土壤固化劑在道路基層中的應用研究

戴淼

摘要：土壤固化劑作為一種可以有效改善土壤力學性能的化學復合材料，因其良好的使用性能、簡便的施工工藝、綠色環保等優勢，在公路建設領域逐漸得到應用。本文結合工程實例，總結了土壤固化劑穩定土基層的施工工藝，通過試驗檢測其路用性能指標，并對與傳統碎石基層進行了對比，證明土壤固化劑在道路基層中具備較好的應用價值。

關鍵詞：土壤固化劑;路面基層; 性能指標

本文采用了新型土壤固化材料“路液”，以工程廢棄土方為基礎原材料，通過土壤固化形成致密結構層，替代水泥穩定碎石和二灰穩定碎石作為路面基層，以實現廢棄物再生利用，減少了砂石材料使用。

一、研究內容和意義

“路液”是中國科學院南京土壤研究所研制的一種新型土壤固化材料，采用高分子聚合物納米微粒技術，其共聚長鏈接觸土壤后會形成持久防水的半柔性固體矩陣結構，使土壤永久固化。基于此，我們結合正在實施的陜西省渭南市華州大道道路工程，設置試驗段50m，技術指標均嚴格按照道路工程相關指標控制，采用“路液”新型路基固化材料穩定土替代原有的二灰碎石和水泥穩定碎石基層使用，從而驗證該材料作為道路基層的使用性能，探究該新材料相比傳統材料的優勢。

二、實施方案

此次試驗應用依托的是陜西省渭南市華州大道（華州段）工程，該工程東起華州區西環路，西至赤水河，是連接渭南—華州的一條城市快速干道。道路為雙向六車道設計，路基寬度30米。本次選取的試驗段長50m，位于華州大道瓜坡鎮北沙村段（樁號 K17+040-K17+090）。路面基層原設計為20cm水泥穩定碎石+20cm二灰穩定碎石，本次試驗擬采用路液穩定土基層替代原有穩定碎石作為基層使用。路液穩定土基層厚度為40cm，分兩層進行攤鋪碾壓，上下攤鋪層各20cm。主要施工工藝為：下承層準備→施工放樣→攪拌、運輸→攤鋪整平→碾壓成型→養生。

（一）施工準備

1、原材料配比 華州當地土質為偏砂性土，施工前先在華州大道取土樣并送樣試驗，確定本次施工采用的材料配比（質量比）為素土：生石灰：水泥=100：5：5;料液投加（體積比）：土壤：料液=10000：5。

2、施工放樣

采用全站儀進行恢復中線。直線段每20米設一樁，平曲線每10米設一樁。在路邊緣外側0.5m設指示樁，進行水平測量。在指示樁紅漆線拉上鋼絲線，按路面結構的設計寬度撒白灰線，每側應超出設計寬度20cm，嚴格控制穩定土攤鋪系數在1.2～1.3之間。

（二）混合料拌合 本次試驗選用塊狀生石灰。首先用挖機對現場素土和生石灰按照100：5的比例進行初拌，灑水車用噴霧頭人工進行噴淋，對現場素土補充水分，灑水車進行噴淋，控制含水率在16%以內。拌合至生石灰充分消解后，重復測定含水率為15%。按照每立方米水摻加20kg路液固化劑的比例加入灑水車充分溶解，挖機自上而下將料堆翻挖，灑水車將路液水溶液均勻噴灑于料堆上，攪拌均勻后再次檢測含水率，控制含水率在15%左右。為防止水分流失，必要時可采用彩條布進行覆蓋。

水泥標號采用P.O42.5水泥，按照100：5的比例摻加入料堆充分拌合。技術人員對拌合后的穩定土進行取樣送檢，確保其含水率控制在最佳含水率以上0.5%～1%左右，以補償攤鋪和碾壓過程中的水分損失。

（三）混合料鋪筑 下承層處理完畢，用運輸車將穩定土拉運至指定路段卸車攤鋪，單層虛鋪厚度控制在25～27cm左右，用裝載機均勻攤開，再用平地機刮平，配合GPS嚴格控制高程。攤鋪完成后用26t壓路機全幅靜壓一遍，第二遍用1/3輪距輕振，第三遍用1/2輪距輕振，第四遍滿輪前振后不振，最后采用21t三鋼輪靜壓收光，至穩定土表面無明顯輪跡。壓路機碾壓速度應控制在1.7～2.0km/h之間，碾壓應由中心向兩側，由低處向高處進行，嚴禁壓路機在已完成或正在碾壓的路段上掉頭或急剎車。

首層20cm穩定土壓實后，即采用相同方式進行第二層20cm穩定土壓實。最終完成碾壓前應檢查穩定土外觀、高程、路拱達到設計要求，施工接縫應在第二段施工時將前段2～4m處挖除，以保證垂直接縫。

三、試驗檢測研究

（一）試驗方法及結果

1、現場取樣 路液穩定土養生7天后，方可進行取樣檢測。分別進行土壤擊實試驗、土密度（環刀法）試驗、無側限抗壓強度試驗和路面回彈彎沉試驗。

2、土壤擊實試驗 根據土壤擊實試驗報告，送檢穩定土樣品的最大干密度為1.81g/cm3，最優含水率為12.2%。

3、壓實度試驗 壓實度采用環刀法檢測，其中4個主要取樣點位測得的壓實度分別為98.3%、98.9%、99.4%、98.3%。

4、無側限抗壓強度試驗 現場取芯并送試驗室進行無側限抗壓強度試驗，共計50米每15米每斷面取2個共計6個點，鉆孔直徑100mm。試驗結果如表1。

5、回彈彎沉試驗 采用貝克曼梁法進行路基回彈彎沉檢測，每15米斷面分別進行左、右幅檢測。測得回彈彎沉平均值為25.25/100mm，代表彎沉值30.79/100mm。

（二） 與原設計的對比

1、原設計情況 原設計中水泥穩定碎石推薦配合比為：水泥：碎石集料=5：100，二灰穩定碎石配合比為：石灰：粉煤灰：碎石=8：17：75。原設計技術指標應符合以下碎石穩定基層技術標準：

*水泥穩定碎石，厚度20cm，設計壓實度≥98%，設計抗壓強度≥4Mpa，驗收彎沉值34/100mm

*二灰穩定碎石，厚度20cm，設計壓實度≥98%，設計抗壓強度≥0.8Mpa，驗收彎沉值74.9/100mm

2、性能對比 經對比，采用路液固化土替代水泥穩定碎石及二灰穩定碎石作為路面基層，其主要技術性能（壓實度、抗壓強度、回彈彎沉）指標均達到或超過原設計標準，滿足使用要求。

四、結語：

（一）路液土壤固化劑穩定土能充分達到或超過路面基層設計強度，替代傳統基層混合料作為路面基層，減少路面結構層次，簡化工序，顯著縮短工期。

（二）實現了大規模道路施工中的就地取土，經原料摻配、拌合、攤鋪、碾壓即可快速成型，固化時間短，強度增長快，有效提高了工程進度及質量。

（三）路液土壤固化劑的應用，避免了開山采石，減少了礦產資源的消耗，同時避免了原材料的長距離運輸，有利于環境保護，符合環保政策要求。

參考文獻：

[1] 孔恒，王凱麗，姜瑜等. 環保型土壤固化劑的現狀與發展策略[J]，市政技術，2019，02：237-239.