土壤改性劑在機場道路建設中的應用

鄭慧 仇葉云 楊凱

摘 ?要：在基于南京祿口國際機場土壤進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度影響，確認在3.5%的生石灰、4.5%的水泥、0.1%土壤固化劑條件下，土壤的無側限抗壓強度達到5.6MPa，達到道路建設應用需求。

關鍵詞：土壤改性;最佳含水率;無側限抗壓強度

中圖分類號：U414 文獻標志碼：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

隨著我國道路建設標準的完善，對道路用土石資源[1]的綜合性能提出了更高的要求。為滿足道路的建設需求，工程隊將棄土、棄渣運走并從從土地資源較好的區域進行開山采石、挖河采砂作業，對當地的資源、環境、生態造成難以恢復的影響，同時產生高額的運輸費用。自國務院出臺實施《土壤污染防治行動計劃》后，進一步規范對土石資源的管理，極大增加了機場內部道路建設的難度及成本。采用機場內部廢棄的土方，對其進行改性并用于機場道路建設變得十分必要。

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

1 實驗部分

1.1 主要原料

機場土壤（下稱素土），南京祿口機場場內采集;生石灰，工業級，廠家：南京堅能建材有限公司;水泥，工業級，標號：425#，廠家：南京堅能建材有限公司;土壤固化劑，工業級，牌號：RE-3.0，采購自：江蘇路業新材料有限公司。

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;電熱鼓風干燥箱，型號：DHG-9423A，上海精宏實驗設備有限公司;高精度水分測試儀，型號：FBS-750A，廈門市弗布斯檢測設備有限公司;標樣制備器，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：公路土工試驗規程中第16章節：土的擊實試驗，分別將拌合均勻的樣品土擊實，并記錄數據。

（3）將擊實后的土塊取出，放置在高精度水分測試儀內測試實際含水率。

1.3.2 標準土樣塊的制備

參考JET E51-2009：公路工程無機結合料穩定材料試驗規程中 T 0843-2009 無機結合料穩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圓柱體標準土樣塊。并密封溫保養7天。標準樣塊組成見表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 標準土樣塊無側限抗壓強度測試

參考JET E51-2009：公路工程無機結合料穩定材料試驗規程中 T 0805-1994 無機結合料穩定材料無側限抗壓強度試驗方法，將浸泡24小時后的標準土樣塊放置在石灰石壓力測試儀上，測試其無側限抗壓強度。

2 結果與討論

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系曲線，以峰之點確認素土的最佳含水率。

經圖1數據分析，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準樣塊的無側限抗壓強度，記錄數據見表3。

2.2.1 生石灰用量對改性土壤性能影響

依據上述標準樣塊無側限抗壓強度，整理數據見表4。

隨著生石灰含量增加，改性土壤無側限抗壓強度略有升高，但不明顯。

2.2.2 水泥用量對改性土壤性能影響

依據上述標準樣塊無側限抗壓強度，整理數據見表5。

水泥含量增加，改性土壤的無側限抗壓強度有升高。

2.2.3 土壤固化劑對改性土壤性能影響

依據上述標準樣塊無側限抗壓強度，整理數據見表6。

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

3 結論

（1）土壤改性劑對素土強度增強的影響程度為：土壤固化劑>水泥>生石灰。

（2）針對南京祿口機場，當添加素土3.5%的生石灰、4.5%的水泥、0.1%的土壤固化劑，加入水，將含水率調至17.61%時，改性土的綜合性能較優，其無側限抗壓強度達到5.6MPa以上，已達到高速公路的應用要求。

參考文獻：

[1]劉宇，等.變棄土棄渣為土石資源緩解城市渣土圍城困局的思考[J].水土保持，2018（2）：38-39.

[2]跆連河，張家平.新型道路建筑材料[M].北京：化學工業出版社，2003.

[3]譚文英，汪益敏，陳頁開.土固化材料的研究現狀[J].中外公路，2004，24（4）：169-172.

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