土壤固化劑在公路工程中的經濟效益分析

周子兵

(黑龍江省隆興公路勘測設計有限公司)

土壤固化劑在我國已有近30年的應用歷史，最早應用于場站的建設之中，后來逐漸應用于公路建設之中。由于固化劑具有提高穩定土強度和節省造價的作用，在近年的公路建設中應用范圍日趨廣泛。就分布看，吉林省以南的省份應用較多，我省因其獨特的氣候特點應用相對較少，規模相對較小，大多處于研究試用階段。

土壤的固化實際上是用外摻劑，即土壤固化劑對土體進行物理、化學處理，改變土壤的組成，改善土體的工程力學性質，達到提高土體強度，改進土體壓實性的目的。由于土是來源最廣泛、開采最容易的工程材料，土壤固化技術具有很強的經濟價值，正是由于土壤固化劑的這些優勢，才促使其研制、開發不斷向前發展。我省的相當一部分地區，缺乏砂石材料，采用傳統的半剛性基層材料，既增加了施工難度，又增加了工程造價。由于土壤是最廉價的筑路材料，取材方便，儲量豐富，對土壤特別是粘性土進行固化處理，確保路面基層具有足夠的強度、抗凍性及水穩定性，減少病害，就能保證路面的使用壽命，降低工程造價，適應公路建設的需要。

目前，在我省的公路建設中基層結構的采用較為單一，在二級及以上等級公路中，無論是砂石豐富的地區還是砂石貧乏的地區，基層型式常見的有三種:一是采用水泥穩定砂礫;二是采用水泥穩定碎石;三是采用二灰碎石等。底基層往往采用水泥穩定砂礫。而對于三級及以下等級公路中，基層和底基層的結構出現分化，不再一律采用水泥穩定砂礫、碎石等結構，對于砂石材料豐富的地區，基層和底基層一般采用水泥穩定砂礫，底基層也有采用水泥穩定風化砂、水泥穩定碎石土等結構的，四級公路如農村公路一般直接采用水泥穩定山砂或水泥穩定碎石土作為基層，雖然這種結構在高等級公路中不采用，但對于等級較低的公路，由于交通量較小，投資有限，這種結構使用仍然非常廣泛;對于無砂石地區，基層一般采用水泥穩定砂礫或水泥石灰綜合穩定土，在低等級公路中(主要為農村公路)，采用的基層結構一般為:10%石灰土、6%水泥+4%石灰綜合土，很少有采用水泥穩定粒料結構的。可見，石灰土、水泥土一般用于等級較低的公路，在等級較高的公路中運用極少。目前在我省二級及以上等級的公路中，基本杜絕了石灰土和水泥土的使用，對無砂石地區的造價影響是非常大的，在財力上負擔很重，嚴重制約了無砂石地區公路建設的推進速度。

1 無砂石地區幾種基層結構的經濟效益對比

肇州試驗路幾種典型結構單方造價比較見表1所示，厚度均采用20 cm，表中單價采用的是建安費，主要材料單價采用省造價總站2010年上半年的綜合價格，土方運距按3 km計算。

表1 肇州試驗路不同配合比穩定土的造價比較

從上表可以看出，肇州試驗路水泥穩定砂礫單方造價最高，達到了78.32元/m2，與其缺少砂石緊密相關，素土+固化劑配合比的單價最低，但是該種配合比在水穩定性方面存在嚴重缺陷，在目前常用的固化劑中，具有類似問題，一般不能單獨用于路面結構的基層和底基層。在有石灰和水泥等無機結合料的參與下，固化土的強度、水穩定性和抗凍性都有明顯改善，在造價方面，各種配合比的單價遠遠低于水泥穩定砂礫的單價，石灰土類固化土單價降幅最為明顯，最多達到63.2%，最少也達到了51.6%，水泥石灰類降幅次之，最高58.9%，最低47.4%，若采用水泥類固化土，造價一般降幅在30%至40%之間。若作為基層使用，則適宜采用水泥石灰穩定類固化土或水泥穩定類固化土，前者宜適當提高水泥的劑量，以便用水泥類基層指標來衡量，而造價也要相對上升，但總體上較水泥穩定粒料類基層有較大的降幅，一般情況在35%左右。

2 有砂石地區幾種基層結構的經濟效益對比

賓縣試驗路幾種典型結構單方造價比較見表2所示，厚度均采用20 cm，表中單價為建安費，土的運距為1 km。

表2 賓縣試驗路不同配合比穩定土的造價比較

續表2

賓縣試驗路依然是水泥穩定砂礫的單價最高，素土+固化劑類型最低，水泥穩定風化砂次之，6%石灰+固化劑穩定土居中。一般情況下，在砂石料較為豐富的地區，土的來源是非常有限的，若運距大幅增加，固化土在造價方面的優勢就會變為劣勢，加上水泥穩定粒料在工程效果方面要優于固化土，因此，在砂石料較為豐富的地區，固化土在技術和經濟兩方面都不占優。

3 結語

綜合來看，固化劑的使用對基礎價格都有一定幅度的提高，在無砂石地區，對于交通量較低的農村公路，基層采用石灰土(水泥土)基本上是可以滿足要求的，如果強度方面稍微欠缺，可以采取適當增加水泥或石灰的劑量來解決，既經濟又便于施工。因此，在農村公路中，與傳統結構相比，固化土總體上優勢不明顯。而在等級公路(三級及以上)的建設之中，若能使用固化土替代常規的水泥穩定類結構，由于土的儲量豐富和來源的便捷性，固化土的經濟優勢便會充分發揮出來，可以較大幅度地降低工程造價，為無砂石地區節省資金，有效促進地方基礎設施的建設步伐，減少實施難度。因此，建議在高等級公路建設中積極探索固化土使用的可能性，改善固化土的水穩定性和抗凍性能，以便取代常規的水泥穩定砂礫或碎石基層，充分發揮固化土的經濟和社會效益。

［1］公路工程技術標準(JTG B01-2003)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)［S］.北京:人民交通出版社，2007.5 ～24.