粉土地區路面結構及施工技術研究

任波

摘要 隨著我國經濟的快速發展，我國在交通建設方面發展的狀況日新月異。經濟的發展推動了運輸業的迅猛發展，這也對我國的公路交通運輸網絡提出了嚴峻的挑戰。由于之前一些地區由于經濟原因，舍棄了在粉土地區修建公路的方案，隨著經濟的發展，粉土地區修建公路逐漸成為我國交通運輸網建設的重點地區。粉質土由于具有結構松散，水穩性差等特點在建設公路過程中對公路的結構強度、抗疲勞性以及結構剛度產生了極大地影響。本文通過對現有的粉土地區公路施工技術進行研究并結合試驗以及實際工作經驗對粉土地區路面結構以及施工技術進行了以下幾點研究：1）通過對粉土地區穩定土加固技術進行相應的理論研究與分析，研究了不同的施工技術在理論上的優缺點；2）通過經驗總結與數據分析，對實際工作經驗進行相應的總結得到了對粉土地區路面施工技術有明顯作用的施工技術；3）利用試驗驗證與有限元分析等技術對改進的粉土地區施工技術進行研究與分析，驗證其可行性與可靠性。

關鍵詞 粉土地區；公路施工技術；有限元分析；施工技術研究；試驗驗證

中圖分類號 U4 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）04—0115—01

1概述

近幾年來伴隨著我國經濟的快速發展，我國的交通運輸量也逐漸增大。交通量的迅速增長直接對我國粉土地區的公路的公路的強度以及耐久性提出了巨大的挑戰。粉質土地區公路路面施工技術遇到了發展瓶頸，難以在技術指標與造價指標上找到平衡點。

由于公路路面的基層與底基層是公路面層結構中的主要承重結構。如果基層與底基層的強度以及抗疲勞性偏弱，在車輪的反復荷載作用下會直接影響到公路的使用壽命。粉質土由于自身性質過于松散，粘結性差等因素。在路基施工中會由于自身特性導致路面結構層強度降低，疲勞特性衰減速度加快等問題的出現。針對這一地區，在進行公路的設計與施工過程中，主要是將水泥或者生石灰拌入粉質土中將粉質土進行改性處理。

2粉質土地區穩定層加固技術研究

隨著交通量的逐漸增大，我國在汽車載重以及軸重方面也隨之增加。針對這一因素對公路承重層的要求，粉土地區對穩定層的加固技術直接決定了在施工過程中公路質量的好壞。

2.1粉質土地區穩定層加固方法研究

在粉土地區施工中，會結合實際施工采用不同的施工技術對粉土土質進行處理。根據具體施工條件與土質情況有以下幾種施工處理方式：1）水泥穩定土。在粉質土中摻加一定數量的水泥后，經過對混合料拌合并整形壓實后進行養護。采用這種拌合方式可以采用普通水泥、硅酸鹽水泥。在有時間要求的搶險工程或者軍事工程中可以提高造價，采用礬土水泥與快硬早強水泥；2）石灰穩定土。石灰穩定土是在粉質土中摻加生石灰然后加水拌和，最后整形碾壓養護。經過摻拌后，石灰電離出的鈣離子與粉質土中的鈉、鉀離子發生化學反應最終絮聚現象，從而增強粉質土的強度，降低了粉質土的塑性；3）摻加固化劑、水泥與石灰拌合方式。隨著我國材料技術的進步，大量的固化劑被公路施工所引用，在進行施工之前可以將設計要求的固化劑按照一定比例摻入粉質土中，拌合碾壓，最終可以增強混合料的強度與剛度；4）水泥粉煤灰拌合。粉煤灰由于自身白重小、抗剪切能力強、強度大等優點常常在粉質土地區施工過程中與水泥一同摻加進粉質土中進行拌合，最終得到強度大自重小的混合料。

2.2粉質土加固方法優劣性研究

由于我國幅員遼闊，且地理環境復雜，上述粉質土加固方法在公路施工過程中均難以有效地滿足施工要求。根據對理論分析并集合具體施工總結我們可以認為各種粉質土加固方法有以下幾項優缺點：1）水泥穩定土加固方式。水泥穩定土在施工過程中具有穩定性好、剛度高等特點。在粉質土地區修建對承載能力要求較高的公路時，可以采用該種加固方式。但是由于水泥穩定土的自身性質，這種加固方式溫縮性交差，極易產生溫縮裂縫；2）石灰穩定土加固方式。采用石灰土加固的粉質土地區抗壓強度、抗拉強度、剛度以及水穩性較好。但是由于石灰本身強度小，強度調節范圍有限，難以有效提升加固系數；3）摻加固化劑、水泥與石灰拌和加固方式：摻加固化劑、水泥與石灰對原有粉質土進行拌合可以有效地增加原有土質的強度、剛度以及水穩性，屬于較好的加固方式。主要缺點在于造價較高，只有在投資額較為寬裕的標段與一些對加固處理要求較高的地段可以采用這種加固方法，適用范圍窄。4）水泥粉煤灰拌合加固法：粉煤灰作為優質的路基填料在進行粉質土加固時可以在摻加水泥后明顯的增加粉質土的粘結性，并保證水穩性與整體性。但是在進行粉煤灰摻加時應當提前做防污染處理，并且在進行加固后要做封邊土以保證整體性，工序較為繁瑣。

3粉質土地區加固技術改進研究與驗證

由于粉質土加固技術多局限于具體施工地區內的土質，并沒有完整的整理出一套系統的適合大多數粉土地區土質改良的通用型圖紙改進技術。本文根據常年施工經驗以及理論分析研究對粉質土地區加固技術。1）粉質土地區加固技術研究。根據不同粉質土地區的不同土質結合實際施工對粉質土加固技術進行相應的改進，以保證經過改進后的粉質土加固技術可以滿足我國大多數地區的粉質土處理要求。具體技術改進措施如下：（1）根據對我國大多數不同地區的粉質土進行液限指數、塑性指數以及擊實效果測試，選定液限為26.6，塑性指數為8.1、內摩阻角為30.6。的粉質土作為代表土樣進行處理。在實際施工過程中，如果粉質土性質相差過大時，可以按照上述粉質土性質進行標準化試驗，并根據實際情況套用修改系數，修改系數參考0.9～1.1；（2）隨著新材料的進步，大量新型的固化劑被引入粉質土加固技術中。為了保證對不同類型粉質土加固的效果并保證加固工作的成本控制在合理范圍內，建議采用美國生產的EN-1型快速筑路劑。并保證使用劑量，且在使用固化劑時保證固化劑參數為：沸點為282，比重為1.36；（3）針對改進后的試劑品種與試劑計量，原有的拌和加固方案也需要進行相應的改進，根據長期工作經驗總結可以將原有的施工加固方案進行調整。具體加固方案為石灰：粉煤灰：EN-1：粉土=8：4：4：92。按照這個質量比例進行拌合。

2）粉質土地區加固技術效果驗證研究。按照改進后的技術對粉質土進行加固處理，然后根據試驗結果對比得到了以下幾點數據對比：（1）通過試驗對比，我們可以根據試驗數據的對比得到利用新方法進行粉質土公路路面改良技術處理后可以有效地改良粉質土的性質，具體試驗數據滿足規范要求；（2）通過利用新技術對粉質土進行改良，利用試驗測試溫縮系數，我們發現經過新技術進行改性處理的粉質土層的溫縮系數小于傳統改良技術改性處理的溫縮系數；（3）經過試驗對比可以發現新技術改良后的路面以及各結構層在干縮性能方面有著更好的工程特性。根據實驗結果我們可以看到采用新技術進行改良后的路面結構層在穩定性方面要明顯由于原有技術，并且相對穩定系數較??；（4）通過實際施工驗證我們可以看到經過新技術改良后的粉質土路面結構層處理方法在造價方面比原有技術提高了5%，但是在后期養護費用方面相應的可以降低40%?？傮w造價方面降低了近13%，在長期經濟效益方面更加具有可行性。

4結論

本文通過對粉質土地區公路路面結構層施工技術進行研究，講理論分析與實際工作經驗總結提出了相應的粉質土加固技術改良方法，并利用試驗驗證得到了其優于原有技術的結論。