶體持續(xù)生長時(shí)，其會順延滲入到土團(tuán)顆?？p隙中，這樣一來就會產(chǎn)生對土體加筋的穩(wěn)固作用，幫助提升固化土體的強(qiáng)度。

在市政道路路基工程施工中，DKASS 固化劑的施工步驟包括了以下幾方面內(nèi)容：1）測量放線，市政道路路基工程施工單位要展開科學(xué)的測量放線工作，通過利用先進(jìn)的全站儀設(shè)備對中線位置進(jìn)行精確測量。同時(shí)在每隔10米的位置有效設(shè)置一排路樁。結(jié)合道路路基工程的實(shí)際要求，施工人員要準(zhǔn)確放出路基邊線，這樣能夠充分保障道路路基的邊坡穩(wěn)定性和壓實(shí)度，最大程度提升市政道路路基的整體施工質(zhì)量。此外，施工人員還需對道路路基密度、高程以及試驗(yàn)用土含水量展開測定工作，對現(xiàn)場土壤進(jìn)行加DKASS 固化劑用反鏟進(jìn)行反復(fù)攪拌直至均勻[4]；2）備土整平。在將DKASS 固化劑作用下的混合土進(jìn)行攤鋪施工前，現(xiàn)場施工人員首先要保證施工道路場地的平整清潔性，倘若道路本身就不夠平整，那么施工人員有必要操控推土機(jī)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場推平，這樣才能夠方便后續(xù)攤鋪施工作業(yè)的順利進(jìn)行；3）噴灑DKASS 固化劑并進(jìn)行濕拌?，F(xiàn)場施工技術(shù)人員要選擇出具有一定代表性的點(diǎn)進(jìn)行測試含水率，科學(xué)準(zhǔn)確計(jì)算出施工段所需的補(bǔ)水含量。接著計(jì)算出施工路段的實(shí)際體積，嚴(yán)格按照每立方應(yīng)加固化劑數(shù)量，明確該段路所需的固化劑用量。最后施工人員要將固化劑與水量一起倒入到曬水車中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，完全稀釋后即可噴灑在施工路段中。施工人員在操作噴灑土壤固化劑時(shí)可以優(yōu)先使用噴管式灑水車，充分保障土壤固化劑噴灑過程的均勻性；4）悶料與補(bǔ)水拌和。當(dāng)將DKASS 固化劑與其他材料混合攪拌在一起后，施工人員需要對其進(jìn)行悶料處理。其中沙土不能低于6h，粘土則不能低于10h，最長時(shí)間不能夠超過2d。悶料時(shí)間結(jié)束后，現(xiàn)場和施工人員還需對混合料進(jìn)行再次的含水率檢測工作，根據(jù)實(shí)際含水率情況確定是否要補(bǔ)水。接著，施工人員需要操作拌合機(jī)械設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場混合料的拌和作業(yè)，混合料拌和達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)示內(nèi)容是不存在花面、灰團(tuán)，混合料顏色保持一致，不會有素土夾層以及水分均勻散布在混合料中；5）固化土初壓和整平。在混合料拌和均勻之后，現(xiàn)場施工人員要及時(shí)使用操作推土機(jī)設(shè)備進(jìn)行首次排壓工作，在確保路基掛線的精確整平后，再使用平地機(jī)展開整型作業(yè)。施工人員在操作平地機(jī)進(jìn)行整平施工時(shí)，對于局部低洼位置要先用齒耙將其表層厚度耙松至5cm 以上，并且還需倒入新拌的混合料進(jìn)行填平。值得注意的是，施工人員在整平過程中要注意在光滑平面上展開薄層找補(bǔ)操作。在整型操作完成之后，現(xiàn)場施工人員要在最佳含水量狀態(tài)下展開壓實(shí)作業(yè)，并且要科學(xué)結(jié)合路基路寬、壓路機(jī)輪距的不同，合理制定不同的碾壓方案。相關(guān)施工人員可以通過科學(xué)使用振動壓路機(jī)，先靜壓一遍后再對路基固化土層進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。施工人員要嚴(yán)格遵循“先輕后重、先慢后快、先兩邊后中間、先靜壓后振動”的施工原則，盡量控制好振動壓路機(jī)的行駛速度，維持在1.5km/h-1.7km/h之間，在壓路兩三遍之后就可以進(jìn)行適當(dāng)提速了。

3 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前道路工程實(shí)踐施工中，土壤固化劑已經(jīng)得到了廣泛使用，其不僅能夠幫助施工單位降低工程施工造價(jià)成本，提高道路施工質(zhì)量和效率，還可以有效避免對周圍環(huán)境造成各種危害。因此，現(xiàn)代施工單位要結(jié)合道路實(shí)際情況，合理使用土壤固化劑，有效提升道路土壤的穩(wěn)定性和強(qiáng)度性。