土壤改性劑在機(jī)場道路建設(shè)中的應(yīng)用

鄭慧 仇葉云 楊凱

摘 ?要：在基于南京祿口國際機(jī)場土壤進(jìn)行最佳含水量測試后，研究分析生石灰、水泥、土壤固化劑含量對土壤抗壓強(qiáng)度影響，確認(rèn)在3.5%的生石灰、4.5%的水泥、0.1%土壤固化劑條件下，土壤的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到5.6MPa，達(dá)到道路建設(shè)應(yīng)用需求。

關(guān)鍵詞：土壤改性;最佳含水率;無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

中圖分類號：U414 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0182-03

Abstract： On the basis of testing the optimal soil moisture content of Nanjing Lukou International Airport， the influence of contents of quicklime， cement and soil curing agent on the soil compressive strength was studied. It was confirmed that the unconfined compressive strength of the soil reached 5.6 MPa under the conditions of 3.5% quicklime， 4.5% cement and 0.1% soil curing agent， thus meeting the application demand of road construction.

Keywords： soil modified; optimum moisture content; unconfined compressive strength

隨著我國道路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的完善，對道路用土石資源[1]的綜合性能提出了更高的要求。為滿足道路的建設(shè)需求，工程隊將棄土、棄渣運走并從從土地資源較好的區(qū)域進(jìn)行開山采石、挖河采砂作業(yè)，對當(dāng)?shù)氐馁Y源、環(huán)境、生態(tài)造成難以恢復(fù)的影響，同時產(chǎn)生高額的運輸費用。自國務(wù)院出臺實施《土壤污染防治行動計劃》后，進(jìn)一步規(guī)范對土石資源的管理，極大增加了機(jī)場內(nèi)部道路建設(shè)的難度及成本。采用機(jī)場內(nèi)部廢棄的土方，對其進(jìn)行改性并用于機(jī)場道路建設(shè)變得十分必要。

本論文以南京祿口機(jī)場道路建設(shè)項目為例，采用生石灰、水泥、土壤固化劑對機(jī)場內(nèi)部土壤進(jìn)行改性[2]，測試各組分對土壤改性的最佳比例，為國內(nèi)機(jī)場道路建設(shè)提供參考建議。

1 實驗部分

1.1 主要原料

機(jī)場土壤（下稱素土），南京祿口機(jī)場場內(nèi)采集;生石灰，工業(yè)級，廠家：南京堅能建材有限公司;水泥，工業(yè)級，標(biāo)號：425#，廠家：南京堅能建材有限公司;土壤固化劑，工業(yè)級，牌號：RE-3.0，采購自：江蘇路業(yè)新材料有限公司。

1.2 實驗儀器

多功能電動擊實儀，型號：YDT-Ⅱ型，滄州科興儀器設(shè)備有限公司;百分位電子天平，型號：A-1，無錫英衡電子有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱，型號：DHG-9423A，上海精宏實驗設(shè)備有限公司;高精度水分測試儀，型號：FBS-750A，廈門市弗布斯檢測設(shè)備有限公司;標(biāo)樣制備器，滄州兆龍中科建筑儀器有限公司;石灰石壓力試驗儀，滄州兆龍中科建筑儀器有限公司。

1.3 樣品制備

1.3.1 測試土壤最佳含水率

（1）將素土經(jīng)高精度水分測試儀測定含水率后，分別按照2%含水率增加量配5份樣土，樣土具體組成見表1：

（2）將上述5個樣品土，參考JET E40-2007：公路土工試驗規(guī)程中第16章節(jié)：土的擊實試驗，分別將拌合均勻的樣品土擊實，并記錄數(shù)據(jù)。

（3）將擊實后的土塊取出，放置在高精度水分測試儀內(nèi)測試實際含水率。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)土樣塊的制備

參考JET E51-2009：公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程中 T 0843-2009 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試件制作方法（圓柱形），將素土與生石灰拌合均勻后，密封保存72小時，然后加入水泥、土壤固化劑以及適量的水，使改性土達(dá)到最佳含水率。將上述混合土拌合均勻后，制作直徑*高=Φ50mm*50mm圓柱體標(biāo)準(zhǔn)土樣塊。并密封溫保養(yǎng)7天。標(biāo)準(zhǔn)樣塊組成見表3。

1.4 測試與表征

1.4.1 素土最佳含水率的測試

將不同含水率的5個素土樣品，以含水率W1為X軸，干密度ρ干為Y軸，找出峰值點為最大干密度處，對應(yīng)的X軸點即為最佳含水率。其中素土樣品含水率為實測，最大干密度的計算方法為：

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)土樣塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試

參考JET E51-2009：公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程中 T 0805-1994 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗方法，將浸泡24小時后的標(biāo)準(zhǔn)土樣塊放置在石灰石壓力測試儀上，測試其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

2 結(jié)果與討論

2.1 素土最佳含水率

按照2%含水率增加量配5份樣土，測試結(jié)果見表2：

以實際含水率為X軸，干密度為Y軸，作圖畫出含水率與干密度關(guān)系曲線，以峰之點確認(rèn)素土的最佳含水率。

經(jīng)圖1數(shù)據(jù)分析，該素土的最大干密度為1.80g/cm3，其最佳含水率為：17.61%。

2.2 各組分對素土性能影響

按上述方法分別測試標(biāo)準(zhǔn)樣塊的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù)見表3。

2.2.1 生石灰用量對改性土壤性能影響

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)樣塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，整理數(shù)據(jù)見表4。

隨著生石灰含量增加，改性土壤無側(cè)限抗壓強(qiáng)度略有升高，但不明顯。

2.2.2 水泥用量對改性土壤性能影響

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)樣塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，整理數(shù)據(jù)見表5。

水泥含量增加，改性土壤的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度有升高。

2.2.3 土壤固化劑對改性土壤性能影響

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)樣塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，整理數(shù)據(jù)見表6。

土壤固化劑的使用可明顯提升素土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。但隨著用量的增大，上升幅度減緩。

3 結(jié)論

（1）土壤改性劑對素土強(qiáng)度增強(qiáng)的影響程度為：土壤固化劑>水泥>生石灰。

（2）針對南京祿口機(jī)場，當(dāng)添加素土3.5%的生石灰、4.5%的水泥、0.1%的土壤固化劑，加入水，將含水率調(diào)至17.61%時，改性土的綜合性能較優(yōu)，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到5.6MPa以上，已達(dá)到高速公路的應(yīng)用要求。

參考文獻(xiàn)：

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[4]彭波，袁健安.固化劑加固土的研究[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報，1998（7）：56-59.