[12-11 16:59:19] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3490次
摘 要：针对城市道路路基、基层处理中，水泥、石灰及粉煤灰固化土存在的缺陷．对土壤固化剂在道路路基及基层中的应用进行研究。以空客A320总装线配套工程道路路壤土为研究对象，进行了击实试验，室内无侧限抗压强度试验，CBR承载比、回弹模量试验，探讨了土壤同化剂对土壤慢度及水稳性的影响。根据试验结果提出空客A320道路路基处理方案，并确定了保证施工质鞋的控制指标，为土壤固化剂在路基处理中的大面积应用提供技术支持。
关键词：土壤固化剂 路基处理 道路基层 室内试验
在城市道路路基处理中，采用水泥、石灰或粉煤灰对道路路基、基层土壤进行固化处理的措施远未达到理想的效果。因此，探求一种能改善土壤水稳性、增加强度、降低干缩性的添加剂是极其必要的。
空客A320系列飞机总装线项目选址于天津滨海新区。该项目为国内最大的外方投资项目。
空客A320总装线配套工程建设场地属海相与陆相交互沉积地层，属于典型的软弱土地基。A320总装线运输车辆均为运输大件的车辆，极其不利于市政基础设施建设，因此软土地基处理成为空客A320总装线场区道路、排水、桥梁建设一个首要的关键技术问题。
在空客A320道路路基处理中，针对大件车辆做好路基及基层的处理，探讨采用土壤固化剂加固现场土，以提高路基强度及水稳性，同时充分利用现场土避免远运造成巨大的浪费。
土壤固化剂是20世纪90年代由美国和日本传人我国的，其特点是可以充分利用当地土壤，适当少量添加无机辅料和土壤固化剂，使土壤由亲水性改变成疏水性，从而提高土壤的耐水性和抗压强度[1]，以方便施工和降低成本。天津市市政工程设计研究院滨海分院与天津大学建筑工程学院联合，进行土壤固化剂应用于路基处理的试验研究，通过室内试验和试验路段的验证，将土壤固化剂应用于空客A320总装线配套工程中。
1 试验材料
经筛选比较，试验中确定采用路邦土壤固化剂作为空客A320总装线配套工程路基同化材料。
路邦土壤固化剂是一种内浸性材料的液体固化剂。它能将土壤中的矿物质和土壤分子分解，使其重新结晶，产生新的化学键，从而形成土壤固化层使土壤由亲水性改变成疏水性[1]。试验采用325号普通硅酸盐水泥、消石灰、一般自来水、空客现场土。
2 试验研究过程
首先测定现场土壤物理特性。依据．JTJ051—1993《公路土工试验规程》、JTJ057一1994《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》、CJJ／T80一1998《固化类路面基层和底基层技术规程》进行试验。
2.1 击实试验
对空客现场土进行密实度试验，通过曲线拟合的方法得出素土干密度与含水量的关系曲线(见图1)，
图1 土壤含水量一干密度关系曲线
确定该土壤的最大干密度为1.8 1 g/cm3，最佳含水量为16.52%。用同样的方法得出(现场土95％+水泥2％+石灰3％+固化剂)无机辅料稳定土的干密度与含水量的关系曲线(见图1)，最大干密度为1.87 g/cm3，最佳含水量为15.64％。
2.2 无侧限抗压强度试验
添加固化剂，按照试验规程要求制作不同辅料配比、不同压实度、不同含水量的φ50 mm×50 mm试件。土壤混合料试件的含水量均比最佳含水量大1％～2％。养护6 d后浸水24 h。
2.2.1 与压实度的关系
分别对三组不同配比无机辅料添加固化剂后的稳定土试件，在不同压实度情况下的无侧限抗压强度进行了试验，试验结果见表1和图2。
表1 三组不同配比试件在不同压实度情况下的无侧限抗压强度
注：等效质量=试件质量×50mm，试件高度(mm)。
图2 三组不同配比试件的无侧限抗压强度与压实度关系曲线
分析试验结果可知，无侧限抗压强度随压实度的提高而增大，两者呈线性关系。96％空客现场土添加4％石灰和路邦固化剂作为路床无机稳定土时，若压实度大于90％，则抗压强度可大于0.82 MPa。该强度已满足高速公路或一级公路底基层7 d抗压强度大于0.8 MPa的要求。95％空客现场土添加2％水泥、3％石灰和路邦同化剂作为底基层时，若无侧限抗压强度要达到1.5 MPa，压实度需要达到95.5％。94％空客现场土添加3％水泥、3％石灰和路邦固化剂作为基层时，若无侧限抗压强度要达到2.5 MPa，压实度至少需要达到97.6％。试验结果表明，压实度对保证工程质量具有重要的意义，试验总结出的无侧限抗压强度与压实度关系曲线可为道路施工中的质量控制提供参考。www.tmgc8.com
2.2.2 与龄期的关系
对不同辅料配比重新制作试件，分别养护14 d、28 d后，浸水24 h做无侧限抗压强度试验，测定抗压强度与龄期的关系。试验结果(见表2)表明抗压强度随龄期的增长而提高。
表2 不同辅料配比不同龄期试件的无侧限抗压强度试验结果
2.2.3 与固化剂的关系
对相同辅料配比不加固化剂与添加固化剂的试件做无侧限抗压强度试验(均为φ50 mm×50 mm试件)，可以了解固化剂对无侧限抗压强度的影响。试验结果(见表3)表明：4％水泥+6％石灰+90％空客现场土添加路邦土壤固化剂试件比不添加路邦土壤同化剂试件的7 d无侧限抗压强度提高15％左右；3％水泥+3％石灰+94％空客土添加路邦土壤固化剂试件比不添加路邦土壤固化剂试件的7 d无侧限抗压强度提高11％左右；固化剂的作用主要体现在后期，随着龄期的增长，添加土壤同化剂的稳定土强度显著提高，且不因为地下水的侵入而降低强度。
表3 固化剂对无侧限抗压强度的影响试验结果
2.3 固化剂对试件水稳性的影响
对添加固化剂和不添加固化剂的试件，在制作后立即进行长时间浸水试验(浸水90 d)。试验结果证明，在长期浸水条件下，南于同化剂改善了土壤的水稳性，由原来的亲水性的稳定土转变为疏水性的稳定土，掺加固化剂的稳定土强度仍然很高，而未掺加固化剂的稳定土在长期浸水条件下逐渐水解而失去了板体，成为松散体，强度大大降低。
2.4 CBR承载比试验和回弹模量试验
按照《公路土工试验规程》选择合适的配比，加入土壤固化剂用击实法制作φ150 mm×150 mm试件，分别养护6 d，浸水24 h后进行CBR承载比试验和回弹模量试验，测定固化土的有关设计参数。对2％水泥+3％石灰+路邦同化剂+95％空客现场土和4％石灰+路邦同化剂+96％空客现场土稳定土试件进行CBR承载比试验和回弹模量试验。试验结果表明，上述配比满足高速公路或一级公路底基层7d抗压强度大于0.8 MPa的要求，满足公路路基对CBR承载比和回弹模量的要求。
3 空客A320路基处理方案确定
根据以上试验结果，针对大件车辆荷载要求(根据荷载计算，路基处理后强度应达到40 MPa)，并结合不同处理层提出不同的压实度要求，确定空客A320路基处理方案如下。
如当开挖路面结构层底面以下1.1 m深度后经压实，压实度大于90％后，采用如下处理措施：土工格栅+50 cm碎石+20 cm土壤同化剂固化石灰土(4％石灰)+20 cm土壤固化剂固化石灰土(5％石灰)+20 cm土壤固化剂固化水泥石灰土(3％水泥+3％石灰)。
4 试验结论
对空客A320总装线配套工程进行了大量的土壤固化剂固化土试验研究，得到以下研究结果。
1)使用空客现场土添加适当辅料和土壤同化剂作为路基处理土能够满足道路路基强度要求，大大增加路基的水稳性，同时可避免远运换土。
2)确定了空客A320配套工程路基处理方案及质量控制指标：土工格栅+50 cm碎石+20 cm土壤固化剂固化石灰土(4％石灰)+20 cm土壤固化剂固化石灰土(5％石灰)+20 cm土壤固化剂固化水泥石灰土(3％水泥+3％石灰)。现场土添加4％石灰和路邦固化剂稳定土做路基处理，当压实度大于90％，其抗压强度可大于0.80 MPa；现场土添加3％水泥、3％石灰和路邦同化剂做底基层，当压实度达到95.5％以上时，其无侧限抗压强度可大于1.5 MPa；现场土添加3％水泥、3％石灰和路邦固化剂作为基层，若无侧限抗压强度要达到2.5 MPa，压实度必须控制在97.6％以上。
参考文献
[1]柯劲松．EN—l土壤路基同化剂及应用[J]．新型建筑材料，1995(4)．
王新岐1，胡 军2，徐京阔2，任翠青2， 李长升2
(1．天津市市政工程设计研究院，天津300051；2．天津大学建筑工程学院，天津300072)
