曲忠義

摘 要：復(fù)合穩(wěn)定土是一種能夠滿足路用技術(shù)指標(biāo)要求的半剛性材料其原理是采用水泥和石灰等粘結(jié)劑與土質(zhì)固化劑和土等建筑材料按一定比例均勻參配而形成的路面基層混合料。土質(zhì)固化劑有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益顯著。復(fù)合穩(wěn)定土具有因地制宜、就地取材，施工方便、縮短工期，成本低廉、降低工程造價(jià)，路用技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良等特點(diǎn)，是一種可以替代大量的粉煤灰、水泥、石灰和礫石以及碎石等傳統(tǒng)筑路材料的環(huán)境友好型人工合成材料，是路基基層工程可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型筑路技術(shù)之一，在市政、交通、水利、基礎(chǔ)處理等工程具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：復(fù)合穩(wěn)定土 土質(zhì)固化劑 堤路路基 水利工程

1.引言

土質(zhì)固化劑配置的復(fù)合穩(wěn)定土是一種人工合成材料，具有節(jié)約土地保護(hù)植被節(jié)省能源大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，復(fù)合穩(wěn)定土能夠滿足路用技術(shù)指標(biāo)要求的半剛性材料有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)等特點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益顯著。復(fù)合穩(wěn)定土具有因地制宜、就地取材，施工方便、縮短工期，綠色環(huán)保，成本低廉、降低工程造價(jià)，路用技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良等特點(diǎn)?？蓱?yīng)用于市政、交通、水利、基礎(chǔ)處理等工程。本文以松花江吉林省段治理工程中堤頂路面路基工程實(shí)例對(duì)土質(zhì)固化劑復(fù)合穩(wěn)定土工作原理、技術(shù)特點(diǎn)、施工方法、施工工序進(jìn)行工程應(yīng)用分析。

2.土質(zhì)固化劑復(fù)合穩(wěn)定土工作原理

2.1術(shù)語(yǔ)

土質(zhì)固化劑是指由多種表面活性劑和多種單分子水溶性無(wú)機(jī)材料組成、能夠與土顆粒發(fā)生化學(xué)交聯(lián)作用的復(fù)合物溶液。土質(zhì)固化劑能夠改善和提高土質(zhì)的技術(shù)性能。

根據(jù)結(jié)合材料的不同，復(fù)合穩(wěn)定土可分為石灰類復(fù)合穩(wěn)定土、水泥類復(fù)合穩(wěn)定土和水泥石灰類復(fù)合穩(wěn)定土等是一種能夠滿足路用技術(shù)指標(biāo)要求的半剛性材料。復(fù)合穩(wěn)定土拌制過(guò)程為將采用水泥和石灰等粘結(jié)劑與土質(zhì)固化劑和土等建筑材料按一定比例均勻參配而形成的路面基層混合料。

2.2復(fù)合穩(wěn)定土工作原理

復(fù)合穩(wěn)定土工作原理是使得土壤膠團(tuán)表面電流降能將土壤中大量的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來(lái)膠團(tuán)所吸附的雙電層減薄通過(guò)土質(zhì)固化劑與土壤混合后通過(guò)一系列物理化學(xué)反應(yīng)來(lái)改變土壤的工程性質(zhì)，顆粒趨于凝聚電解質(zhì)濃度增強(qiáng)體積膨脹而進(jìn)一步填充土壤孔隙在壓實(shí)功的作用下從而形成整體結(jié)構(gòu)使固化土易于壓實(shí)和穩(wěn)定達(dá)到常規(guī)所不能達(dá)到的壓密度，提高其強(qiáng)度、密實(shí)度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強(qiáng)度等性能，已滿足路用技術(shù)指標(biāo)要求。

3.復(fù)合穩(wěn)定土技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）縮短工期節(jié)約筑路成本：在無(wú)石料地區(qū)降低工程造價(jià)50%，經(jīng)大量工程實(shí)踐測(cè)算使用復(fù)合穩(wěn)定土可縮短工期約20%左右與使用傳統(tǒng)的路面基層材料筑路相比可節(jié)約筑路成本的30%左右。

（2）提高無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度：我單位所完成的大量工程經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)在不改變施工條件的情況下復(fù)合穩(wěn)定土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可提高40%左右。

（3）提高基層的耐久性及水穩(wěn)定性：復(fù)合穩(wěn)定土水穩(wěn)定性隨著試件齡期的增長(zhǎng)，水穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。對(duì)室內(nèi)試件和試驗(yàn)路的鉆件進(jìn)行180天和1年浸水觀察，未發(fā)現(xiàn)散解現(xiàn)象且強(qiáng)度損失較小。

（4）提高基層的凍穩(wěn)定性：結(jié)合季節(jié)性冰凍地區(qū)特點(diǎn)方面經(jīng)復(fù)合穩(wěn)定土凍融循環(huán)試驗(yàn)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

（5）節(jié)能環(huán)保：土質(zhì)固化劑屬于環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的高科技新材料稀釋后的固化劑水溶液無(wú)毒無(wú)害生產(chǎn)和使用均無(wú)污染。

（6）施工工藝簡(jiǎn)單：土質(zhì)固化劑滲透性好所用的施工機(jī)械和傳統(tǒng)筑路所用機(jī)械設(shè)備基本相同勞動(dòng)力需求量減少，與土的和易性好便于施工使土易于壓實(shí)施工人員只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗施工工藝簡(jiǎn)單。

（7）降低了后期養(yǎng)護(hù)成本可延長(zhǎng)道路使用壽命：經(jīng)過(guò)土質(zhì)固化劑處理過(guò)的土壤剪切強(qiáng)度等都得到很大提高，表層不受潮氣、霜凍或熱等自然條件的影響，其強(qiáng)度、CBR值、彎沉值和密實(shí)度以及回彈模量等工程技術(shù)指標(biāo)大大提高從而延長(zhǎng)了道路的使用壽命節(jié)省了工程維修成本。

（8）實(shí)用性廣泛：具有獨(dú)特的土質(zhì)固化效果和廣泛的實(shí)用性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑地基的處理以及公路工程的基層及底基層等領(lǐng)域。它比傳統(tǒng)的石灰和水泥等土壤膠結(jié)材料具有更好的環(huán)境效益和工程技術(shù)性能以及工程經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)勢(shì)同時(shí)還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠結(jié)材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題，

（9）使用方便易于儲(chǔ)運(yùn)：供應(yīng)半徑大高濃縮運(yùn)輸費(fèi)用低用量少且不爆炸不燃燒室溫下可儲(chǔ)存一年以上。

4.工程設(shè)計(jì)實(shí)例

4.1工程概況

2010年、2013年松花江干流發(fā)生洪水，洪水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，沿江一些村屯無(wú)防汛道路，在內(nèi)水圍困的情況下不能運(yùn)送物資搶險(xiǎn)，而堤防是抗洪搶險(xiǎn)的唯一交通道路，堤防筑堤材料多為壤土、砂壤土，在防汛搶險(xiǎn)期間，遇雨的情況下，堤防泥濘無(wú)法行車，給汛期交通、防汛物資運(yùn)送、工程搶修等帶來(lái)困難。修建堤頂路面。從而使汛期交通無(wú)阻，保證搶險(xiǎn)物資運(yùn)輸，并方便日常管理。因此堤防路面工程建設(shè)是非常必要的。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)堤防路面參照四級(jí)路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車速度為20km/h。

4.2路面基層設(shè)計(jì)

路面基層采用復(fù)合穩(wěn)定土基層，復(fù)合穩(wěn)定土基層厚20cm。設(shè)計(jì)配合比為水泥：石灰：土+固化劑=6：4：90+0.035%，水泥為42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，石灰為III級(jí)鈣質(zhì)消石灰，固化劑型號(hào)ZL-1A。復(fù)合穩(wěn)定土作為砼路面基層，我省市政和村村通道路工程應(yīng)用廣泛，復(fù)合穩(wěn)定土基層可以就地取材節(jié)省碎石用量，用新型工程材料土質(zhì)固化劑和無(wú)機(jī)結(jié)合料形成基層，替代了碎石用量，節(jié)省石材資源，降低工程造價(jià)。常規(guī)20cm厚碎石二灰基層造價(jià)為62元/m2，20cm厚復(fù)合穩(wěn)定土基層造價(jià)為52元/m2，較碎石二灰墊層節(jié)省投資約20%。吉林省2013年頒布了《復(fù)合穩(wěn)定土路面基層技術(shù)規(guī)范》（DB22/T1816-2013）。2011年10月該土質(zhì)固化劑在我省前郭縣松花江堤頂做了100m長(zhǎng)的試驗(yàn)段，經(jīng)各項(xiàng)檢測(cè)和實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)至今良好，2011年11月以土質(zhì)固化劑在水利堤頂?shù)缆饭こ讨械膽?yīng)用通過(guò)了吉林省科學(xué)技術(shù)廳組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定（證書號(hào)：吉料鑒定[2011]第610號(hào)）。采用復(fù)合穩(wěn)定土作為路面基層施工時(shí)，應(yīng)先期就地進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)一步確定復(fù)合穩(wěn)定土的配合比。

5.復(fù)合穩(wěn)定土路面基層施工工藝

復(fù)合穩(wěn)定土路面基層和底基層施工可采用路拌法和集中廠拌法。5.1路拌法施工工藝

（1）鋪土、鋪石灰。將經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的土、石灰，等距離、均勻地按施工配合比鋪置于下承層上。

（2）初步拌和。選用拌合機(jī)械沿路拌合、使石灰和土充分混合。

（3）噴灑固化劑稀釋液。調(diào)整壓力灑水車的液壓、速度、流量按每遍50%的劑量噴灑兩遍固化劑稀釋液。

（4）再拌和。合理控制拌和次數(shù)，達(dá)到拌和均勻且含水率最佳。

（5）整形。用推土機(jī)、平地機(jī)或人工等方法，根據(jù)指示樁標(biāo)記控制高程和界限，對(duì)拌和完成的混合料進(jìn)行整平。

（6）碾壓。合理配置壓路機(jī)、調(diào)整振幅、速度在結(jié)構(gòu)層全寬范圍內(nèi)不間斷地對(duì)整形后的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行壓實(shí)。

（7）養(yǎng)生。應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)目尚械酿B(yǎng)生方法，宜采用塑料薄膜蓋養(yǎng)生、薄膜上加素土或裸露灑水養(yǎng)生的方法，揚(yáng)聲器一般不少于7d。

5.2集中廠拌法施工工藝

（1）拌制拌和設(shè)備。設(shè)置配套完備、性能良好的拌合設(shè)備，建立拌合站。

（2）拌制固化劑稀釋液。根據(jù)設(shè)計(jì)用量和混合料的平均含水率進(jìn)行配置。

（3）拌制混合料。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)材料的含水率、調(diào)配適宜濃度的固化劑稀釋液，和材料一起在拌制缸中均勻拌和。

（4）運(yùn)輸。應(yīng)及時(shí)將混合料運(yùn)至施工路段，施工環(huán)境氣溫高或陰雨時(shí)應(yīng)應(yīng)采用苫蓋等措施，以防止混合料含水率發(fā)生變化。

（5）攤鋪。根據(jù)混合料的松鋪厚度，采取掛線控制、跟蹤檢測(cè)的措施，用性能良好的攤鋪機(jī)，一次成型平鋪于施工路段。

（6）碾壓。合理配置壓路機(jī)、調(diào)整振幅、速度在結(jié)構(gòu)層全寬范圍內(nèi)不間斷地對(duì)整形后的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行壓實(shí)。

（7）養(yǎng)生。應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)目尚械酿B(yǎng)生方法，宜采用塑料薄膜蓋養(yǎng)生、薄膜上加素土或裸露灑水養(yǎng)生的方法，揚(yáng)聲器一般不少于7d。

6.結(jié)語(yǔ)

復(fù)合穩(wěn)定土是一種能夠滿足路用技術(shù)指標(biāo)要求的半剛性材料。復(fù)合穩(wěn)定土具有因地制宜、就地取材，節(jié)省資源、能源，節(jié)約土地，保護(hù)植被，減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，綠色環(huán)保，成本低廉、降低工程造價(jià)，施工方便、縮短工期，路用技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良等特點(diǎn)。有利于工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，符合我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。復(fù)合穩(wěn)定土在市政、交通、水利、基礎(chǔ)處理等工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。

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