固化劑改良土在道路工程中的應用

程云

中鐵武漢大橋工程咨詢監理有限公司

固化劑改良土在道路工程中的應用

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下直接和土粒狀的粘土礦物成分或膠結土粒的表面發生物理反應，最終形成膠結物質的一種改良劑，可使土壤的性能提高。根據用途不同，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；應用

1 固化劑的施工工藝

固化劑有一定的水溶性，因為它的組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行折算，使之成為最理想的含水量，并且再加入一些水同時投入施工，而且施工操作簡單，具體操作如下。

1.1 施工前的準備工作

①根據施工方案來進行灰劑量標準曲線、原材料、強度、混合料配合比、標準擊實等各種試驗；②土壤在施工現場采集，要求土壤塑性指數為8～26；③使用生石灰之前，提前9天左右將其徹底消解，達到標準含水量，然后用直徑為1cm的篩子將生石灰里的殘渣篩除干凈；④計算土壤的含水量是否與固化劑混合料的標準含水量相符；⑤固化劑與石灰的使用量需結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

布設道路路基的中線，標樁在直線段上每隔15m～20m左右設置，平曲線段每隔10m～15m設置，同時在兩旁的路肩邊緣設置標樁并且標記樁號，之后將相應樁號的路基邊緣設計標高測量出來。石灰的攤鋪厚度需要根據其配合比、固化劑石灰土的最大干密度、厚度計算，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

石灰土使用路拌機拌和均勻，標準是拌和后的顏色與石灰土的顏色一致，路拌機速度＜3km/h，不能出現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，同時混合料的含水量要高出標準含水量的1%～2%。當道路的縱坡超過20%的時候，需要密切配合，以防固化劑濃縮液流失，導致配合地不均勻。

1.5 濕拌和路基的整形

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

1.6 碾壓

當混合料的路基整形完成后，在其最理想的含水量的時間內壓實路基，如果路基的表層含水量不夠，應該先灑水，再壓實。第一遍使用三輪壓路機靜壓，需180kN以上，第二遍使用振動壓路機壓實。碾壓過程中重疊的部分是1/2的輪寬，至少重復碾壓四次，直至后輪超過兩段的接縫位置，再使用三輪壓路機將其壓實成光面，嚴格控制壓路機，使之速度低于3km/h，道路沒有碾壓成型時，禁止做急剎車或調頭的動作，直至符合壓實度的標準為止，即碾壓的路基表面沒有明顯的車輪痕跡。

1.7 養護

當路基碾壓結束后，應在第一時間內使用固化劑的水溶液進行噴灑封層，要求噴灑地均勻且沒有遺漏處，之后至少養護一周，期間持續不斷地進行灑水。

2 道路工程中應用固化劑的注意事項

(1)比如路拌法中使用灑水車進行實地噴灑時，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攪拌均勻，以至于是施工時出現軟漿問題，最終路面干燥之后固化地不夠均勻。根據室內和工地試驗結果來分析原因，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候，則應該輔以刮平機來大面積地拌和。

(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使用要求，比如承載能力、抗壓強度以及回彈模量等，摻入量越多，物理力學的指標就應越大。若固化劑的摻入量超過了8%，但在12%以內，應在保證土質的同時，盡可能降低道路工程的造價。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。比如產于美國的Soilrock，EN-1,top-seal、產自日本的Aughtset系列固化劑、產于澳大利亞的Roadbond（r），Roadpacker（r）、產于南非的CON-AD與ISS固化劑等。另有學者提出使用粉煤灰、混凝土粉末、火山灰土、紙漿渣對有機質與含水量較高的土壤進行固化；另有學者使用石灰與粉煤灰對石灰質的膨脹性粘土進行固化。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，而且穩定性強，固化后的土壤力學性能與抗滲性均比較滿意，從技術經濟指標方面看，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保經濟，還能提高土壤的性能，采用改良土施工的道路無論是強度還是道路的使用性能，都可滿足相關規范標準。所以土壤固化劑應該在道路工程、堤防工程、建筑工程中推廣使用，發揮其環保、經濟的優勢。

[1] 姜利,邢志強.路邦EN-1固化劑穩定土路用性能試驗研究[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用分析[J].科技與生活,2010,(7):145+217.